基于时间序列相似度的电力互感器误差分析方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力互感器误差估计技术领域，特别涉及一种基于时间序列相似度的 电力互感器误差分析方法及系统。
【背景技术】
[0002] 目前，电力互感器广泛应用于变电站，其质量对变电站的正常工作起到了重要作 用。电力互感器在实际应用过程中不可避免存在一定的运行误差，为了降低电力互感器的 运行误差，工作人员需要事先对产生这些误差的影响因素进行研究。例如，影响电流互感器 误差的因素通常包括剩磁、环境温度、邻近一次导体磁场和高压漏电流等，而影响电压互感 器误差的因素通常则包括环境温度、外电场、频率和一次导体磁场等。
[0003] 然而，不同影响因素对电力互感器误差的影响程度是不同的，如何确定不同影响 因素对电力互感器运行误差的影响程度是目前有待解决的问题。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于时间序列相似度的电力互感器误差分 析方法及系统，实现了确定不同影响因素对电力互感器运行误差的影响程度的目的。其具 体方案如下：
[0005] -种基于时间序列相似度的电力互感器误差分析方法，包括：
[0006] 利用变电站计量装置上的误差监测终端，获取电力互感器的运行误差；利用所述 变电站计量装置上的误差影响因素监测终端，获取所述电力互感器的误差影响因素；
[0007] 按照误差的监测时间间隔，对所述运行误差进行分隔，得到运行误差时间序列；按 照误差影响因素的监测时间间隔，对所述误差影响因素进行分隔，得到误差影响因素时间 序列；其中，所述运行误差时间序列包括Μ个误差监测数据，所述误差影响因素时间序列包 括Ν个误差影响因素监测数据，Μ和Ν均为正整数；
[0008] 计算所述运行误差时间序列与所述误差影响因素时间序列之间的相似度，并利用 所述相似度，确定所述误差影响因素对所述运行误差的影响程度，其中，所述相似度与所述 影响程度之间呈正相关关系。
[0009] 优选的，所述计算所述运行误差时间序列与所述误差影响因素时间序列之间的相 似度的过程，包括：
[0010] 计算所述Μ个误差监测数据与所述Ν个误差影响因素监测数据之间的欧氏距离， 得到ΜΧΝ阶的距离矩阵D ;其中，所述距离矩阵D中任一元素的表达式为：
[0012] 其中，Χηι为所述Μ个误差监测数据中的任一数据，yn为所述Ν个误差影响因素监 测数据中的任一数据，m e {1，2, · · ·，M}，n e {1，2, · · ·，N};
[0013] 按照预设筛选条件，对所述距离矩阵D进行路径筛选，得到S条DTW路径，S为 正整数；其中，任意一条DTW路径包含多个路径元素，可表示为w = {Wl，w2,. . .，wK}，Wl = D (Xi，yi)，wK - D (x M, yN)；
[0014] 计算所述S条DTW路径中每一条DTW路径的路径元素总和，相应地得到S个路径 元素总和；
[0015] 利用所述S个路径元素总和中最小的路径元素总和，计算所述运行误差时间序列 与所述误差影响因素时间序列之间的相似度，其中，所述路径元素总和的大小与所述相似 度之间呈负相关关系。
[0016] 优选的，所述预设筛选条件为：
[0017] 令 r e {2, 3, · · ·，K}，并设 wr != D(x m ,，yn,)和 wr= D(x m, yn)时，需满足 mu'多0,或者需满足n_n' <1且mu' +n_n'辛0。
[0018] 优选的，所述预设筛选条件为：
[0019] 令 r e {2, 3, · · ·，K}，并设 wr != D(xm,，yn,)和 wr= D(x m，yn)时，需满足：
[0020] 单调性条件：mu'多0, n_n'多0和mu' +n_n'辛0 ;
[0021] 连续性条件：m-m'彡1，n-n'彡1 ;以及，
[0022] 变化率有界性条件：设CM为路径垂直方向上连续转移的数据个数，设C yn为路径 水平方向上连续转移的数据个数，则需满足CM< C 11|0和C yn< C 1ιηι;其中，所述路径垂直方 向为m-m' = 0所在的方向，所述路径水平方向为n-n' = 0所在的方向，Clim为预设值。
[0023] 优选的，所述计算所述运行误差时间序列与所述误差影响因素时间序列之间的相 似度的过程，还包括：
[0024] 确定所述距离矩阵的禁区元素集Db，其中所述禁区元素集Db中的每一个禁区元素 可表示为：D(Xl，yj) = |Xl-yj|，其中，i和j需要满足如下的参数条件：
[0026] 在满足所述参数条件的情况下，将所述禁区元素集Db中的每一个禁区元素D( Xl， y,)的数值取为极大值D_ (Xl，y])，得到改进距离矩阵D_;
[0027] 利用所述改进距离矩阵D_构造累计距离矩阵C，其中，
[0028] 所述累计距离矩阵C中的第1行第1列的元素为：C(l，1) = D_(l，1);
[0029] 第a行第b列的元素的递推公式为：C(a，b) =D_(a，b) + AD';
[0030] 其中，D_(a，b)表示所述改进距离矩阵D_的第a行第b列的元素， a e {2, 3,...，M}，b e {2, 3,...，N}，Δ D'为根据最小代价DTW路径上的连续转移的数据 个数和Cyn，确定的累计增量距离；所述最小代价DTW路径为与所述S个路径元素总和 中最小的路径元素总和所对应的DTW路径，为所述最小代价DTW路径的路径垂直方向 上连续转移的数据个数，Cyn，为所述最小代价DTW路径的路径水平方向上连续转移的数据 个数；
[0031 ] 利用所述累计距离矩阵C中第Μ行第N列元素C (M，N)的数值，计算所述运行误差 时间序列与所述误差影响因素时间序列之间的相似度，其中，C(M，Ν)的数值大小与所述相 似度之间呈负相关关系。
[0032] 优选的，当所述误差影响因素监测终端获取到至少两种误差影响因素时，还包 括：
[0033] 在计算所述运行误差与每一种误差影响因素之间的相似度，相应地得到至少两个 相似度值后，利用所述至少两个相似度值，对所述至少两种误差影响因素进行加权运算，得 到所述电力互感器的动态误差。
[0034] 优选的，所述利用所述至少两个相似度值，对所述至少两种误差影响因素进行加 权运算，得到所述电力互感器的动态误差的过程，包括：
[0035] 将与任一误差影响因素对应的相似度值确定为该误差影响因素的权值，将每一种 误差影响因素乘以各自的权值，并对相应得到的乘积进行相加处理，得到所述电力互感器 的动态误差。
[0036] 优选的，所述电力互感器为电流互感器或电压互感器。
[0037] 本发明还公开了一种基于时间序列相似度的电力互感器误差分析系统，包括：
[0038] 数据获取模块，用于利用变电站计量装置上的误差监测终端，获取电力互感器的 运行误差；利用所述变电站计量装置上的误差影响因素监测终端，获取所述电力互感器的 误差影响因素；
[0039] 序列生成模块，用于按照误差的监测时间间隔，对所述运行误差进行分隔，得到运 行误差时间序列；按照误差影响因素的监测时间间隔，对所述误差影响因素进行分隔，得到 误差影响因素时间序列；其中，所述运行误差时间序列包括Μ个误差监测数据，所述误差影 响因素时间序列包括Ν个误差影响因素监测数据，Μ和Ν均为正整数；
[0040] 相似度计算模块，用于计算所述运行误差时间序列与所述误差影响因素时间序列 之间的相似度；
[0041] 影响程度确定模块，用于利用所述相似度，确定所述误差影响因素对所述运行误 差的影响程度，其中，所述相似度与所述影响程度之间呈正相关关系。
[0042] 优选的，所述相似度计算模块包括：
[0043] 距离矩阵获取单元，用于计算所述Μ个误差监测数据与所述Ν个误差影响因素监 测数据之间的欧氏距离，得到ΜΧΝ阶的距离矩阵D ;其中，所述距离矩阵D中任一元素的表 达式为：
[0044] D (xn, yn) = | xn-yn | ；
[0045] 其中，Χηι为所述Μ个误差监测数据中的任一数据，yn为所述N个误差影响因素监 测数据中的任一数据，m e {1，2, · · ·，M}，n e {1，2, · · ·，N};
[0046] 路径筛选单元，用于按照预设筛选条件，对所述距离矩阵D进行路径筛选，得到 S条DTW路径，S为正整数；其中，任意一条DTW路径包含多个路径元素，可表示为w = {^1, w2, . . . , wK}, ψ1= D (χ 1; , wK= D (x M, yN)；