电压互感器误差评估方法、系统、电子设备及存储介质

本发明涉及电力计量，更具体地，涉及一种电压互感器误差评估方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、电压互感器（vt）是将高电压转换为低电压的计量设备，是发电公司、电网公司、电力用户之间精准贸易结算、公平公正交易、经济技术指标考核的唯一电压测量数据来源，电能贸易的公平公正依赖电压互感器的计量准确。

2、然而电压互感器在长期服役后，其计量性能易受多重因素影响而劣化甚至失准，失准的电压互感器会导致电能计算出现偏差，进而影响巨额电能贸易的公平公正。为此，国家市场监督管理总局计量司2019年发布的《实施强制管理的计量器具目录》将电压互感器纳入强制检定目录中。

3、当前，根据jjg 1021-2007《电力互感器》、jjg 314-2010《测量用电压互感器》检定规程规定，电压互感器采用“停电检定”方法，每4年检定一次。然而，电压互感器规模庞大，并仍以每年5%的速度递增，当前，停电检定方法面临多重难以解决的困境：1.设备在停电检定与在线运行时计量状态存在差异，停电检定结果不能完全反映在线运行的准确度，可能导致停电检定正常的电压互感器在入网运行时出现失准；2.当前电网的停电窗口少、时间短，且频繁停电也会严重影响供电可靠性，导致大量电压互感器难以制定停电检定计划；3.停电检定现场所用设备种类多且笨重，运维效率低。

4、当前，基于信息物理融合的电压互感器误差评估方法以工程适用性强的优势获得广泛关注。该方法以同一变电站内存在电气物理联系的电压互感器群体为评估对象，通过多元统计方法协同分析电压互感器群体输出的二次测量电压实时规模化数据中蕴含的信息，将测量数据转换为监测统计量，挖掘跟踪约束关系的实时状态利用信息物理融合方法实现对电压互感器个体运行误差变化的在线评估。但三相电压平衡受负载因素影响较大，该类方法仅适用于供给负荷较为稳定的居民用户的高压变电站，在面对负担钢厂、冶炼厂等工业用户负荷的变电站则出现评估偏差显著增大的问题，因此，如何进一步提高对负担工业用户的负荷变电站中存在计量误差的电压互感器的故障预警能力是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种电压互感器误差评估方法、系统、电子设备及存储介质，用以解决如何进一步提高对负担工业用户的负荷变电站中存在计量误差的电压互感器的故障预警能力的问题。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种电压互感器误差评估方法，包括：

3、基于变电站的历史幅值数据和历史相位数据，构建同组三相不平衡和高低压同相相差的多特征历史数据集；

4、基于预设预处理流程对所述多特征历史数据集进行预处理，基于得到的轻载时段历史幅值数据构建离线建模数据集；

5、根据所述离线建模数据集建立q统计量计算模型，计算其控制限；

6、基于实时采集的所述变电站中待测电压互感器的二次输出幅值数据和相位数据，构建同组三相不平衡和高低压同相相差的多特征实时数据集；

7、基于所述预设预处理流程对所述多特征实时数据集进行预处理，基于得到的轻载时段实时幅值数据构建在线监测数据集；

8、计算所述在线监测数据集的q统计量，在其大于所述控制限时判定所述待测电压互感器故障。

9、在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

10、优选的，所述构建同组三相不平衡历史数据集unb，包括：

11、;

12、;

13、其中，、、分别为同组三相电压互感器vt的测量幅值，为三相vt测量幅值的均值。

14、所述构建高低压同相相差历史数据集sub，包括：

15、；

16、其中，、、分别为变压器高压侧三相vt的测量相位，、、分别为变压器低压侧三相vt的测量相位。

17、优选的，所述基于预设预处理流程对所述多特征历史数据集进行预处理，基于得到的轻载时段历史幅值数据构建离线建模数据集的步骤，包括：

18、将所述多特征历史数据集进行差分和归一化处理，得到处理后的二维数组；

19、对所述二维数组进行轻重负荷感知，基于轻载时段幅值构建所述离线建模数据集。

20、优选的，所述对所述二维数组进行轻重负荷感知的步骤，包括：

21、基于密度聚类算法对所述二维数组聚类分离，得到同组三相不平衡变化和高低压同相相差变化都在0点附近的数据集群；

22、在数据集群对应的多个采集幅值时间区间中，将连续数据最多的区间设定为轻载时段。

23、优选的，所述归一化的步骤，包括：

24、；

25、其中，dif为一阶差分数据。

26、优选的，所述根据所述离线建模数据集建立q统计量计算模型，计算其控制限的步骤，包括：

27、对所述离线建模数据进行标准化处理，得到标准化建模数据集；

28、将所述标准化建模数据集转换为q统计量，计算所述标准化建模数据集的协方差r，对所述协方差r作为奇异值分解；

29、基于主元分析法将所述标准化建模数据集中测量样本分解为主元成分和残差成分；

30、基于所述残差成分计算所述q统计量的控制限。

31、优选的，所述计算所述在线监测数据集的q统计量，在其大于所述控制限时判定所述待测电压互感器故障的步骤之后，包括：

32、计算所述q统计量中多个变量的贡献值,基于q贡献图法将贡献值最高的变量设定为异常变量，并基于所述异常变量发出故障警告。

33、根据本发明的第二方面，提供一种电压互感器误差评估系统，包括：

34、历史数据模块，用于基于变电站的历史幅值数据和历史相位数据，构建同组三相不平衡和高低压同相相差的多特征历史数据集；

35、离线数据模块，用于基于预设预处理流程对所述多特征历史数据集进行预处理，基于得到的轻载时段历史幅值数据构建离线建模数据集；

36、限值计算模块，用于根据所述离线建模数据集建立q统计量计算模型，计算其控制限；

37、实时数据模块，用于基于实时采集的所述变电站中待测电压互感器的二次输出幅值数据和相位数据，构建同组三相不平衡和高低压同相相差的多特征实时数据集；

38、在线数据模块，用于基于所述预设预处理流程对所述多特征实时数据集进行预处理，基于得到的轻载时段实时幅值数据构建在线监测数据集；

39、故障判定模块，用于计算所述在线监测数据集的q统计量，在其大于所述控制限时判定所述待测电压互感器故障。

40、根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现上述第一方面中任一电压互感器误差评估方法的步骤。

41、根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一电压互感器误差评估方法的步骤。

42、本发明提供的一种电压互感器误差评估方法、系统、电子设备及存储介质，方法包括：基于变电站的历史幅值数据和历史相位数据，构建同组三相不平衡和高低压同相相差的多特征历史数据集；对上述多特征历史数据集进行预处理，基于预处理结果构建离线建模数据集；根据上述离线建模数据集建立q统计量计算模型，计算其控制限；基于实时采集的上述变电站中待测电压互感器的二次输出幅值数据和相位数据，构建同组三相不平衡和高低压同相相差的多特征实时数据集；基于上述多特征实时数据集轻载时段幅值，构建在线监测数据集；计算上述在线监测数据集的q统计量，在其大于上述控制限时判定上述待测电压互感器故障。本发明在基于信息物理融合的框架下，利用电压测量值的多特征参量自适应识别工业用户的投切状态，感知负荷轻重，筛选出工业用户稳定切出的轻载时段数据，消除工业用户用电时，大负载频繁投切对三相不平衡的影响，显著提高了负担工业用户负荷变电站中存在计量误差异常互感器的辨识能力。