电表计量误差自适应检测方法、系统、设备和存储介质与流程

本发明属于配电网电能计量领域，具体而言，涉及一种电表计量误差自适应检测方法、系统、设备和存储介质。

背景技术：

1、在大样本智能电表测量数据中，通过对智能电表计量误差的评估，初步判断智能电表的健康状态，往往比推算具体智能电表部件的状态所要求的特征数据更少，可在现有的智能电表数据采集系统直接应用，更具有实用意义。现有技术中，面向大样本台区智能电表的计量误差无有效的实时评估方法，导致无法对大样本台区智能电表的计量误差进行有效判定。

2、有鉴于此，特提出本技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电表计量误差自适应检测方法、系统、设备和存储介质，解决现有的智能电表计量误差检测方法不能实现对大样本台区智能电表的计量误差进行检测的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、第一方面，提供一种电表计量误差自适应检测方法，包括以下步骤：根据台区的拓扑连接建立台区功率平衡模型；采集多个计量时段内的智能电表数据；利用采集的智能电表数据和所述功率平衡模型建立满秩的线性方程组，得到智能电表远程误差检测模型；根据采集的智能电表数据和所述台区功率平衡模型建立智能电表远程误差检测模型；获取电能计量误差与所述电能计量修正系数之间的关系模型，根据所述电能计量修正系数和所述关系模型，计算得到误差检测结果。

4、进一步的，所述采集多个计量时段内的智能电表数据，包括以下步骤：建立可移动的矩形窗；所述矩形窗的移动步长为一个计量时段；将所述矩形窗的移动方向设置为与采集所述智能电表数据的时序方向相反；所述智能电表数据从所述矩形窗的尾部输入，所述智能电表数据从所述矩形窗的头部输出；利用所述矩形窗在当前位置采集多个计量时段内的智能电表数据。

5、进一步的，所述采集多个计量时段内的智能电表数据，包括以下步骤：建立可移动的矩形窗；所述矩形窗的移动步长为一个计量时段；将所述矩形窗的移动方向设置为与采集所述智能电表数据的时序方向相反；所述智能电表数据从所述矩形窗的尾部输入，所述智能电表数据从所述矩形窗的头部输出；利用所述矩形窗在当前位置采集多个计量时段内的智能电表数据；

6、进一步的，所述根据采集的智能电表数据和所述台区功率平衡模型建立智能电表远程误差检测模型，包括以下步骤：利用采集的智能电表数据和所述功率平衡模型建立满秩的线性方程组，得到所述智能电表远程误差检测模型。

7、进一步的，所述计算得到误差检测结果之后，包括以下步骤：s1：将所述矩形窗移动一个步长；s2：利用移动后的矩形窗重新采集智能电表数据；s3：利用重新采集的智能电表数据和所述功率平衡模型重新建立满秩的线性方程组，得到新的智能电表远程误差检测模型；s4：获取重新建立的线性方程组的条件数；s5：针对重新建立的线性方程组的变量执行s51和s52；所述变量包括多个分量，每一个分量中对应的包含多个元素；s51：设置各分量的相对误差上限；s52：对每一个分量中的每一个元素进行归一化处理，得到归一化处理后的变量；

8、s6：根据归一化处理后的变量和重新建立的线性方程组，对所述条件数进行处理；s7：将处理后的条件数与所述相对误差上限进行比较；若处理后的条件数≥所述相对误差上限，则移除位于矩形窗头部的智能电表数据，并返回所述s1；若处理后的条件数＜所述相对误差上限，则对新的智能电表远程误差检测模型的系数矩阵进行处理，得到新的电能计量修正系数，利用新的电能计量修正系数更新之前的电能计量修正系数。

9、进一步的，所述对每一个分量中的每一个元素进行归一化处理，包括以下步骤：针对每一个分量执行s52.1和s52.2：s52.1：设置分量的基准值；所述基准值为分量的多个元素中与分量的真实值距离最近的一个元素；s52.2：将分量中的每一个元素均除以所述基准值。

10、进一步的，所述利用新的电能计量修正系数更新之前的电能计量修正系数之前，包括以下步骤：获取矩形窗的移动次数；若所述移动次数＜矩形窗的长度，则设置阈值；若矩形窗第一次移动后对应的系数矩阵的条件数＜所述阈值，则执行所述s5至所述s7，并利用更新后的电能计量修正系数和所述关系模型，计算得到新的误差检测结果；若所述移动次数≥矩形窗的长度，则对各分量的基准值进行更新，根据更新后的基准值执行所述s52.2至所述s7，并利用更新后的电能计量修正系数和所述关系模型，计算得到新的误差检测结果。

11、第二方面，提供一种电表计量误差自适应检测系统，包括：第一模型构建模块、智能电表数据采集模块、第二模型构建模块、修正系数获取模块和计量误差检测模块。其中，第一模型构建模块，用于根据台区的拓扑连接建立台区功率平衡模型。智能电表数据采集模块用于采集多个计量时段内的智能电表数据。第二模型构建模块用于根据采集的智能电表数据和所述台区功率平衡模型建立智能电表远程误差检测模型。修正系数获取模块用于对所述智能电表远程误差检测模型的系数矩阵进行处理，得到电能计量修正系数。计量误差检测模块用于获取电能计量误差与所述电能计量修正系数之间的关系模型，根据所述电能计量修正系数和所述关系模型，计算得到误差检测结果。

12、进一步的，所述智能电表数据采集模块包括：矩形窗构建单元、矩形窗设置单元和数据采集单元。其中，矩形窗构建单元用于建立可移动的矩形窗；所述矩形窗的移动步长为一个计量时段。矩形窗设置单元用于将所述矩形窗的移动方向设置为与采集所述智能电表数据的时序方向相反；所述智能电表数据从所述矩形窗的尾部输入，所述智能电表数据从所述矩形窗的头部输出。数据采集单元用于利用所述矩形窗在当前位置采集多个计量时段内的智能电表数据。

13、进一步的，所述第一模型构建模块包括：拓扑连接获取单元、等效电路获取单元和功率平衡模型构建单元。其中，拓扑连接获取单元用于获取台区的拓扑连接；等效电路获取单元用于将所述拓扑连接中的电力线和用户负荷用集总参数表示，得到台区的等效电路。功率平衡模型构建单元，用于基于所述等效电路，根据能量守恒定律建立台区功率平衡模型。

14、进一步的，所述电表计量误差自适应检测系统还包括：第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块、条件数获取模块、第四控制模块、误差上限设置模块、归一化处理模块、条件数处理模块、第一逻辑控制模块和数据更新模块。其中，第一控制模块用于将所述矩形窗移动一个步长。第二控制模块用于控制移动后的矩形窗重新采集智能电表数据。第三控制模块用于控制所述第二模型构建模块利用重新采集的智能电表数据和所述功率平衡模型重新建立满秩的线性方程组，得到新的智能电表远程误差检测模型。条件数获取模块用于获取重新建立的线性方程组的条件数。第四控制模块，用于针对重新建立的线性方程组的变量控制误差上限设置模块和归一化处理模块工作；所述变量包括多个分量，每一个分量中对应的包含多个元素。误差上限设置模块用于设置各分量的相对误差上限。归一化处理模块用于对每一个分量中的每一个元素进行归一化处理，得到归一化处理后的变量。条件数处理模块用于根据归一化处理后的变量和重新建立的线性方程组，对所述条件数进行处理。第一逻辑控制模块，用于将处理后的条件数与所述相对误差上限进行比较；若处理后的条件数≥所述相对误差上限，则控制数据移除模块工作，并重新调用所述第一控制模块、所述第二控制模块、所述第三控制模块、所述条件数获取模块、所述第四控制模块和所述条件数处理模块依次工作；若处理后的条件数＜所述相对误差上限，则控制所述修正系数获取模块对新的智能电表远程误差检测模型的系数矩阵进行处理，得到新的电能计量修正系数；并控制数据更新模块工作。数据更新模块用于利用新的电能计量修正系数更新之前的电能计量修正系数。

15、进一步的，所述第一模型构建模块包括：拓扑连接获取单元、等效电路获取单元和功率平衡模型构建单元。拓扑连接获取单元用于获取台区的拓扑连接。等效电路获取单元用于将所述拓扑连接中的电力线和用户负荷用集总参数表示，得到台区的等效电路。功率平衡模型构建单元用于基于所述等效电路，根据能量守恒定律建立台区功率平衡模型。

16、进一步的，所述归一化处理模块包括：基准值设置单元和数据运算单元。其中，基准值设置单元用于设置分量的基准值；所述基准值为分量的多个元素中与分量的真实值距离最近的一个元素。数据运算单元用于将分量中的每一个元素均除以所述基准值。

17、进一步的，所述电表计量误差自适应检测系统还包括：移动次数计数模块、第二逻辑控制模块、阈值设置模块和基准值更新模块。其中，移动次数计数模块用于对矩形窗的移动次数进行计数。第二逻辑控制模块用于比较移动次数与矩形窗的长度之间的大小，若所述移动次数＜矩形窗的长度，则控制阈值设置模块工作，以及获取所述阈值设置模块设置的阈值，并比较矩形窗第一次移动后对应的系数矩阵的条件数与所述阈值之间的大小，若矩形窗第一次移动后对应的系数矩阵的条件数＜所述阈值，则控制所述第四控制模块、所述条件数处理模块和所述第一逻辑控制模块工作，并控制所述计量误差检测模块利用更新后的电能计量修正系数和所述关系模型，计算得到新的误差检测结果；若所述移动次数≥矩形窗的长度，则控制基准值更新模块工作，以及获取所述基准值更新模块更新后的基准值，根据更新后的基准值控制所述数据运算单元、所述条件数处理模块和所述第一逻辑控制模块工作，并控制所述计量误差检测模块利用更新后的电能计量修正系数和所述关系模型，计算得到新的误差检测结果。阈值设置模块用于设置阈值。基准值更新模块用于对各分量的基准值进行更新。

18、第三方面，提供一种计算机设备，包括依次通信连接的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发数据，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面所述的电表计量误差自适应检测方法。

19、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面所述的电表计量误差自适应检测方法。

20、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

21、1、智能电表远程误差检测模型基于台区拓扑连接、能量守恒定律和智能电表数据建立的。其中，对各分路智能电表在多个时段内的计量数据进行实时采集，可建立大样本智能电表计量数据，通过合理利用大样本智能电表计量数据，对智能电表远程误差检测模型的系数矩阵进行变化，结合电能计量误差与电能计量修正系数之间关联关系，可实现对大样本台区智能电表的电能计量误差进行实时检测。

22、2、采用可移动的矩形窗采集智能电表计量数据，可大幅减少智能电表计量误差的更新时间。具体而言，当需要对智能电表计量误差进行更新时，传统的矩形窗在执行当前次数据采集任务时，其需要采集与前一次具有相同规模大小的智能电表计量数据(2n+2个计量时段)；而可移动的矩形窗采集数据在执行当前次数据采集任务时，基于前一次执行任务过程中采集的数据，其在当前次任务中仅需采集t2n+3时段内的数据，而无需采集t2时段至t2n+3时段内的数据，因此可节约大量的数据采集时间，进而减少智能电表计量误差的更新时间。

23、3、通过分析智能电表远程误差检测模型中系数矩阵的条件数与误差评估有效性阈值(各分量的相对误差上限)的关系，利用变量归一化和条件数处理，使处理后的条件数可用于对计量误差进行的有效性进行评估，从而实现利用条件数筛选计量数据，保证智能电表误差检测结果的准确度。