专利名称：一种电能质量指标95概率大值获取方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电气自动化技术领域，尤其涉及一种电能质量指标95概率大值获取方法和系统。
背景技术：
早在IEC 61000-4-7 (1991)标准中就提到将95概率大值作为电能质量参数评估指标，后来EN50160、IEC 61000_4_30、国标也陆续提到并丰富了用95概率大值对不同电能质量指标进行评估的理念。在电能质量监测评估分析体系中，95概率大值扮演的角色愈发重要，现在国内外大多数取95概率大值作为电能质量指标衡量依据。目前主流的95概率大值的获取采用排序筛选的方式将采集到的电能质量指标的原始数据按从大到小的顺序依次排列，去掉前5%的数据，然后取剩余数据的最大值作为该电能质量指标的95概率大值。当电能质量数据库内存在海量原始数据时，上述排序筛选的方式在排序上会耗费较多时间。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种电能质量指标95概率大值获取方法和系统，以解决现有技术在针对海量原始数据进行处理时，由于排序而耗时较多的问题。为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案一种电能质量指标95概率大值获取方法，包括选择服从正态分布的电能质量指标作为随机变量；选择时间范围；从所述随机变量对应的原始数据中，选取落在所述时间范围内的原始数据作为随机样本；根据公式Χ(95%) = ξ (95%)*σ+μ，计算出所述随机变量在所述时间范围内对应的95概率大值；其中所述X (95% )表示所述随机变量在所述时间范围内对应的95概率大值；所述ξ (95% )表示标准正态分布中95%的概率对应的数值；所述μ表示所述随机样本的平均值；所述σ表示所述随机样本的标准差。相应地，本发明实施例还提供了一种电能质量指标95概率大值获取系统，所述系统包括选择模块和计算模块，所述选择模块包括电能质量指标选择单元、时间范围选择单元和数据选取单元，所述计算模块包括目标值计算单元，其中所述电能质量指标选择单元，用于选择服从正态分布的电能质量指标作为随机变量；所述时间范围选择单元，用于选择时间范围；
所述数据选取单元，用于从所述随机变量对应的原始数据中，选取落在所述时间范围内的原始数据作为随机样本；所述目标值计算单元，用于根据公式Χ(95%) = ξ (95%)*σ+μ，计算出所述选择出的服从正态分布的电能质量指标对应的95概率大值，所述X(95% )表示所述选择出的服从正态分布的电能质量指标对应的95概率大值，所述ξ (95%)表示标准正态分布中 95%的概率对应的数值，所述μ表示所述随机样本的平均值，所述ο表示所述随机样本的标准差。由上可见，与现有技术中获得95概率大值的方式相比，本发明实施例所提供的技术方案不需要进行排序，从而解决了现有技术在处理海量数据时由于排序而耗时较多的问题，极大提高了服从正态分布特性的电能质量指标的95概率大值的获取效率。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例提供的电能质量指标95概率大值获取方法流程图；图2是本发明实施例提供的电能质量指标95概率大值获取方法另一流程图；图3是本发明实施例提供的电能质量指标95概率大值获取方法又一流程图；图4是本发明实施例提供的电能质量指标95概率大值获取系统结构示意图；图5是本发明实施例提供的电能质量指标95概率大值获取系统另一结构示意图；图6是是本发明实施例提供的电能质量指标95概率大值获取系统又一结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。现有技术采用排序筛选作为获取95概率大值的主流方法。但当电能质量数据库内存在海量原始数据时，此种排序筛选的方式会耗费较多时间。电能质量指标可包括电压偏差、频率偏差、电压波动和闪变指标、谐波含有率及有效值指标、三相电压不平衡度指标等。发明人通过大量的研究和验证发现，在电能质量指标中，很多电能质量指标的变化趋势服从正态分布。例如电压偏差与频率偏差，他们大部分都落在一定区间内，而且有接近于零的趋向，落在零值两边的概率是随机的，离零值越远出现的概率越小。而其他电能质量指标，例如电压波动和闪变指标、谐波含有率及有效值指标、 三相电压不平衡度指标等等，也服从相同的分布，因此，可采用正态分布及其相关理论来获取95概率大值。
有鉴于此，本发明提供了一种基于正态分布及其相关理论的电能质量指标95概率大值获取方法，以解决现有技术在处理海量数据时由于排序而耗时较多的问题。请参见图1，上述方法至少包括如下步骤Sl 选择服从正态分布的电能质量指标作为随机变量X。前已述及，电压偏差、频率偏差、电压波动和闪变指标、谐波含有率及有效值指标、 三相电压不平衡度指标等均服从正态分布，因此，上述服从正态分布的电能质量指标可以包括各种常规电能质量指标，如相电压、频率、三相电压不平衡度、谐波电压总畸变率、2 25次谐波电压含有率、2 25次谐波电流含量、长时闪变、短时闪变等。另外，在本发明其他实施例中，可通过一些特定的选择方法，如W验证、D验证等， 从待选择的电能质量指标中选择出服从正态分布的电能质量指标。S2 选择时间范围T。考虑到准确度，在选择上述时间范围T时，至少保证T内包含60个原始数据。S3:从上述随机变量对应的原始数据中，选取落在上述时间范围内的原始数据作为随机样本。对原始数据的选取，可通过数据接口实现。上述数据接口可以从电能质量监测终端、数据库、数据文件等多种电能质量指标数据源处获得原始数据，并选取落在上述时间范围内的原始数据。上述原始数据可以是历史数据，也可以是实时数据。在实际应用中，如果基于电能质量监测系统来获取95概率大值的话，一般只针对数据库中的历史数据，而基于终端时， 一般是根据实时数据去获取95概率大值的。S4 根据公式Χ(95% ) = ξ (95% )* σ +μ (公式1)，计算出上述随机变量在上述时间范围T内对应的95概率大值。其中X(95% )为步骤Sl中选择出的随机变量在上述时间T内对应的95概率大值，ξ (95% )为标准正态分布中95%的概率对应的数值，μ为上述随机样本的平均值，σ为上述随机样本的标准差。由上可见，本发明上述实施例所提供的方法由于不需要进行排序，从而解决了现有技术在处理海量数据时由于排序而耗时较多的问题，极大提高了服从正态分布特性的电能质量指标的95概率大值的获取效率。下面将对上述公式1的由来进行详细描述
X-U公知，若随机变量X服从正态分布Ν( μ，σ2),则^^服从标准正态分布，即
权利要求
1.一种电能质量指标95概率大值获取方法，其特征在于，包括 选择服从正态分布的电能质量指标作为随机变量；选择时间范围；从所述随机变量对应的原始数据中，选取落在所述时间范围内的原始数据作为随机样本；根据公式Χ(95%) = ξ (95%)*σ+μ，计算出所述随机变量在所述时间范围内对应的 95概率大值； 其中所述X(95% )表示所述随机变量在所述时间范围内对应的95概率大值； 所述ξ (95% )表示标准正态分布中95%的概率对应的数值； 所述μ表示所述随机样本的平均值； 所述ο表示所述随机样本的标准差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括 显示所述电能质量指标95概率大值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述公式Χ(95%)= ξ (95%)*σ+μ的获取过程包括将基于正态分布及其标准化变换理论的公式ξ(95%) = Χ(95%) —口变形得到σ所述公式 Χ(95% ) = ξ (95% )*σ +μ。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述ξ (95% )具体为1.645。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在所述根据公式X(95%)= ξ (95% )*σ+μ，计算出所述随机变量在所述时间范围内对应的95概率大值之前，还包括求取所述随机样本的平均值和标准差。
6.根据权利求5所述的方法，其特征在于，所述选择服从正态分布的电能质量指标的具体实施方式
包括根据W验证或D验证选择方法选择出服从正态分布的电能质量指标。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述原始数据包括历史数据库中的历史数据和监测终端的实时数据中的至少一种。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述ξ(95%)的值具体是通过查找标准正态分布表获取的。
9.一种电能质量指标95概率大值获取系统，其特征在于，包括选择模块和计算模块， 所述选择模块包括电能质量指标选择单元、时间范围选择单元和数据选取单元，所述计算模块包括目标值计算单元，其中所述电能质量指标选择单元，用于选择服从正态分布的电能质量指标作为随机变量； 所述时间范围选择单元，用于选择时间范围；所述数据选取单元，用于从所述随机变量对应的原始数据中，选取落在所述时间范围内的原始数据作为随机样本；所述目标值计算单元，用于根据公式Χ(95%) = ξ (95<%)*σ+μ，计算出所述选择出的服从正态分布的电能质量指标对应的95概率大值，所述X(95% )表示所述选择出的服从正态分布的电能质量指标对应的95概率大值，所述ξ (95%)表示标准正态分布中95% 的概率对应的数值，所述μ表示所述随机样本的平均值，所述σ表示所述随机样本的标准差。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括显示所述电能质量指标95概率大值的显示单元。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述计算模块还包括计算所述随机样本的平均值和标准差的公式参数计算单元。
全文摘要
本发明公开了一种电能质量指标95概率大值获取方法和系统，所述方法包括步骤选择服从正态分布的电能质量指标作为随机变量；选择时间范围；从所述随机变量对应的原始数据中，选取落在所述时间范围内的原始数据作为随机样本；根据公式X(95％)＝ξ(95％)*σ+μ，计算出所述随机变量在所述时间范围内对应的95概率大值；本发明将正态分布理论及其标准化变换方法引入电能质量领域，不需要排序，解决了现有技术在处理海量数据时由于排序耗时较多的问题。
文档编号G06F17/30GK102495858SQ20111037245
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者李培, 李鹏, 潘星, 王昕 , 许晓芳, 马智泉 申请人:浙江省电力试验研究院