专利名称：一种电网量测数据和电网模型纠错方法及装置的制作方法
技术领域：
本申请涉及电网技术领域，特别涉及一种电网量测数据和CIM模型纠错方法及其对应的装置。
背景技术：
为适应电力技术的发展和满足新形势下的越来越高的用电需求，智能电网建设已在大范围内开展。智能电网的关键在于智能调度。所谓智能调度是指通过状态估计、最优潮流计算、无功优化、稳定分析及故障计算等手段实现对电网的主动、智能化监视、分析、预警、辅助决策和自愈控制。进行智能调度的基础是通过网络拓扑结构提供电网量测数据和电网模型，在此基础上通过网络拓扑分析实现。目前，通常通过0PEN3000系统获取电网量测数据和电网模型，但是0PEN3000提供的量测数据和模型信息存在一些问题，这些问题将影响电网调度软件分析的准确性。为此，电网量测数据和模型信息的准确性至关重要。为提高准确性，需要借助CM模型文件、SVG图形进行关联探查，工作量庞大、繁琐，而且需要有工作经验的管理人员才能胜任。这种方式给电网量测数据和电网模型数据的纠错制造了障碍。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种电网量测数据和电网模型纠错方法及其相应的装置，以快速定位到错误并实现纠错，提高电网量测数据和电网模型的准确性。本申请实施例提供的电网量测数据和电网模型纠错方法包括:从数据采集与监视控制系统获取电网量测数据和电网模型数据；根据电网量测数据和电网模型数据进行电网实际运行状态的状态估计；将状态估计的结果与预设条件进行匹配，依据匹配情况定位电网量测数据和电网模型数据存在的错误；根据预设规则对定位的错误进行纠正。优选地，所述根据电网量测数据和电网模型数据进行电网实际运行状态的状态估计具体包括:根据电网量测数据和电网模型数据采用加权最小二乘法、正交变换法或基于分块Givens旋转的正变换法进行电网实际运行状态的状态估计；所述基于分块Givens旋转的正变换法为:进行Givens正交变换处理,利用电力系统状态估计问题的分块特征对量测雅可比矩阵进行分块，根据信息矩阵的分块稀疏结构进行列编号的优化，采用变转轴逐列消元策略，基于最小度原则动态选择转轴元素，根据非零注入元素最少的原则选择旋转元素。优选地，所述预设条件包括状态估计结果出现超过预设阀值的环流，如果状态估计后的结果出现超过预设阀值的环流，则依据匹配情况定位的电网量测数据和电网模型数据存在的错误为电网中存在并列运行的设备。优选地，所述预设条件包括状态估计结果与设备采样值存在差异，如果状态估计后的结果与设备采样值存在差异，则依据匹配情况定位的电网量测数据和电网模型数据存在的错误为模型参数错误。优选地，在状态估计不收敛时，所述方法还包括对状态估计过程按照如下方式进行修正:将状态估计每一次迭代的误差最大偏差设备输出，如果误差最大偏差值在不断变小，则记录该误差最大偏差设备，如果误差最大偏差值不断扩大，则记录该误差最大偏差设备以便输出告警信息进行错误纠正。优选地，在状态估计不收敛时，所述方法还包括对状态估计过程按照如下方式进行修正:减小进行状态估计的电网的网络范围，所述根据电网量测数据和电网模型数据进行电网实际运行状态的状态估计具体为根据电网量测数据和电网模型数据对减小电网的网络范围后的电网进行实际运行状态的状态估计。进一步优选地:所述减小进行状态轨迹的电网的网络范围包括:通过选择不同的电压等级减小网络范围；或，通过不检测非带电岛减小网络范围；或，通过开关的分合和设备的投入、退出减小网络范围。本申请实施例还提供了一种电网量测数据和电网模型纠错装置。该装置包括:数据获取单元、状态估计单元、错误定位单元和错误纠正单元，其中:所述数据获取单元，用于从数据采集与监视控制系统获取电网量测数据和电网模型数据； 所述状态估计单元，用于根据电网量测数据和电网模型数据进行电网实际运行状态的状态估计；所述错误定位单元，用于将状态估计的结果与预设条件进行匹配，依据匹配情况定位电网量测数据和电网模型数据存在的错误；所述错误纠正单元，用于根据预设规则对定位的错误进行纠正。优选地，在状态估计不收敛时，所述装置还包括第一状态修正单元，用于将状态估计每一次迭代的误差最大偏差设备输出，如果误差最大偏差值在不断变小，则不记录该误差最大偏差设备，如果误差最大偏差值不断扩大，则记录该误差最大偏差设备以便输出告警信息进行错误纠正。优选地，在状态估计不收敛时，所述装置还包括第二状态修正单元，用于减小进行状态估计的电网的网络范围，所述状态估计单元具体用于根据电网量测数据和电网模型数据对减小电网的网络范围后的电网进行实际运行状态的状态估计。本申请实施例从数据采集与监视系统获取电网量测数据和电网模型，然后根据这两类数据进行电网实际运行状态的估计，再依据状态估计与预设条件的匹配结果来定位量测数据和模型数据中存在的错误，进而对其进行纠正。与现有技术相比，本申请实施例不需再进行关联探查，而仅需要进行状态估计即可定位到错误并纠正，减少了工作量，提高了电网量测数据和电网模型的准确性，从而为基于网络拓扑分析平台的高级软件的运行提高了保障。
为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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为本申请电网量测数据和电网模型纠错方法的一个实施例的流程图；图2为本申请电网量测数据和电网模型纠错装置的一个实施例组成框图；图3(a)为电网量测数据和电网模型纠错装置设计时的硬件系统架构图；图3(b)为电网量测数据和电网模型纠错装置设计时的软件系统层级图。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。在详细介绍本申请的各种实施例之前，先对本申请涉及到的个别概念予以简要解释:1、CIM 模型:CIM 模型(Common Information Model,公共信息模型)是一个与具体实现无关的、用于描述管理信息的概念性模型。CIM模型分为两部分:CIM规范(CIMSpecification)和CM模式(CM Schema)。CM规范提供了模型的正式定义，描述了语言、命名、元模式和到其他管理模型(如SNMP MIB)的映射技术；CIM模式则给出了实际模型的描述。CIM模型由核心模型、公共模型和扩展模型三层构成。核心模型是一系列类、连接和属性的集合，该对象组提供了所有管理域通用的基本信息模型；公共模型提供特定管理域的通用信息模型，这些特定的管理域，如系统、应用程序、网络和设备等；扩展模型代表通用模型的特定技术扩展。通过CM建模，能够得到管理域中实体的抽象和表示，包括它们的属性、操作和关系。这样的模型独立于任何具体的数据库、应用、协议以及平台。因此，CIM模型要求不同开发商所提供的基于不同平台的应用都采用一种标准的格式来描述管理数据，以使数据能够在多种应用间共享。CIM采用面向对象的方式构建了一种新的适用于管理系统、网络的结构和概念模型。CIM建模是一种通用方法。特定管理域的CIM建模是在核心模型和公共模型的基础上进行扩展。总的来说公共信息模型(CIM)是一个标准，定义了一个前后一致的模型，依据这个模型，网络设备、系统和应用程序能显示有关它们自己的信息，并使这些信息能被管理工具利用CIM能描述诸如桌面软件和硬件配置、CPU封装块的序列号以及某个特殊路由器端口上的流量水平等信息。2、SVG:SVG可缩放矢量图形(Scalable Vector Graphics)是基于可扩展标记语言(XML)，用于描述二维矢量图形的一种图形格式。SVG是W3C(World Wide WebConSor-tium国际互联网标准组织)在2000年8月制定的一种新的二维矢量图形格式，也是规范中的网络矢量图形标准。SVG严格遵从XML语法，并用文本格式的描述性语言来描述图像内容，因此是一种和图像分辨率无关的矢量图形格式。3> SCADA:SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据米集与监视控制系统。SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。参见图1，该图示出了本申请的电网量测数据和电网模型纠错方法的一个实施例的流程。该实施例包括:步骤SlOl:从数据采集与监视控制系统获取电网量测数据和电网模型；步骤S102:根据电网量测数据和电网模型数据进行电网实际运行状态的状态估计；状态估计是电力系统分析的基础应用，其目的是根据电网的量测信息估计电网的实际运行状态。为了使状态估计的结果更准确，可以对从SCADA库中提取的数据进行不良数据的辨识操作。辨识的具体方法可以采用残差搜索法，也可以采用基于逐次型估计辨识法，后者是对前者的一次回归，但它在排除一个可疑数据时不再进行总体迭代修正，而是利用残差灵敏度和雅可比矩阵直接修正残差和状态，使计算技术由总体矩阵操作水平提高到只对少数相关元素操作的水平，使残差搜索法的辨识时间缩短了几个数量级，使其严密的搜索逻辑得以实用。采用逐次型估计辨识法进行不良数据辨识，不良数据的辨识过程既可靠又快速。此外，为了使状态估计的结果更准确，还可以对电网数据和模型数据进行数据去毛刺处理。该功能主要在实时运行下使用，同时当实时退出时，可以通过读历史数据来补纠错。其原理为:(I)内存中永远保存10个连续断面(5分钟一个断面)；(2)做10个断面的纵向遥测、遥信判断，如果出现异常波动，则记录该状态与所在断面(遥信:跳变，遥测:非零值的巨大变化)；(3)对于每个断面做状态估计和遥信错误辨识，如果状态估计不收敛，则将该断面的毛刺描述为警告；(4)如果状态估计收敛，而且判断出该遥测、遥信为坏数据，则将该断面的毛刺描述为错误；(5)如果状态估计收敛，并且判断出该遥测、遥信为合格数据，则将该断面的毛刺描述为提示。对于状态估计的具体方法，可以采用加权最小二乘法，这种方法的优点是不需要随机变量的统计特性，而以量测值的残差平方和最小为目标准则。该方法假定量测量按照理想的正态分布，对理想正态分布的量测量，估计具有最优一致且无偏等优良传统特性。但当正态分布的数据中含有坏数据时，WLS的估计结果会偏离真值较远。而且，在实际情况下，量测数据并不完全严格服从正态分布，导致坏数据很难完成检测与辨识。加权最小二乘法的具体步骤包括:建立如下目标函数:J⑷=[z - Hx tR1 z - Hx min采用迭代法求其状态量，迭代修正公式为:
权利要求
1.一种电网量测数据和电网模型纠错方法，其特征在于，所述方法包括: 从数据采集与监视控制系统获取电网量测数据和电网模型数据； 根据电网量测数据和电网模型数据进行电网实际运行状态的状态估计； 将状态估计的结果与预设条件进行匹配，依据匹配情况定位电网量测数据和电网模型数据存在的错误； 根据预设规则对定位的错误进行纠正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据电网量测数据和电网模型数据进行电网实际运行状态的状态估计具体包括: 根据电网量测数据和电网模型数据采用加权最小二乘法、正交变换法或基于分块Givens旋转的正变换法进行电网实际运行状态的状态估计； 所述基于分块Givens旋转的正变换法为:进行Givens正交变换处理，利用电力系统状态估计问题的分块特征对量测雅可比矩阵进行分块，根据信息矩阵的分块稀疏结构进行列编号的优化，采用变转轴逐列消元策略，基于最小度原则动态选择转轴元素，根据非零注入元素最少的原则选择旋转元素。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括状态估计结果出现超过预设阀值的环流，如果状态估计后的结果出现超过预设阀值的环流，则依据匹配情况定位的电网量测数据和电网模型数据存在的错误为电网中存在并列运行的设备。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括状态估计结果与设备采样值存在差异，如果状态估计后的结果与设备采样值存在差异，则依据匹配情况定位的电网电网量测数据和电网模型数据存在的错误为电网模型数据错误。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在状态估计不收敛时，所述方法还包括对状态估计过程按照如下方式进行修正:将状态估计每一次迭代的误差最大偏差设备输出，如果误差最大偏差值不断变小，则不记录该误差最大偏差设备，如果误差最大偏差值不断扩大，则记录该误差最大偏差设备以便输出告警信息进行错误纠正。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在状态估计不收敛时，所述方法还包括对状态估计过程按照如下方式进行修正:减小进行状态估计的电网的网络范围，所述根据电网量测数据和电网模型数据进行电网实际运行状态的状态估计具体为根据电网量测数据和电网模型数据对减少电网的网络范围后的电网进行实际运行状态的状态估计。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述减小进行状态估计的电网的网络范围包括: 通过选择不同的电压等级减小网络范围；或，通过不检测非带电岛减小网络范围；或，通过开关的分合和设备的投入、退出减小网络范围。
8.—种电网量测数据和电网模型纠错装置，其特征在于，该装置包括:数据获取单元、状态估计单元、错误定位单元和错误纠正单元，其中: 所述数据获取单元，用于从数据采集与监视控制系统获取电网量测数据和电网模型数据； 所述状态估计单元，用于根据电网量测数据和电网模型数据进行电网实际运行状态的状态估计； 所述错误定位单元，用于将状态估计的结果与预设条件进行匹配，依据匹配情况定位电网量测数据和电网模型数据存在的错误； 所述错误纠正单元，用于根据预设规则对定位的错误进行纠正。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，在状态估计不收敛时，所述装置还包括第一状态修正单元，用于将状态估计每一次迭代的误差最大偏差设备输出，如果误差最大偏差值在不断变小，则不记录该误差最大偏差设备，如果误差最大偏差值不断扩大，则记录该误差最大偏差设备以便输出告警信息进行错误纠正。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，在状态估计不收敛时，所述装置还包括第二状态修正单元，用于减小进行状态估计的电网的网络范围，所述状态估计单元具体用于根据电网量测数据和电网模型数据对减小电网的网络范围后的电网进行实际运行状态的状态 估计。
全文摘要
本申请实施例公开了一种电网量测数据和电网模型纠错方法。所述方法包括从数据采集与监视控制系统获取电网量测数据和电网模型数据；根据电网量测数据和电网模型数据进行电网实际运行状态的状态估计；将状态估计的结果与预设条件进行匹配，依据匹配情况定位电网量测数据和电网模型数据存在的错误；根据预设规则对定位的错误进行纠正。本申请还公开了一种电网量测数据和电网模型纠错装置。本申请实施例可以提高电网量测数据和电网模型数据的准确性，为基于这些数据进行的高级应用提供保障。
文档编号G06Q50/06GK103198437SQ20131013635
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月18日 优先权日2013年4月18日
发明者顾伟, 李丰伟, 谢宇哲, 罗轶, 胡勤, 黄蕾, 何小坚, 王波, 蔡振华, 任雷 申请人:国家电网公司, 浙江省电力公司, 宁波电业局