用于储能SCADA系统的数据断连修补方法及系统与流程

本申请属于电网数据处理技术领域，具体涉及一种用于储能scada系统的数据断连修补方法及系统。

背景技术：

scada(supervisorycontrolanddataacquisition)系统即数据采集与监视控制系统，scada系统是以计算机为基础的分布式控制系统与电力自动化监控系统。它作为能量管理系统的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势。现已经成为电力调度不可缺少的工具，它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平方面有着不可替代的作用。然而，在数据采集或传输的过程中，不可避免地会出现数据断连，数据断连后缺失数据的存在不仅会干扰数据分析的精度，还会影响统计分析人员后续工作的有效开展，会对数据分析造成极大的影响，有效处理断连数据关系到分析结果的实用价值。因此，如何进行数据修补对完成电力数据的分析具有重要意义。

技术实现要素：

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种用于储能scada系统的数据断连修补方法及系统。

根据本申请实施例的第一方面，本申请提供了一种用于储能scada系统的数据断连修补方法，其包括以下步骤：

获取数据的待修补时段；

将一天的24小时按照峰段、平段和谷段划分为多个时间段；

根据往年同日24小时内每小时的历史数据设置对应时间段的等差公差；

根据待修补时段的起始时间所属的时间段，选择相应等差公差；

根据等差公差和待修补时段前一小时的数据计算修补值；

利用修补值对待修补时段的数据进行修补。

进一步地，用于储能scada系统的数据断连修补方法还包括以下步骤：

对待修补时段的起始时间、终止时间和修补后的数据进行存储。

进一步地，用于储能scada系统的数据断连修补方法还包括以下步骤：

对计算得到的待修补时段的数据进行标记和显示。

进一步地，所述步骤将一天的24小时按照峰段、平段和谷段划分为多个时间段中，多个时间段分别为：

峰段的时间段包括9:00-12:00和17:00-22:00；

平段的时间段包括8:00-9:00、12:00-17:00和22:00-23:00；

谷段的时间段包括23:00-次日8:00；

进一步地，所述步骤根据往年同日24小时内每小时的历史数据设置对应时间段的等差公差中，对应时间段的等差公差为：

峰段9:00-12:00的等差公差dtf1为：

其中，atf1表示tf1时刻的表底数；

峰段17:00-22:00的等差公差dtf2为：

其中，atf2表示tf2时刻的表底数；

平段的等差公差dtp为：

其中，atp表示tp时刻的表底数；

谷段的等差公差dtg为：

其中，atg表示tg时刻的表底数。

更进一步地，所述步骤根据等差公差和待修补时段前一小时的数据计算修补值的过程为：

设定修补值为atn，待修补时段前一小时的表底数为atn-1，则

当待修补时段的起始时间属于峰段的9:00-12:00时间段时，修补值atn为：

atn＝atn-1+m1dtf1，m1∈[1,3]，m1为系数，取整数；其中，当待修补时段的时长超过峰段的9:00-12:00时间段的起始时间9:00为1小时时，m1＝1；当待修补时段的时长超过峰段的9:00-12:00时间段的起始时间9:00为2小时时，m1＝2；当待修补时段的时长超过峰段的9:00-12:00时间段的起始时间9:00为3小时时，m1＝3；

当待修补时段的起始时间属于峰段的17:00-22:00时间段时，修补值atn为：

atn＝atn-1+m2dtf2，m2∈[1,5]，m2为系数，取整数；其中，当待修补时段的时长超过峰段的17:00-22:00时间段的起始时间17:00为1小时时，m2＝1；当待修补时段的时长超过峰段的9:00-12:00时间段的起始时间17:00为2小时时，m2＝2；当待修补时段的时长超过峰段的9:00-12:00时间段的起始时间17:00为3小时时，m2＝3；当待修补时段的时长超过峰段的17:00-22:00时间段的起始时间17:00为4小时时，m2＝4；当待修补时段的时长超过峰段的9:00-12:00时间段的起始时间17:00为5小时时，m2＝5；

当待修补时段的起始时间属于平段时，修补值atn为：

atn＝atn-1+m3dp，m3∈[1,5]，m3为系数，取整数；其中，当待修补时段的时长超过平段的起始时间8:00、12:00或22:00为1小时时，m3＝1；当待修补时段的时长超过平段的起始时间12:00为2小时时，m3＝2；当待修补时段的时长超过平段的起始时间12:00为3小时时，m3＝3；当待修补时段的时长超过平段的起始时间12:00为4小时时，m3＝4；当待修补时段的时长超过平段的起始时间12:00为5小时时，m3＝5；

当待修补时段的起始时间属于谷段时，修补值atn为：

atn＝atn-1+m4dg，m4∈[1,9]，m4为系数，取整数；其中，当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为1小时时，m4＝1；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为2小时时，m4＝2；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为3小时时，m4＝3；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为4小时时，m4＝4；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为5小时时，m4＝5；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为6小时时，m4＝6；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为7小时时，m4＝7；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为8小时时，m4＝8；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为9小时时，m4＝9。

根据本申请实施例的第二方面，本申请提供了一种用于储能scada系统的数据断连修补系统，其包括：

获取单元，用于获取数据的待修补时段；

划分单元，用于将一天的24小时按照峰段、平段和谷段划分为多个时间段；

设置单元，用于根据往年同日24小时内每小时用电量历史数据设置对应时间段的等差公差；

选择单元，用于根据待修补时段的起始时间所属的时间段选择相应等差公差；

计算单元，用于根据等差公差和待修补时段前一小时的数据计算修补值；

修补单元，用于利用修补值对待修补时段的数据进行修补。

进一步地，用于储能scada系统的数据断连修补系统还包括：

存储单元，用于存储待修补时段的起始时间、终止时间和修补后的数据；

标记单元，用于对计算得到的待修补时段的数据进行标记。

进一步地，所述计算单元包括：

判断子单元，用于对待修补时段的时长是否大于或等于24小时进行判断；

第一计算子单元，用于根据待修补时段所属的时间段对应的等差公差和待修补时段前一小时的表底数计算修补值；

第二计算子单元，用于根据修补值和待修补时段前一小时的表底数计算得到发生数据断连时的用电量或发电量。

根据本申请实施例的第三方面，本申请提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一方法的步骤。

根据本申请的上述具体实施方式可知，至少具有以下有益效果：采用本申请在发现仪表层电表与数据采集装置的通讯链路中断，数据采集装置无法接收数据，导致数据断连的情况下，充分利用往年同日与当日电表数据之间具有较高相似度的特点，通过使用数据断连时段断连前一小时的数据以及根据往年同日的电表数据得到的等差公差对数据断连时段进行数据修补，能够提供较高的数据填充率，且具备较高的修补数据质量，有利于提高数据分析的精度，帮助统计分析人员有效开展后续统计分析工作。本申请是针对储能scada系统中数据采集装置、通讯链路等故障时部分历史数据丢失，提出的一种数据断连修补的方法，能够解决scada系统因通讯中断而导致的数据不完整性和不连续性问题。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本申请所欲主张的范围。

附图说明

下面的所附附图是本申请的说明书的一部分，其示出了本申请的实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本申请的原理。

图1为本申请具体实施方式提供的一种用于储能scada系统的数据断连修补方法的流程图之一。

图2为本申请具体实施方式提供的一种用于储能scada系统的数据断连修补方法的流程图之二。

图3为本申请具体实施方式提供的一种用于储能scada系统的数据断连修补系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本申请所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本申请内容的实施例后，当可由本申请内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本申请内容的精神与范围。

本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本申请，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。

关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以细微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的细微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。

某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。

从整个通讯链路看，数据采集通常分为三层：仪表层、数据采集层和上位机层。仪表层将数据发送给数据采集层，数据采集层将数据发送给上位机层。

其中，对于仪表层，目前市场上有些厂家的电表带数据缓存功能，电表自身能缓存一段时间的数据。当上位机通讯链路恢复后，电表主动上传缓存的历史数据，确保数据的准确性和完整性；但这种电表存在以下缺点：电表自身内存较小，缓存的数据量不大；另外，带数据缓存功能的电表相对普通电表价格高，经济性差。

对于数据采集层，运用得比较广泛的数据采集装置有plc、串口服务器和通讯管理机等，这些采集装置也能够进行数据缓存处理。当数据采集装置与仪表层电表通讯正常，数据采集装置与上位机通讯中断时，电表数据实时传输至数据采集装置中并缓存。当数据采集装置与上位机通讯链路恢复正常后，数据采集装置将缓存的历史数据发送至上位机。但当仪表层电表与数据采集装置的通讯链路中断时，数据采集装置无法接收数据，具有局限性。

对于上位机层，即储能scada系统层，当仪表层与数据采集层或者数据采集层与上位机层之间的通讯链路中断时，需要对断连的数据进行修补。此处的数据主要指日用电量或日发电量。

如图1所示，本申请提供的一种用于储能scada系统的数据断连修补方法的一个实施例，其包括以下步骤：

s1、获取数据的待修补时段。

s2、将一天的24小时按照峰段、平段和谷段划分为多个时间段。

s3、根据往年同日24小时内每小时的历史数据设置对应时间段的等差公差。

s4、根据待修补时段的起始时间所属的时间段，选择相应等差公差。

s5、根据等差公差和待修补时段前一小时的数据计算修补值。

s6、利用修补值对待修补时段的数据进行修补。

本申请用于储能scada系统的数据断连修补方法还包括以下步骤：

对待修补时段的起始时间、终止时间和修补后的数据进行存储。

对计算得到的待修补时段的数据进行标记和显示，可以用与正常数据不同颜色的数字或曲线或柱状图等进行标记后显示。这样便于工作人员区分正常数据和修补过的数。

本申请在发现仪表层电表与数据采集装置的通讯链路中断，数据采集装置无法接收数据，导致数据断连的情况下，充分利用往年同日与当日电表数据之间具有较高相似度的特点，通过使用数据断连时段断连前一小时的数据以及根据往年同日的电表数据得到的等差公差对数据断连时段进行数据修补，能够提供较高的数据填充率，且具备较高的修补数据质量，有利于提高数据分析的精度，帮助统计分析人员有效开展后续统计分析工作，能够解决scada系统因通讯中断而导致的数据不完整性和不连续性问题。

为进行更具体的说明，下面提供一种用于储能scada系统的数据断连修补方法的另一个实施例。需要说明的是，发生数据断连的数据可以是日用电量数据或日发电量数据。

当断连的数据为日用电量时，本申请用于储能scada系统的数据断连修补方法包括以下步骤：

s11、获取日用电量数据的待修补时段。

s12、将一天的24小时按照峰段、平段和谷段划分为多个时间段。

由于全国各地的峰、平、谷时间段均不一致，因此选择运用最为广泛的峰、平、谷时间段为依据，即将一天的24小时划分为峰段、平段和谷段的时间段。

其中，峰段的时间段包括9:00-12:00和17:00-22:00。

平段的时间段包括8:00-9:00、12:00-17:00和22:00-23:00。

谷段的时间段包括23:00-次日8:00。

s13、根据往年同日24小时内每小时用电量历史数据设置对应时间段的等差公差。

假设往年同日24小时内每小时用电量表底数为at，t为整数，且t∈[0,23]，则0点的用电量为a1-a0，1点的用电量为a2-a1，2点的用电量为a3-a2，……，23点的用电量为a0-a23。

对应三个时间段，设置四个等差公差dtf1、dtf2、dtp、dtg。其中，dtf1表示峰段9:00-12:00的等差公差，

其中，atf1表示tf1时刻的表底数。

dtf2表示峰段17:00-22:00的等差公差，

其中，atf2表示tf2时刻的表底数。

dtp表示平段的等差公差，

其中，atp表示tp时刻的表底数。

dtg表示谷段的等差公差，

其中，atg表示tg时刻的表底数。

通过在峰段设置dtf1和dtf2两个等差公差，有利于提高数据修复的准确性。由于当日电表数据与往年同日的电表数据与之间具有较高的相似度，因此，采用往年同日24小时内每小时用电量历史数据设置对应时间段的等差公差。

s14、根据待修补时段的起始时间所属的时间段，选择相应等差公差。

s15、判断待修补时段的时长是否大于或等于24小时，如果是，则执行步骤s16；否则，执行步骤s17。

s16、放弃执行数据修补操作。

s17、在判断待修补时段的时长小于24小时后，根据等差公差和待修补时段前一小时的表底数计算修补值。

设定修补值为atn，待修补时段前一小时的表底数为atn-1，则

当待修补时段的起始时间属于峰段的9:00-12:00时间段时，修补值atn为：

atn＝atn-1+m1dtf1，m1∈[1,3]，m1为系数，取整数。当待修补时段的时长超过峰段的9:00-12:00时间段的起始时间9:00为1小时时，m1＝1；当待修补时段的时长超过峰段的9:00-12:00时间段的起始时间9:00为2小时时，m1＝2；当待修补时段的时长超过峰段的9:00-12:00时间段的起始时间9:00为3小时时，m1＝3。

当待修补时段的起始时间属于峰段的17:00-22:00时间段时，修补值atn为：

atn＝atn-1+m2dtf2，m2∈[1,5]，m2为系数，取整数。当待修补时段的时长超过峰段的17:00-22:00时间段的起始时间17:00为1小时时，m2＝1；当待修补时段的时长超过峰段的9:00-12:00时间段的起始时间17:00为2小时时，m2＝2；当待修补时段的时长超过峰段的9:00-12:00时间段的起始时间17:00为3小时时，m2＝3。当待修补时段的时长超过峰段的17:00-22:00时间段的起始时间17:00为4小时时，m2＝4；当待修补时段的时长超过峰段的9:00-12:00时间段的起始时间17:00为5小时时，m2＝5。

当待修补时段的起始时间属于平段时，修补值atn为：

atn＝atn-1+m3dp，m3∈[1,5]，m3为系数，取整数。当待修补时段的时长超过平段的起始时间8:00、12:00或22:00为1小时时，m3＝1；当待修补时段的时长超过平段的起始时间12:00为2小时时，m3＝2；当待修补时段的时长超过平段的起始时间12:00为3小时时，m3＝3。当待修补时段的时长超过平段的起始时间12:00为4小时时，m3＝4；当待修补时段的时长超过平段的起始时间12:00为5小时时，m3＝5。

当待修补时段的起始时间属于谷段时，修补值atn为：

atn＝atn-1+m4dg，m4∈[1,9]，m4为系数，取整数。当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为1小时时，m4＝1；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为2小时时，m4＝2；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为3小时时，m4＝3；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为4小时时，m4＝4；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为5小时时，m4＝5；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为6小时时，m4＝6；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为7小时时，m4＝7；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为8小时时，m4＝8；当待修补时段的时长超过谷段的起始时间23:00为9小时时，m4＝9。

s18、根据修补值和待修补时段前一小时的表底数计算得到发生数据断连时的用电量，将发生数据断连时的用电量插入当日的故障断连日用电量数据中，对发生数据断连的缺失的日用电量数据进行修补。

当断连的数据为日发电量时，本申请用于储能scada系统的数据断连修补方法与上述实施例相同，只是修补的数据为日发电量。

本申请用于储能scada系统的数据断连修补方法还包括以下步骤：

对待修补时段起始时间和终止时间进行存储；

对计算得到的待修补时段的用电量进行标记，可以用与正常用电量数据不同颜色的数字或曲线或柱状图等进行标记后显示。

在一个具体的实施例中，假设2018年8月10日13时的用电量数据发生断连，发生数据断连的待修补时段的时长为1小时，则先判断待修补时段的起始时间属于平段，选择平段对应的等差公差dtp。假设根据2017年8月10日24小时内每小时用电量历史数据计算得到等差公差dtp为50，假设12时的表底数为100，则2018年8月10日13时的表底数为150。13时的表底数减去12时的表底数得到13时的用电量为50。

在另一具体的实施例中，假设2017年6月9日10时的用电量数据发生断连，发生数据断连的待修补时段的时长为3小时，则先判断待修补时段的起始时间属于峰段，故障时间持续2小时候进入平段，选择峰段对应的等差公差dtf1和平段对应的等差公差dtp。假设根据2016年6月9日24小时内每小时用电量历史数据计算得到峰段对应的等差公差dtf1为60，平段对应的等差公差dtp为20，假设9时的表底数为50，则2018年8月10日10时的表底数为130。10时的表底数减去9时的表底数得到10时的用电量为80。

本申请实施例对于电表数据短期缺失的情况，在提供极好的数据填充率的同时，也能够实现较高的修补数据质量。基于本申请处理仪表层电表数据断连导致的缺失问题，能够有效提升数据质量，使得现有的数据得到更广泛、更深入的利用，实现用电成本估算、用电量预测、峰平谷利用水平评估等精细化应用。

如图3所示，本申请还提供了一种用于储能scada系统的数据断连修补系统，其包括：

获取单元1，用于获取数据的待修补时段。

划分单元2，用于将一天的24小时按照峰段、平段和谷段划分为多个时间段。

其中，峰段的时间段包括9:00-12:00和17:00-22:00。

平段的时间段包括8:00-9:00、12:00-17:00和22:00-23:00。

谷段的时间段包括23:00-次日8:00。

设置单元3，用于根据往年同日24小时内每小时用电量历史数据设置对应时间段的等差公差。

对应上述划分的时间段，设置四个等差公差dtf1、dtf2、dtp、dtg。其中，dtf1表示峰段9:00-12:00的等差公差，

dtf2表示峰段17:00-22:00的等差公差，

dtp表示平段的等差公差，

dtg表示谷段的等差公差，

选择单元4，用于根据待修补时段的起始时间所属的时间段选择相应等差公差。

计算单元5，用于根据等差公差和待修补时段前一小时的数据计算修补值。

修补单元6，用于利用修补值对待修补时段的数据进行修补。

进一步地，本申请实施例用于储能scada系统的数据断连修补系统还包括：

存储单元7，用于存储待修补时段的起始时间、终止时间和修补后的数据。

进一步地，本申请实施例用于储能scada系统的数据断连修补系统还包括：

标记单元8，用于对计算得到的待修补时段的数据进行标记。

更进一步地，计算单元5具体包括：

判断子单元51，用于对待修补时段的时长是否大于或等于24小时进行判断。

第一计算子单元52，用于根据待修补时段所属的时间段对应的等差公差和待修补时段前一小时的表底数计算修补值。

其中，设定修补值为atn，待修补时段前一小时的表底数为atn-1，则

当待修补时段的起始时间属于峰段的9:00-12:00时间段时，修补值atn为：

atn＝atn-1+m1dtf1，m1∈[1,3]，m1为系数，取整数。

当待修补时段的起始时间属于峰段的17:00-22:00时间段时，修补值atn为：

atn＝atn-1+m2dtf2，m2∈[1,5]，m2为系数，取整数。

当待修补时段的起始时间属于平段时，修补值atn为：

atn＝atn-1+m3dp，m3∈[1,5]，m3为系数，取整数。当待修补时段的起始时间属于谷段时，修补值atn为：

atn＝atn-1+m4dg，m4∈[1,9]，m4为系数，取整数。

第二计算子单元53，用于根据修补值和待修补时段前一小时的表底数计算得到发生数据断连时的用电量或发电量。

在示例性实施例中，本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，是计算机可读存储介质，例如，包括计算机程序的存储器，上述计算机程序可由数据断连修补系统中的处理器执行，以完成前述修补方法中的所述步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请示意性的具体实施方式，在不脱离本申请的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本申请保护的范围。