电力系统PMU数据的质量评估方法、装置及电子设备

本发明涉及电力系统运行和控制，尤其涉及一种电力系统pmu数据的质量评估方法、装置及电子设备。

背景技术：

1、低碳电力系统已成为全球发展趋势。可再生能源的高比例接入、电力电子技术的广泛使用以及负荷侧的需求响应是低碳电力系统的新特点，这大大增加了电力系统的波动性和随机性。因此，快速准确地获取电力系统数据和电力系统运行状态成为低碳电力系统新的需求。

2、相量测量单元(phasor measurement unit，pmu)和广域测量系统(wide areameasurement system，wams)在低碳电力系统中发挥着越来越重要的作用，具体地，pmu和wams可以提供高密度的同步测量数据，而准确的pmu测量数据是后续分析的基础。

3、然而，现场电力系统pmu数据质量存在很大问题。首先，pmu测量误差分布不明确；其次，低质量数据在pmu数据中占有很大比例。

4、目前主流的pmu数据质量评估方法分为四类，分别是机器学习方法、数据相似性分析方法、奇异值分解方法以及状态估计方法。但这些方法由于难以选择合理化的质量评估判据阈值，导致在面向电力系统暂态运行时质量评估效果不佳。

5、因此，如何解决现有电力系统pmu数据质量评估方法由于难以选择合理化的质量评估判据阈值，导致在面向电力系统暂态运行时质量评估效果不佳的问题，是电力系统运行和控制技术领域亟待解决的重要课题。

技术实现思路

1、本发明提供一种电力系统pmu数据的质量评估方法、装置及电子设备，用以克服现有电力系统pmu数据质量评估方法由于难以选择合理化的质量评估判据阈值，导致在面向电力系统暂态运行时质量评估效果不佳的缺陷，实现电力系统pmu数据在不同电力系统运行状态下的快速、准确质量评估。

2、一方面，本发明提供一种电力系统pmu数据的质量评估方法，包括：获取电力系统在每一时间断面的状态测量向量，所述状态测量向量为电力系统pmu数据；基于所述状态测量向量，计算质量评估指标值，并确定质量评估阈值；确定所述电力系统的当前运行状态；基于所述电力系统的当前运行状态，根据所述质量评估指标值和所述质量评估阈值，对所述电力系统pmu数据进行质量评估，得到质量评估结果。

3、进一步地，所述基于所述状态测量向量，计算质量评估指标值，包括：根据每一时间断面的状态测量向量，得到初始测量矩阵；对所述初始测量矩阵进行奇异值分解，得到重构矩阵；根据所述初始测量矩阵和所述重构矩阵，计算得到所述质量评估指标值。

4、进一步地，所述质量评估阈值包括第一质量评估阈值；所述基于所述电力系统的当前运行状态，根据所述质量评估指标值和所述质量评估阈值，对所述电力系统pmu数据进行质量评估，包括：确定所述电力系统的当前运行状态为稳态运行；确定所述质量评估指标值的最大值小于所述第一质量评估阈值，所述电力系统的状态测量向量不存在低质量pmu数据；或者，确定所述质量评估指标值的最大值大于所述第一质量评估阈值，所述电力系统的状态测量向量存在低质量pmu数据，对所述低质量pmu数据进行数据恢复；其中，所述低质量pmu数据与其真值的差值的绝对值大于量测误差标准差的三倍。

5、进一步地，所述质量评估阈值包括第二质量评估阈值；所述基于所述电力系统的当前运行状态，根据所述质量评估指标值和所述质量评估阈值，对所述电力系统pmu数据进行质量评估，包括：确定所述电力系统的当前运行状态为暂态运行；基于所述质量评估指标值，计算得到第一质量评估指标值；确定所述第一质量评估指标值的最大值小于所述第二质量评估阈值，所述电力系统的状态测量向量不存在低质量pmu数据；或者，确定所述第一质量评估指标值的最大值大于所述第二质量评估阈值，所述电力系统的状态测量向量存在低质量pmu数据，对所述低质量pmu数据进行数据恢复；其中，所述低质量pmu数据与其真值的差值的绝对值大于量测误差标准差的三倍。

6、进一步地，所述质量评估指标值的计算公式如下：

7、

8、其中，δ为质量评估指标值，δa为测量点a的质量评估指标值，vm,aj为测量点a在测量时刻t的状态测量向量，vm,aj'为状态测量向量vm,aj对应的重构状态测量向量，t为测量时刻，j为当前测量时刻。

9、进一步地，所述第一质量评估阈值的计算公式如下：

10、

11、

12、其中，τ1为第一质量评估阈值，γij为矩阵第i行第j列的元素，t为测量时刻，j为当前测量时刻。

13、进一步地，所述第二质量评估阈值的计算公式如下：

14、

15、

16、

17、其中，τ2为第二质量评估阈值，δk为测量点k的质量评估指标值，δi为测量点i的质量评估指标值。

18、第二方面，本发明还提供一种电力系统pmu数据的质量评估装置，包括：状态测量向量获取模块，用于获取电力系统在每一时间断面的状态测量向量，所述状态测量向量为电力系统pmu数据；质量评估指标及阈值计算模块，用于基于所述状态测量向量，计算质量评估指标值，并确定质量评估阈值；电力系统运行状态确定模块，用于确定所述电力系统的当前运行状态；电力系统pmu数据质量评估模块，用于基于所述电力系统的当前运行状态，根据所述质量评估指标值和所述质量评估阈值，对所述电力系统pmu数据进行质量评估，得到质量评估结果。

19、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的电力系统pmu数据的质量评估方法。

20、第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的电力系统pmu数据的质量评估方法。

21、本发明提供的一种电力系统pmu数据的质量评估方法，通过获取电力系统在每一时间断面的状态测量向量，基于状态测量向量，计算质量评估指标值，并确定质量评估阈值，进而基于预先确定的电力系统的当前运行状态，根据质量评估指标值和质量评估阈值，对电力系统pmu数据进行质量评估，从而得到质量评估结果。该方法通过充分利用电力系统pmu数据的时空相关性，计算质量评估指标值，并确定合理化的质量评估判据阈值即质量评估阈值，对电力系统pmu数据进行快速、准确的质量评估，克服了现有电力系统pmu数据质量评估方法由于难以选择合理化的质量评估判据阈值，导致在面向电力系统暂态运行时质量评估效果不佳的缺陷，实现了电力系统pmu数据在不同电力系统运行状态下的快速、准确质量评估。

技术特征：

1.一种电力系统pmu数据的质量评估方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电力系统pmu数据的质量评估方法，其特征在于，所述基于所述状态测量向量，计算质量评估指标值，包括：

3.根据权利要求1所述的电力系统pmu数据的质量评估方法，其特征在于，所述质量评估阈值包括第一质量评估阈值；

4.根据权利要求1所述的电力系统pmu数据的质量评估方法，其特征在于，所述质量评估阈值包括第二质量评估阈值；

5.根据权利要求1所述的电力系统pmu数据的质量评估方法，其特征在于，所述质量评估指标值的计算公式如下：

6.根据权利要求3所述的电力系统pmu数据的质量评估方法，其特征在于，所述第一质量评估阈值的计算公式如下：

7.根据权利要求4所述的电力系统pmu数据的质量评估方法，其特征在于，所述第二质量评估阈值的计算公式如下：

8.一种电力系统pmu数据的质量评估装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的电力系统pmu数据的质量评估方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的电力系统pmu数据的质量评估方法。

技术总结
本发明提供一种电力系统PMU数据的质量评估方法、装置及电子设备，其中的方法包括：获取电力系统在每一时间断面的状态测量向量；基于状态测量向量计算质量评估指标值，并确定质量评估阈值；确定所述电力系统的当前运行状态；基于电力系统的当前运行状态，根据质量评估指标值和质量评估阈值，对电力系统PMU数据进行质量评估，得到质量评估结果。该方法通过充分利用电力系统PMU数据的时空相关性，计算质量评估指标值并确定合理化的质量评估判据阈值，克服了现有电力系统PMU数据质量评估方法由于难以选择合理化的质量评估判据阈值，导致在电力系统暂态运行时质量评估效果不佳的缺陷，实现了电力系统PMU数据在不同电力系统运行状态下的快速、准确质量评估。

技术研发人员：宋文超,陆超
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15