电网安全运行通信设备传输数据不确定度评定方法及装置与流程

本申请属于无线通信技术领域，特别涉及一种电网安全运行多模无线通信设备传输数据的不确定度评定方法及装置。

背景技术：

国内外对于电网安全运行数据通信装置的研制，从最初的80年代以8051单片机为核心芯片，485串口为通信形式，过渡到2000年左右以tms320系列dsp芯片、arm7等低端芯片为核心，485串口、光纤有线网、gprs为通信技术主流形式，再到2015年左右的arm11、stm32、mk60fn等为核心芯片，以gprs、wifi、4g、mesh等多模无线通信形式的无线通信终端。从根本上说，无线通信方法的更新换代，产品升级都是在测量精度、通信形式、cpu主频、flash大小等参数上提高，并没有在无线通信方法核心控制板增加安全运行数据的仿真。

蒙特卡罗方法是以概率统计理论为基础的利用随机数进行数值模拟的一种方法，国内外有工程技术人员采用蒙特卡罗方法来解决电力系统的一些技术问题，这些研究例如：李庚银采用蒙特卡罗仿真方法进行可用输电能力评估；陈厚合采用蒙特卡罗仿真方法计算风电并网系统区域间概率可用输电能力；彭卉梁在组合电力系统概率安全性与概率充裕性综合评估中采用了蒙特卡罗方法；石罗钢、汪新园和李玉敦等采用蒙特卡罗方法对风电场电力系统输电能力以及负载不确定性问题进行了分析。到目前为止，蒙特卡罗方法并未应用到电网安全运行实测数据无线通信方法的故障模拟与仿真分析工程应用中。

技术实现要素：

本申请提供一种电网安全运行通信设备传输数据不确定度评定方法及装置，用于解决现有技术中，电网安全运行数据通信主要在测量精度、通信形式、cpu主频、flash大小等参数上提高，并未对参数实测数据的测量不确定度进行评定。

为了解决上述技术问题，本申请的一技术方案为提供一种电网安全运行通信设备传输数据不确定度评定方法，包括：

产生[0,1]区间上服从均匀分布的多个伪随机数；

利用多模无线通信设备采集电网安全运行多种参数实测数据，并根据各参数实测数据确定各参数的概率分布；

根据所述伪随机数对各参数的概率分布进行随机变量抽样，得到各参数的多个仿真测量数据；

分别计算各参数多个仿真测量数据的标准差，得到各参数的不确定度。

本申请另一技术方案为提供一种电网安全运行通信设备传输数据不确定度评定装置，包括：

伪随机数产生模块，用于产生[0,1]区间上服从均匀分布的多个伪随机数；

采集模块，用于利用多模无线通信设备采集电网安全运行多种参数实测数据，并根据各参数实测数据确定各参数的概率分布；

抽样模块，用于根据所述伪随机数对各参数的概率分布进行随机变量抽样，得到各参数的多个仿真测量数据；

计算模块，用于分别计算各参数多个仿真测量数据的标准差，得到参数的不确定度。

本申请提供的电网安全运行通信设备传输数据不确定度评定方法及装置，能够对多模无线通信设备传输的数据进行不确定度评定，即对各传感器(与多模无线通信设备相连)测量获得的结果不能肯定的程度进行评定，反映了对被测“真值”的认识不足，为后续测量结果的故障模拟提供依据。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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为本申请实施例的电网安全运行通信设备传输数据不确定度评定方法的流程图；

图2为本申请实施例的电网安全运行多模无线通信设备上下行通信模式示意图；

图3为本申请实施例的电网安全运行通信设备传输数据不确定度评定装置的结构图。

具体实施方式

为了使本申请的技术特点及效果更加明显，下面结合附图对本申请的技术方案做进一步说明，本申请也可有其他不同的具体实例来加以说明或实施，任何本领域技术人员在权利要求范围内做的等同变换均属于本申请的保护范畴。

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。

如图1所示，图1为本申请实施例的电网安全运行通信设备传输数据不确定度评定方法的流程图。本实施例能够对多模无线通信设备传输的数据进行不确定度评定，即对各传感器(与多模无线通信设备相连)测量获得的结果不能肯定的程度进行评定，反映了对被测“真值”的认识不足，为后续测量结果的故障模拟提供依据。

具体的，包括：

步骤101：产生[0,1]区间上服从均匀分布的多个伪随机数。伪随机数的产生可采用现有方法实现，如冯诺伊曼平方取中法、lehmer线性同余法等，本申请对产生伪随机数所选用的方法不做具体限定。

步骤102：利用多模无线通信设备采集电网安全运行多种参数实测数据，并根据各参数实测数据确定各参数的概率分布。

实施时，可采用现有概率论统计方法确定各参数的概率分布，本申请对各参数概率分布的确定过程不再进行详细说明。

本申请所述的多模无线通信设备用于无线发送电网安全运行检测的各种参数实测数据。一具体实施例中，参数实测数据包括一次设备数据、环境数据及互感器数据。

如图2所示，多模无线通信设备与现有一次设备、各种环境参数测量传感器及互感器相连接，具体的，通过di/do接口、ai/ao接口、i2c接口、spi接口及ttl接口、usb接口、232/485接口实现与现有一次设备、环境参数测量传感器及互感器进行数据交互。多模无线通信设备内置有wifi模块、gprs模块、4g模块及无线mesh模块(如lte230模块)，用于通过无线网络与公网基站(gprs、4g)及专网基站(无线mesh、wifi)相连接，公网基站和专网基站通过以太网与远程主站进行通信，传递遥测、遥信及遥控的电网安全运行测量数据。

步骤103：根据所述伪随机数对各参数的概率分布进行随机变量抽样，得到各参数的多个仿真测量数据。

随机变量抽样是在参数概率分布的分布区间进行的。各参数的概率分布对应的随机变量不一定是[0,1]区间均匀分布，对不均匀的随机变量抽样的关键问题是如何从均匀分布的伪随机数变量样本中，抽取出符合要求的分布密度函数的简单子样。

具体的，如某一参数随机变量x的测量结果为{x1,x2,x3,…,xn}，对应的概率密度f为{p1,p2,p3,…,pn}，如果从[0,1]区间中均匀抽样得到的随机数ξ满足则将对应的xn抽样出来。

一实施例中，上述步骤103根据所述伪随机数对各参数的概率分布进行随机变量抽样可采用舍选抽样方法、替换抽样方法等，本申请对抽样的具体方法不做限定。

步骤104：分别计算各参数多个仿真测量数据的标准差，得到各参数的不确定度。参数仿真测量数据的标准差即为该参数的不确定度。

实施时，步骤103中抽样次数越多，得到的标准差变动量越小，抽样得到仿真测量数据集合的均值和标准差与理论的均值和标准差差距越小，因此，得到的参数不确定度可靠性越准确。

本申请一实施例中，上述步骤101产生[0,1]区间上服从均匀分布的伪随机数之后还包括：

对所述伪随机数进行随机性检验，若检验不通过，则重新产生所述伪随机数。

实施时，随机性检验包括均匀性检验、独立性检验及矩检验，这些检验依靠统计检验的方法实现。均匀性是指在[0,1]区间内等长度子区间中随机数的数量是一样的。独立性是指按先后顺序出现的随机数中，每个随机数的取值与其相距一定间隔的随机数取值之间无关。

本申请提供的电网安全运行通信设备传输数据不确定度评定方法，能够对多模无线通信设备传输的数据进行不确定度评定，即对各传感器(与多模无线通信设备相连)测量获得的结果不能肯定的程度进行评定，反映了对被测“真值”的认识不足，为后续测量结果的故障模拟提供依据。

基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种电网安全运行通信设备传输数据不确定度评定装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与电网安全运行通信设备传输数据不确定度评定方法相似，因此该装置的实施可以参见电网安全运行通信设备传输数据不确定度评定方法的实施，重复之处不再赘述。

如图3所示，图3为本申请实施例的电网安全运行通信设备传输数据不确定度评定装置的结构图。该装置可以通过逻辑电路实现运行于智能终端，例如电脑等设备中；或者以功能模块的方式由软件实现各部件的功能，运行于多模无线通信设备的处理器中，多模无线通信设备传输各参数实测数据的同时还发送参数的不确定度数据。具体的，该装置包括：

伪随机数产生模块301，用于产生[0,1]区间上服从均匀分布的多个伪随机数；

采集模块302，用于利用多模无线通信设备采集电网安全运行多种参数实测数据，并根据各参数实测数据确定各参数的概率分布。

所述参数实测数据至少包括：一次设备数据、环境数据及互感器数据。

抽样模块303，用于根据所述伪随机数对各参数的概率分布进行随机变量抽样，得到各参数的多个仿真测量数据；

计算模块304，用于分别计算各参数多个仿真测量数据的标准差，得到参数的不确定度。

一实施例中，电网安全运行通信设备传输数据不确定评定装置还包括检验模块，用于对所述伪随机数进行随机性检验，若检验不通过，则由所述伪随机数产生模块重新产生新的伪随机数。具体的，所述随机性检验包括均匀性检验、矩检验及独立性检验。

本申请提供的电网安全运行通信设备传输数据不确定度评定装置，能够对多模无线通信设备传输的数据进行不确定度评定，即对各传感器(与多模无线通信设备相连)测量获得的结果不能肯定的程度进行评定，反映了对被测“真值”的认识不足，为后续测量结果的故障模拟提供依据。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅用于说明本申请的技术方案，任何本领域普通技术人员均可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本申请的权利保护范围应视权利要求范围为准。