基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定方法、设备与流程

本发明涉及高铁线路电能质量分析技术领域，尤其涉及一种基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定方法、设备。

背景技术：

随着全国电气化铁路网建设步伐的加快，建成运营的电铁牵引站越来越多，使目前监测点和监测网的规模日益庞大，监测数据呈几何级增加。面对海量的电能质量监测数据，迫切需要挖掘出隐藏在数据中的潜在信息，提升电网的智能化。高速铁路是电网中一类具有冲击性、波动性和间歇性的负荷，其对电网供电能力和供电可靠性要求较高，而且接入电网后会引起谐波、闪变、负序等电能质量问题，给电网安全经济运行以及其他电力用户和铁路自身的供电安全和可靠性带来影响。

目前，通常依据高铁列车具有根据运行图白天通车，夜间不通车，并且在不改变列车运行图的情况下日复一日重复相同功率波动的规律对其有车时段进行判断，将有车时段区间限定在早上6:00～晚上23:00的时间段内。然而此方法只能粗略的选择得到有车时段起始和结束时间，并且无法区分早上6:00～晚上23:00时段内有车情况和无车情况。

鉴于上述原因，有必要提出一种高铁线路有车时段判定方法。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定方法、设备，旨在提供一种如何准确识别高铁线路有车时段的解决方法。

为实现上述目的，本发明提供一种基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定方法，所述方法包括如下步骤：

步骤s10，获取高速铁路电能质量监测数据；

步骤s20，对高速铁路电能质量监测数据的有功功率进行归一化处理；

步骤s30，对归一化后的有功功率进行频率统计；

步骤s40，获取归一化后的有功功率频率最大值；

步骤s50，根据频率统计结果获得高速铁路有车时段。

进一步优选的，步骤s20所述的对高速铁路电能质量监测数据的有功功率进行归一化处理，具体方法为，采用下述公式进行变换计算使所有有功功率值映射在[0,1]之间：

其中，x′i为时刻i归一化后的有功功率值，xi为时刻i的有功功率值，xmin为有功功率的最小值，xmax为有功功率的最大值，n为有功功率数据点个数。

进一步优选的，步骤s30所述，对经过预设处理后的有功功率进行频率统计，还包括，所述频率统计采用固定组距对归一化后的总区间进行分组，将总区间等分为若干个分组区间，分别统计落在每个分组区间内的归一化后的有功功率数值个数。

进一步优选的，步骤s40所述获取归一化后的有功功率频率最大值，还包括，同时获取该归一化后的有功功率频率最大值所对应的频率统计分组区间。

进一步优选的，所述频率统计采用固定组距对归一化后的总区间进行分组，还包括，所述固定组距为0.02。

进一步优选的，步骤s50所述根据频率统计结果获得高速铁路有车时段，还包括，将归一化后的有功功率频率最大值所对应的频率统计分组区间之外的归一化后的有功功率数值所有对应的有功功率，设定为其他有功功率，将所述其他有功功率所对应的所有时间段判定为有车时段。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种计算机设备，所述计算机设备包括：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基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定程序，所述基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储设备，所述计算机可读存储设备包括：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基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定程序，所述基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

本发明提供的基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定方法主要包括下列步骤：首先，提取高铁线路电能质量监测数据中的有功功率并将其进行归一化处理。然后，计算归一化后有功功率的概率分布情况，从中选择最大概率值所对应的功率区间，并选择在该功率区间之外的功率数值所对应的所有的时段作为高铁线路的有车时段。基于上述步骤，本发明提供的高铁线路有车时段判定方法能够准确有效且快速地识别出高铁线路上的有车时段。

附图说明

图1为本发明基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定方法的流程图；

图2为归一化前的高速铁路有功功率时序图；

图3为归一化后的高速铁路有功功率时序图；

图4为归一化后高速铁路有功功率的频率分布直方图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

本发明提供一种基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定方法，参照图1，所述方法包括如下步骤：

步骤s10，获取高速铁路电能质量监测数据；

步骤s20，对高速铁路电能质量监测数据的有功功率进行归一化处理；

步骤s30，对归一化后的有功功率进行频率统计；

步骤s40，获取归一化后的有功功率频率最大值；

步骤s50，根据频率统计结果获得高速铁路有车时段。

参阅附图2，图2给出了高铁线路电能质量数据中有功功率的时序图，对其按照下式进行归一化处理，得到归一化后的高铁线路有功功率如图3所示。

其中，x′i为时刻i的归一化后有功功率值，xi为时刻i的有功功率值，xmin为有功功率数据的最小值，xmax为有功功率的最大值，n为有功功率数据点个数。

计算归一化后高铁线路有功功率的频率分布情况，计算结果如表1所示。图4给出了其频率分布图。

表1

由频率分布表以及概率分布图可知，最大频率为43.36％，其对应的功率区间为[0.14，0.16]，在归一化后高速铁路的有功功率上筛选小于0.14以及大于0.16的点，将筛选后得到的归一化后有功功率所对应的所有时间段作为高铁线路有车时段。

采用本发明提供的基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定方法通过提取高铁线路电能质量监测数据中的有功功率并将其进行归一化处理，然后，计算归一化后有功功率的概率分布情况，从中选择最大概率值所对应的功率区间，并选择在功率区间之外的时段作为高铁线路的有车时段。基于上述步骤，本发明提供的高铁线路有车时段判定方法能够准确有效且快速地识别出高铁线路上的有车时段。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种计算机设备，所述计算机设备包括：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基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定程序，所述基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储设备，所述计算机可读存储设备包括：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基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定程序，所述基于电能质量数据的高铁线路有车时段判定程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。