[发明专利]一种电力仿真数据的异常检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统稳定性分析技术领域，特别涉及一种电力仿真数据的异常检测方法。

背景技术

因电力系统的不稳定造成的严重停电问题可导致巨大的经济损失，研究电力系统的稳定性是电力行业的一个根本问题。基于CIGRE研究委员会和IEEE电力系统动态性能委员会提出的定义，电力系统的稳定性可以根据功角稳定性、频率稳定性和电压稳定性进行大致分类。电网作为电力系统的典型形式，是一种通过组织良好的分配系统将电力从发电机传输给用户的网络。

近年，可视化技术针对电网数据分析社区演示和操作的需求，提供了一系列实用工具。GreenGrid和Grid-IE是两个最流行的工具，使用户可以直观地分析电网及其操作。它们主要通过使用传统的数据可视化来满足稳态和静态仿真的基本需求方法。一些可视化技术充分利用了传统的动画，轮廓，数据聚合和虚拟环境等方法，用来支持功率流和传输分析；也有一些技术采用GPS同步频率测量来监视广域和实时频率状态。

但是由于目前电力行业主要靠手工进行异常分析，很大程度上依赖领域知识，迫切需要更方便和准确方法。

发明内容

本发明提供了一种针对电力仿真数据的异常检测方法，可以检测到随时间变化的过程中出现的较大的漂移和异常点。

一种针对电力仿真数据的异常检测方法，包括以下步骤：

步骤1：确定检测指标，获取电力仿真数据，解析数据集中刻画母线的检测指标的时序变化的文件，获得对应检测指标的母线的时变数据，并定义为X＝[x₁,x₂,…,x_i,…,x_n]，其中x_i表示母线在i时刻的检测指标的时变数据的值；

步骤2：将步骤1中所有时刻的时变数据的值减去故障前一时刻的值x_normal，获得所有时刻时变数据的差值X′＝[x′₁,x′₂,…,x′_i,…,x′_n]，其中x′_i＝x_i-x_normal表示母线在i时刻的检测指标的时变数据与正常时刻该时变数据的差值；

步骤3：对于任一时刻值t，获得步骤2中X′的一个如下的子序列：

其中w代表可由用户调节的区间段的长度，满足w＝2n+1,n∈Ν；

步骤4：计算步骤3所获得的子序列W_t的均值，计算公式如下：

得到均值序列M＝[m₁,m₂,…,m_n]；

步骤5：计算步骤4求得的均值序列M＝[m₁,m₂,…,m_n]的均值μ和标准差σ，当m_t＞μ+k₁*σ或m_t＜μ-k₁*σ时，其中k₁为可供用户调节的常数，标记时刻t₁为异常时刻。

本发明提出了一种与传统的手工进行异常分析不同的异常检测方法，用以检查电力系统在随时间变化的过程中数据出现的较大的漂移和异常点。根据概率论知识，当k₁＝3时均值序列M中仅有0.27％的数值会属于(-∞,μ-k₁*σ)或(μ+k₁*σ,+∞)。这意味着用户可以更多地将精力聚焦在通过本发明所标注出的异常时刻，参考该时刻的各检测指标，进一步判定该时刻的全网状态。

优选的，在统计质量控制领域中通常取k₁＝2.5～3.5，进一步优选的，k₁＝2.5～3；k₁＝3～3.5。

为了提高检测的准确性，优选的，还包括：

步骤6：计算步骤3所获得的子序列W_t的极差，计算公式如下：

r_t＝max(W_t)-min(W_t)

得到极差序列R＝[r₁,r₂,…,r_n]；