一种基于稳态数据的SCADA遥测错数在线检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于稳态数据的SCADA遥测错数在线检测系统，其技术特点在于：包括数据处理模块、拓扑数据模块、节点平衡检验模块、线路平衡检验模块、估值计算模块和在线报警模块。本发明专利技术为遥测错数据的在线准确检测提供了有效可行的方法，可应用于调度主站，该系统作为D5000系统的一部分，利用稳态遥测数据，并通过节点平衡和线路平衡检验实现在线实时检查遥测数据的功能，能够及时准确的在线检测并发现遥测数据的错数据和坏测点后进行报警提示，确保为电网潮流、短路和稳定等计算提供可靠的遥测数据，提高后续高级应用的计算精度。

A SCADA telemetry error on-line detection system based on steady state data

The invention relates to a number of online detection system for SCADA telemetry data based on steady-state error, the technical characteristics that include data processing module, data module, topology node balance test module, line balancing test module, calculation module and alarm module online valuation. The present invention is the accurate detection of wrong data online telemetry provides an effective and feasible method, which can be applied to the dispatch center, as a part of the D5000 system, using steady-state telemetry data, and through the node balance and line balancing test of telemetry data real-time online examination function, can timely and accurately detect online and found the wrong data the telemetry data and the bad points after the alarm, to ensure the provision of reliable telemetry data for computing power flow, short circuit and stability, improve the accuracy of subsequent advanced applications.

【技术实现步骤摘要】
一种基于稳态数据的SCADA遥测错数在线检测系统
本专利技术属于电力系统SCADA遥测数据在线检测
，涉及基于稳态量测数据处理、节点平衡和线路平衡原理的SCADA遥测数据在线检测，尤其是一种基于稳态数据的SCADA遥测错数在线检测系统。
技术介绍
SCADA遥测数据是电网的基础数据，直接决定着电网潮流、短路和稳定等计算的可靠性，出错不可。一旦有误，势必会影响后续高级应用的计算精度。电力系统中由于量测设备众多、通信系统距离远且复杂，常年累月运行，难免出现问题，运行中又很难及时发现；量测设备一旦损坏或通信局部异常，势必造成遥测数据错误，要么死数(数据为一个不确定的常数，或变化很小)，要么错数(误差大于3倍标准误差的量测值)；死数或错数不但影响状态估计结果，而且会污染一大片，严重影响后期短路计算、潮流计算和稳定计算等高级应用计算的精度。为超高压远距离输电、跨区域互联电网埋下隐患，所以有必要及时发现并处理。实际工作中，经常利用状态估计来发现和修正遥测错数据和坏测点，遥测数据、模型和设备参数是状态估计计算的三要素。现实中设备参数大多来源于实测或理论计算，误差较大；SCADA遥测数据中混入暂态数据，随机干扰很大，且时钟严重不同步；而且，由于远程遥信未能全部实现，部分开关、刀闸和变压器分接头仍需人工维护，遥信数据刷新滞后；以上问题严重影响了状态估计计算的精度，因此遥测错数和坏测点的漏查、漏判严重，甚至出现误判，该问题至今未能有效解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于稳态数据的SCADA遥测错数在线检测系统，能够在线准确及时的检查出坏测点和坏数据后进行报警提示，提高检测点精度和准确性。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种基于稳态数据的SCADA遥测错数在线检测系统，包括依次连接的数据处理模块、拓扑数据模块、节点平衡检验模块、线路平衡检验模块、估值计算模块和在线报警模块；所述数据处理模块用于接收省调D5000系统前置机发布的SCADA遥测数据进行稳态处理，剔除遥测坏数据生成稳态数据；所述拓扑数据模块用于根据CIME模型文件数据提供的拓扑结果，生成每个拓扑节点所连设备的设备数据集和设备参数数据集，并将该设备数据集和设备参数数据集输出至节点平衡检验模块和线路平衡检验模块，作为判断节点平衡和线路平衡计算的输入数据信息；所述节点平衡检验模块根据数据处理模块生成的稳态数据和拓扑数据模块生成的设备数据集和设备参数数据集，依次计算每个节点总功率和，并根据设定的门限值，判断总功率和是否超限，如果超限，则判定该节点不平衡，为坏节点，并将不平衡节点拓扑编号和名称输出至线路平衡检验模块；所述线路平衡检验模块根据节点平衡检验模块提供的不平衡节点拓扑编号和拓扑数据模块提供的设备数据集，首先查询不平衡节点所连接的所有线路设备，然后再逐条计算并判断该不平衡节点所有线路的线路平衡情况，进而找出坏测点，并将不平衡线路以及坏测点的编号和名称输出至估值计算模块；所述估值计算模块根据节点平衡检验模块和线路平衡检验模块的检验结果，对检查出的错数据、死数和坏数据进行估值，并纪录不平衡的节点和线路以及坏测点的名称和编号；所述在线报警模块接收估值计算模块输出的不平衡节点拓扑编号和名称、不平衡线路的编号和名称、坏测点的编号和名称、估值数据和检查出的错数据、死数和坏数据，通过显示屏显示以上信息，并声光报警，提醒操作者，同时生成出错信息，连同稳态遥测数据一起发给D5000后续应用系统。而且，所述数据处理模块由依次连接的数据解析模块、预处理模块和稳态处理模块组成；(1)数据解析模块接收省调D5000系统前置机发布的SCADA遥测数据E格式文件，并将P、Q、U、I等数据解析，以二进制格式存储到计算机内存中；(2)预处理模块对解析到内存中的遥测数据首先进行标度变换，然后进行低通滤波或重抽样，对超过采样频率上限的采样数据进行低通滤波，对未达到采样频率下限的数据进行重抽样处理，使得采样数据既满足采样频率的下限、又满足上限要求；(3)稳态处理模块对满足采样频率上下限的遥测数据进行稳态处理，利用t分布判断暂态和稳态，在稳态时段对稳态数据求平均，暂态时段的数据计算强迫分量做稳态值。而且，所述拓扑数据模块由依次连接的CIME文件解析模块和拓扑节点统计模块组成；(1)CIME文件解析模块解析CIME模型文件，生成内存二进制文件；(2)拓扑节点统计模块根据CIME模型文件提供的拓扑结果生成每个拓扑节点所连设备的设备数据集和设备参数数据集。而且，所述节点平衡检验模块由依次连接的数据转换模块和检验模块组成；(1)数据转换模块根据拓扑数据模块提供的模型数据信息，将稳态处理模块输出的面向测点的稳态数据转换成面向对象的设备信息；(2)检验模块用于完成节点平衡计算，并根据数据转换模块输出的面向对象的设备信息，依次计算每个节点总功率总和，进行平衡分析，并根据设定的门限值，判断总功率和是否超限，如果超限，则判定该节点不平衡，为坏节点，并将不平衡节点拓扑编号和名称输出至线路平衡检验模块。依据如下公式计算并判断每个节点是否平衡：|∑Pm(tk)|/Pb≤δP|∑Qm(tk)|/Qb≤δQ上式中，tk为断面，m为拓扑节点连接设备数，Pb、Qb为功率基准值，δP、δQ为给定门限。而且，所述线路平衡检验模块由依次连接的查询模块和平衡检验模块组成；(1)查询模块根据检验模块提供的不平衡节点编号查询该不平衡节点所连接的所有线路设备；(2)平衡检验模块逐条计算并判断该不平衡节点所有线路的平衡情况，其具体计算方法是首先计算线路损耗和导纳损耗，然后与线路两端稳态功率数据求和，并根据设定的门限值，判断是否超限，如果超限，则判断此线路不平衡存在错数据，然后根据线路每个测点所属节点查看是否平衡，不平衡的节点侧为坏测点，并将不平衡线路以及坏测点的编号和名称输出至估值计算模块；判断线路平衡计算的数据包括：①左侧功率：Pi、Qi；②右侧功率：Pj、Qj；③左侧半导纳损耗：QCi＝Ui×Ui×B/2；④右侧半导纳损耗：QCj＝Uj×Uj×B/2；⑤线路损耗：则线路平衡计算有：|Pi+Pj-PR|/Pb≤δP|Qi+Qj+QCi+QCj-QR|/Qb≤δQ上式中，Pb、Qb为功率基准值，δP、δQ为给定门限。而且，所述估值计算模块由依次连接的估算模块和记录模块组成；(1)估算模块根据节点平衡检验模块和线路平衡检验模块输出的不平衡节点、不平衡线路以及坏测点的编号，采用最小二乘法对其对应的错数据、死数据和坏数据进行估值计算；(2)记录模块对检查出的不平衡节点的拓扑编号和名称、不平衡线路的编号和名称、坏测点的编号以及相应的错数据、死数和坏数据进行记录，同时记录其估算值。而且，所述在线报警模块由依次连接的显示模块、报警模块和出错信息模块组成；(1)显示模块接收估值计算模块输出的不平衡节点拓扑编号和名称、不平衡线路的编号和名称、坏测点的编号和名称、估值数据和相应的错数据、死数和坏数据，并通过显示屏显示以上信息；(2)报警模块启动声光报警，提醒操作者；(3)出错信息模块生成出错信息，连同稳态遥测数据一起发给状态估计及D5000后续应用系统。本专利技术的优点和积极效果是：1、本专利技术的提出了一种利用稳态处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于稳态数据的SCADA遥测错数在线检测系统，其特征在于：包括依次连接的数据处理模块、拓扑数据模块、节点平衡检验模块、线路平衡检验模块、估值计算模块和在线报警模块；所述数据处理模块用于接收省调D5000系统前置机发布的SCADA遥测数据进行稳态处理，剔除遥测坏数据生成稳态数据；所述拓扑数据模块用于根据CIME模型文件数据提供的拓扑结果，生成每个拓扑节点所连设备的设备数据集和设备参数数据集，并将该设备数据集和设备参数数据集输出至节点平衡检验模块和线路平衡检验模块，作为判断节点平衡和线路平衡计算的输入数据信息；所述节点平衡检验模块根据数据处理模块生成的稳态数据和拓扑数据模块生成的设备数据集和设备参数数据集，依次计算每个节点总功率和，并根据设定的门限值，判断总功率和是否超限，如果超限，则判定该节点不平衡，为坏节点，并将不平衡节点拓扑编号和名称输出至线路平衡检验模块；所述线路平衡检验模块根据节点平衡检验模块提供的不平衡节点拓扑编号和拓扑数据模块提供的设备数据集，首先查询不平衡节点所连接的所有线路设备，然后再逐条计算并判断该不平衡节点所有线路的线路平衡情况，进而找出坏测点，并将不平衡线路以及坏测点的编号和名称输出至估值计算模块；所述估值计算模块根据节点平衡检验模块和线路平衡检验模块的检验结果，对检查出的错数据、死数和坏数据进行估值，并纪录不平衡的节点和线路以及坏测点的名称和编号；所述在线报警模块接收估值计算模块输出的不平衡节点拓扑编号和名称、不平衡线路的编号和名称、坏测点的编号和名称、估值数据和检查出的错数据、死数和坏数据，通过显示屏显示以上信息，并声光报警，提醒操作者，同时生成出错信息，连同稳态遥测数据一起发给D5000后续应用系统。...

【技术特征摘要】
1.一种基于稳态数据的SCADA遥测错数在线检测系统，其特征在于：包括依次连接的数据处理模块、拓扑数据模块、节点平衡检验模块、线路平衡检验模块、估值计算模块和在线报警模块；所述数据处理模块用于接收省调D5000系统前置机发布的SCADA遥测数据进行稳态处理，剔除遥测坏数据生成稳态数据；所述拓扑数据模块用于根据CIME模型文件数据提供的拓扑结果，生成每个拓扑节点所连设备的设备数据集和设备参数数据集，并将该设备数据集和设备参数数据集输出至节点平衡检验模块和线路平衡检验模块，作为判断节点平衡和线路平衡计算的输入数据信息；所述节点平衡检验模块根据数据处理模块生成的稳态数据和拓扑数据模块生成的设备数据集和设备参数数据集，依次计算每个节点总功率和，并根据设定的门限值，判断总功率和是否超限，如果超限，则判定该节点不平衡，为坏节点，并将不平衡节点拓扑编号和名称输出至线路平衡检验模块；所述线路平衡检验模块根据节点平衡检验模块提供的不平衡节点拓扑编号和拓扑数据模块提供的设备数据集，首先查询不平衡节点所连接的所有线路设备，然后再逐条计算并判断该不平衡节点所有线路的线路平衡情况，进而找出坏测点，并将不平衡线路以及坏测点的编号和名称输出至估值计算模块；所述估值计算模块根据节点平衡检验模块和线路平衡检验模块的检验结果，对检查出的错数据、死数和坏数据进行估值，并纪录不平衡的节点和线路以及坏测点的名称和编号；所述在线报警模块接收估值计算模块输出的不平衡节点拓扑编号和名称、不平衡线路的编号和名称、坏测点的编号和名称、估值数据和检查出的错数据、死数和坏数据，通过显示屏显示以上信息，并声光报警，提醒操作者，同时生成出错信息，连同稳态遥测数据一起发给D5000后续应用系统。2.根据权利要求1所述的一种基于稳态数据的SCADA遥测错数在线检测系统，其特征在于：所述数据处理模块由依次连接的数据解析模块、预处理模块和稳态处理模块组成；(1)数据解析模块接收省调D5000系统前置机发布的SCADA遥测数据E格式文件，并将P、Q、U、I等数据解析，以二进制格式存储到计算机内存中；(2)预处理模块对解析到内存中的遥测数据首先进行标度变换，然后进行低通滤波或重抽样，对超过采样频率上限的采样数据进行低通滤波，对未达到采样频率下限的数据进行重抽样处理，使得采样数据既满足采样频率的下限、又满足上限要求；(3)稳态处理模块对满足采样频率上下限的遥测数据进行稳态处理，利用t分布判断暂态和稳态，在稳态时段对稳态数据求平均，暂态时段的数据计算强迫分量做稳态值。3.根据权利要求1或2所述的一种基于稳态数据的SCADA遥测错数在线检测系统，其特征在于：所述拓扑数据模块由依次连接的CIME文件解析模块和拓扑节点统计模块组成；(1)CIME文件解析模块解析CIME模型文件，生成内存二进制文件；(2)拓扑节点统计模块根据CIME模型文件提供的拓扑结果生成每个拓扑节点所连设备的设备数据集和设备参数数据集。4.根据权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志君，王梓，李华，郄洪涛，陈建波，王立敏，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司，国家电网公司，三川电力设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12