一种计量自动化系统的异常值识别方法技术方案

本申请公开了一种计量自动化系统的异常值识别方法，方法包括：检测三相电压、三相电流和三相功率，获得缺失值；判断缺失值类型；若缺失值为三相电压，采用均值法获三相电压填补值，并将三相电压填补值填补到缺失值位置，获得三相电压；若缺失值为三相电流或三相功率，采用牛顿法获三相电流填补值或三相功率填补值，并将三相电流填补值或三相功率填补值填补到缺失值的位置，获得三相电流、三相功率和总功率；获得第二数据集；将第二数据集进行箱型分析获得结果。利用插值法填补了系统中缺失的数据，保留了故障特征量，可以快速有效地判断故障；再将形成完备数据集进行箱型图可视化异常值识别，可以快速准确的分析结果，有效提高分析结果的准确性。

An Outlier Value Recognition Method for Metering Automation System

This application discloses an outlier identification method for metrology automation system, which includes: detecting three-phase voltage, three-phase current and three-phase power to obtain the missing value; judging the type of missing value; if the missing value is three-phase voltage, using the mean method to obtain three-phase voltage filling value, and filling the three-phase voltage filling value into the missing position to obtain three-phase voltage; if the missing value is three-phase voltage, the three-phase voltage can be obtained. Current or three-phase power, three-phase current filling value or three-phase power filling value can be obtained by Newton method, and three-phase current filling value or three-phase power filling value can be filled into the missing position to obtain three-phase current, three-phase power and total power; the second data set can be obtained; the second data set can be obtained by box analysis. Using interpolation method to fill in the missing data in the system, retain the fault feature, can quickly and effectively judge the fault; and then forming a complete data set for visual outlier recognition of box diagram, can quickly and accurately analyze the results, effectively improve the accuracy of the analysis results.

【技术实现步骤摘要】
一种计量自动化系统的异常值识别方法
本申请涉及数据处理领域，尤其涉及一种计量自动化系统的异常值识别方法。
技术介绍
随着云南电网公司持续推广计量自动化系统的应用，使计量自动化系统在电网企业中的作用显得非常重要。目前，云南电网配网已实现计量自动化系统全覆盖，电压监测系统也按照相关要求比例进行了覆盖，监测信息数据量庞大，但是数据完备性不足，数据利用率不足、相互独立无交互。现有异常值识别方法有简单统计量分析、3σ原则，简单统计分析查看最大最小值，分析比较主观，3σ原则要求数据属于正态分布。云南电网现有的计量自动化终端采集到的低压侧数据存在一些缺失值，如果放任不管，则会导致在该系统中绘制电压、电流以及功率与时间对应的折线图时，存在多个三相电压、电流和功率为零的点，给分析人员造成一些误导，甚至无法准确判断故障。在进行异常值分析时，也会影响分析结果的准确性。为了提高分析结果的准确性，提出了一种计量自动化系统的异常值识别方法。
技术实现思路
本申请提供了一种计量自动化系统的异常值识别方法，以解决现有测试方法中分析结果的准确性低的技术问题。为了解决上述问题，本申请提供以下的技术方案:一种计量自动化系统的异常值识别方法，方法包括：检测计量自动化系统终端采集到的三相电压、三相电流和三相功率，获得第一数据集中的缺失值；判断缺失值的类型；若缺失值为三相电压，则采用均值法获得三相电压填补值，并将三相电压填补值填补到缺失值的位置，获得三相电压；若缺失值为三相电流或三相功率，则采用牛顿法获得三相电流填补值或三相功率填补值，并将三相电流填补值或三相功率填补值对应填补到缺失值的位置，获得三相电流、三相功率和总功率；将三相电压、三相电流、三相功率和总功率填补到第一数据集中，获得第二数据集；将第二数据集进行箱型分析获得分析结果。可选地，采用均值法获得三相电压填补值，并将三相电压填补值填补到三相电压缺失值的位置，获得三相电压，包括：对三相电压前的四个数据采用均值法获得三相电压填补值；式中：g(xn)为xn时刻的电压值即三相电压填补值，g(xn-4)、g(xn-3)、g(xn-2)、g(xn-1)为存在的前四个时刻电压数据，判断三相电压填补值g(xn)与Uk之差是否小于阈值e1％，其中，Uk为一周内天气情况与之最相似那天同一时刻电压数据；若是，则将三相电压填补值填补到缺失值的位置，获得三相电压；若否，则将Uk填补到缺失值的位置，获得三相电压。可选地，采用牛顿法获得三相电流填补值或三相功率填补值，并将三相电流填补值或三相功率填补值对应填补到缺失值的位置，获得三相电流、三相功率和总功率，包括：对三相电流或三相功率前的五个数据采用牛顿差值法获得三相电流填补值或三相功率填补值；式中：f(xn)表示xn时刻的电流或功率的值即三相电流填补值或三相功率填补值，f(xn-5)、f(xn-4)、f(xn-3)、f(xn-2)、f(xn-1)表示缺失值f(xn)的前五个时刻电流或功率值；判断三相电流填补值值f(xn)与Ik之差是否小于阈值e2％，Ik为一周内天气情况与之最相似那天同一时刻电流数据；若是，则将三相电流填补值填补到缺失值的位置，获得三相电流；若否，则将Ik填补到缺失值的位置，获得三相电流；判断三相功率填补值f(xn)与Pk之差是否小于阈值e2％，其中，Pk为一周内天气情况与之最相似那天同一时刻功率数据；若是，则将三相功率填补值填补到缺失值的位置，获得三相功率；若否，则将Pk填补到缺失值的位置，获得三相功率。可选地，总功率为三相功率之和。可选地，将第二数据集进行箱型分析获得分析结果，包括：利用对下限、下四分位数、中位数、上四分位数和上限的公式定义，计算获得三相电压、三相电流、三相功率的下限、下四分位数、中位数、上四分位数和上限；将运行人员选择的某个时段内的三相电压、三相电流、三相功率和总功率10维数据表示成10个箱型图显示。有益效果：本申请提供了一种计量自动化系统的异常值识别方法，该方法包括：首先，检测计量自动化系统终端采集到的三相电压、三相电流和三相功率，获得第一数据集中的缺失值。其次，判断缺失值的类型。若缺失值为三相电压，则采用均值法获得三相电压填补值，并将三相电压填补值填补到缺失值的位置，获得三相电压。若缺失值为三相电流或三相功率，则采用牛顿法获得三相电流填补值或三相功率填补值，并将三相电流填补值或三相功率填补值对应填补到缺失值的位置，获得三相电流、三相功率和总功率。再次，将三相电压、三相电流、三相功率和所述总功率填补到第一数据集中，获得第二数据集。最后，将第二数据集进行箱型分析获得分析结果。本申请中，利用插值法填补了计量自动化系统中存在的数据缺失，有效地保留了故障特征量，可以快速有效地判断故障；再将形成完备数据集进行箱型图可视化异常值识别，可以快速准确的分析结果，有效提高分析结果的准确性。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为申请提供的一种计量自动化系统的异常值识别方法的流程图；图2为申请提供的可视化异常值识别箱型图。具体实施方式参见图1，为本申请提供的一种计量自动化系统的异常值识别方法的流程图，可知本申请提供的一种计量自动化系统的异常值识别方法，方法包括：S01：检测计量自动化系统终端采集到的三相电压、三相电流和三相功率，获得第一数据集中的缺失值；S02：判断缺失值的类型由于电压为数值型数据且波动一般维持在220V左右，因此电压缺失值采取较为简单的均值插补较为合适。S03：若缺失值为三相电压，则采用均值法获得三相电压填补值，并将三相电压填补值填补到缺失值的位置，获得三相电压S031：对三相电压前的四个数据采用均值法获得三相电压填补值；式中：g(xn)为xn时刻的电压值即三相电压填补值，g(xn-4)、g(xn-3)、g(xn-2)、g(xn-1)为存在的前四个时刻电压数据，S032：判断三相电压填补值g(xn)与Uk之差是否小于阈值e1％，其中，Uk为一周内天气情况与之最相似那天同一时刻电压数据；若是，则将三相电压填补值填补到缺失值的位置，获得三相电压；若否，则将Uk填补到缺失值的位置，获得三相电压。由于电流和功率为数值型数据且波动随负荷的波动较大，因此电流和功率缺失值采取牛顿插值法进行插补较为合适。S04：若缺失值为三相电流或三相功率，则采用牛顿法获得三相电流填补值或三相功率填补值，并将三相电流填补值或三相功率填补值对应填补到缺失值的位置，获得三相电流、三相功率和总功率S041：对三相电流或三相功率前的五个数据采用牛顿差值法获得三相电流填补值或三相功率填补值；式中：f(xn)表示xn时刻的电流或功率的值即三相电流填补值或三相功率填补值，f(xn-5)、f(xn-4)、f(xn-3)、f(xn-2)、f(xn-1)表示缺失值f(xn)的前五个时刻电流或功率值；S042：判断三相电流填补值值f(xn)与Ik之差是否小于阈值e2％，Ik为一周内天气情况与之最相似那天同一时刻电流数据；若是，则将三相电流填补值填补到缺失值的位置，获得三相电流；若否，则将Ik填补到缺失值的位置，获得三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计量自动化系统的异常值识别方法，其特征在于，所述方法包括：检测计量自动化系统终端采集到的三相电压、三相电流和三相功率，获得第一数据集中的缺失值；判断所述缺失值的类型；若所述缺失值为三相电压，则采用均值法获得三相电压填补值，并将所述三相电压填补值填补到缺失值的位置，获得三相电压；若所述缺失值为三相电流或三相功率，则采用牛顿法获得三相电流填补值或三相功率填补值，并将所述三相电流填补值或所述三相功率填补值对应填补到缺失值的位置，获得三相电流、三相功率和总功率；将所述三相电压、所述三相电流、所述三相功率和所述总功率填补到第一数据集中，获得第二数据集；将所述第二数据集进行箱型分析获得分析结果。

【技术特征摘要】
1.一种计量自动化系统的异常值识别方法，其特征在于，所述方法包括：检测计量自动化系统终端采集到的三相电压、三相电流和三相功率，获得第一数据集中的缺失值；判断所述缺失值的类型；若所述缺失值为三相电压，则采用均值法获得三相电压填补值，并将所述三相电压填补值填补到缺失值的位置，获得三相电压；若所述缺失值为三相电流或三相功率，则采用牛顿法获得三相电流填补值或三相功率填补值，并将所述三相电流填补值或所述三相功率填补值对应填补到缺失值的位置，获得三相电流、三相功率和总功率；将所述三相电压、所述三相电流、所述三相功率和所述总功率填补到第一数据集中，获得第二数据集；将所述第二数据集进行箱型分析获得分析结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用均值法获得三相电压填补值，并将所述三相电压填补值填补到三相电压缺失值的位置，获得三相电压，包括：对三相电压前的四个数据采用均值法获得三相电压填补值；式中：g(xn)为xn时刻的电压值即三相电压填补值，g(xn-4)、g(xn-3)、g(xn-2)、g(xn-1)为存在的前四个时刻电压数据，判断所述三相电压填补值g(xn)与Uk之差是否小于阈值e1％，其中，Uk为一周内天气情况与之最相似那天同一时刻电压数据；若是，则将所述三相电压填补值填补到缺失值的位置，获得三相电压；若否，则将Uk填补到缺失值的位置，获得三相电压。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用牛顿法获得三相电流填补值或三相功率填...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂鼎，李鹤健，徐肖伟，董涛，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53