一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法，具体按照以下步骤实施：从配电网监测终端数据源中提取电流数据、电压数据和功率数据以及监测点信息、用户信息和终端信息；将数据进行探索与分析；对分析后的数据进行处理；分析监测区域电能质量。本发明专利技术的方法能有效提高电能质量分析的准确性和全面性，有利于电能质量的精细化管理，使改善电能质量的措施和方法目的性更明确、更有效。

A method of analyzing power quality by monitoring terminal data of distribution network

【技术实现步骤摘要】
一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法
本专利技术属于电力系统电能质量分析领域，涉及一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法。
技术介绍
近年来，电能质量问题受到广泛的研究。监测电网电能质量是分析电能质量问题及改善电能质量的基础。现有的电能质量监测点设置和监测方式存在明显的局限性：①电能质量监测点布置方法众多，各种方法侧重点不同，难以同时满足不同要求；②电能质量监测点只占全网监测点的很小一部分，是一种基于可靠性和投资成本之间的妥协方案，难以对电网局部进行分析、管理和控制。随着智能配电网的发展及配电网监测终端数量的增加，配电网自动化覆盖率不断提升。相对于电能质量监测点分布，配电网终端系统(用电信息采集系统)具有覆盖率广、测量点分布密集、规模大的优势。电力公司可获得海量低压配电网末端量测数据，承载着电力系统的运行状态信息，使用大数据技术可获取其潜在价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法，解决了现有技术中存在的电能质量监测装置布点少，无法准确和全面的监测并分析电能质量的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、从配电网监测终端数据源中提取电流数据、电压数据和功率数据以及监测点信息、用户信息和终端信息；步骤2、数据探索与分析：对从配电网监测终端提取到的数据的数据结构、重复值、缺失值、异常值以及数据属性之间的关系进行分析；步骤3、对分析后的数据进行处理；步骤4、分析监测区域电能质量：根据步骤3得到的数据计算监测区域电压合格率、供电可靠率、三相不平衡度合格率、用户平均停电次数和用户平均停电时间，通过与电能质量标准对比分析监测区域电能质量。本专利技术的特点还在于：步骤3中数据处理具体为：对重复值进行删除、缺失值进行填补、异常值进行分类处理；重复值是指数据地址ID、设备ID、日期信息均相同，且每一时刻数据也相同，对重复值采用行删除的方法进行处理；缺失值是指若某监测点某时刻电压值缺失，但同监测点同时刻电流数据和功率数据至少有一个不缺失；对缺失值进行填补的情况为：当某监测点某时刻电压数据缺失，但同时刻电流数据和功率数据种至少有一个不缺失，则填补该时刻电压缺失值；缺失值填补的方法为：当只有一个数值缺失时，用前一时刻的数据和后一个时刻的数据的平均值来填补；当数据缺失数目大于一个时，用前时刻第一个不为零的数据填补。异常值包括：第1类：电压有效值小于该监测点失压脱扣器的动作值，其中，失压脱扣器的动作值为额定电压的35％-40％；第2类：监测点数据超过5天全部缺失或全部为0；第3类：采集到的数据间隔时间大于规定的数据采集间隔，一般规定数据采集时间间隔为15min，但个别终端数据采集时间间隔为30min或60min；第4类：监测点数据连续多天无规律的出现“时有时无”情况。对于异常值进行分类处理具体为：对于第1、2类异常值判为无效数据，不作为统计各项指标结果的数据；对于第3、4类异常值，进行数据填补处理，异常值填补方法具体为：当一天中的第一个数据为空，则用当天第一个不为零的数据填补第一个监测值；当一天中的其它时刻的数据缺失时，则可用同一日之前时刻第一个不为零的数据作为缺失时刻的数据。步骤4中电压合格率的分析方法为：根据电压偏差标准设置一个电压合格区间，统计处于该区间的电压数据个数，电压合格率等于电压合格区间内的电压数据个数与电压监测值有效数据个数的比值，其中，将删除重复值、填补缺失值、去除第1、2类异常值、填补第3、4类异常值后的电压值称为电压监测值有效数据。步骤4中供电可靠率的分析方法为：统计电压监测值有效数据中不包含停电数据的电压值个数，其与电压监测值有效数据个数的比值为供电可靠率。步骤4中三相不平衡度合格率的分析方法具体按照以下步骤：步骤1、根据式(1)计算三相电压不平衡度；其中：ε为三相不平衡度；UA、UB和UC为A、B、C三相相电压有效值；为三相相电压的平均值。步骤2、统计根据步骤1计算得到的结果中小于0.02的数值个数；步骤3、三相不平衡度合格率为步骤2中得到的小于0.02的电压监测值个数与电压监测值有效数据个数的比值。步骤4中用户平均停电次数的分析方法包括以下步骤：步骤1、电压监测值有效数据个数中停电数据的次数，其中连续的停电数据记为1次；步骤2、统计监测区域配电网监测终端的个数，其中，设备ID相同的仅计为1户；步骤3、用户平均停电次数为步骤1统计的数据与步骤2统计的数据的比值。步骤4中用户平均停电时间的分析方法包括以下步骤：步骤1、统计电压监测值有效数据中停电数据的个数；步骤2、计算监测区域停电时间总和，即停电数据个数乘以数据时间间隔；步骤3、用户平均停电时间为监测区域停电时间总和与监测区域配电网监测终端个数的比值。本专利技术的有益效果是：相对于电能质量监测系统，配电网终端监测系统(用电信息采集系统)具有覆盖率广、测量点分布密集、规模大的特征。配电网监测终端数据可分析的电能质量指标包括供电电压偏差、电压合格率、三相电压不平衡、用户平均停电时间、供电可靠率和用户平均停电次数；本专利技术能有效提高电能质量分析的准确性和全面性，有利于电能质量的精细化管理，使改善电能质量的措施和方法目的性更明确、更有效。附图说明图1是本专利技术一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法的方法，适用于分析配电网区域范围的电能质量，用于电能质量分析的配电网监测终端数据包括三相电流、电压数据和功率数据，以及地址、设备ID。配电网监测终端数据分析电能质量指标包括电压合格率、供电可靠率、三相电压不平衡、用户平均停电时间和用户平均停电次数，本方法可全面监测并分析电网电能质量，“有的放矢”提出电网电能质量的改进措施和方法，如图1所示，具体按照以下步骤实施：步骤1：从配电网监测终端采集数据源中抽取历史电流、电压和功率数据和监测点、用户、终端信息等数据；步骤2：数据探索与分析：对从配电网监测终端提取到的数据的数据结构、重复值、缺失值、异常值以及数据属性之间的关系进行分析；步骤3：对分析后的数据进行处理：数据处理包括重复值处理、缺失值处理和异常值处理；重复值处理：当数据地址ID、设备ID、日期信息均相同，且每一时刻数据相同时，视为重复数据；重复值处理方式为：对重复值采用行删除语句进行删除操作；缺失值处理：若某监测点某时刻电压值缺失，同监测点同时刻电流数据和功率数据至少有一个不缺失，则填补该时刻电压缺失值；缺失值处理方式为：当只有一个数值缺失时，用前一时刻的数据和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：/n步骤1、从配电网监测终端数据源中提取电流数据、电压数据和功率数据以及监测点信息、用户信息和终端信息；/n步骤2、数据探索与分析：对从配电网监测终端提取到的数据的数据结构、重复值、缺失值、异常值以及数据属性之间的关系进行分析；/n步骤3、对分析后的数据进行处理；/n步骤4、分析监测区域电能质量：根据步骤3得到的数据计算监测区域电压合格率、供电可靠率、三相不平衡度合格率、用户平均停电次数和用户平均停电时间，通过与电能质量标准对比分析监测区域电能质量。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、从配电网监测终端数据源中提取电流数据、电压数据和功率数据以及监测点信息、用户信息和终端信息；
步骤2、数据探索与分析：对从配电网监测终端提取到的数据的数据结构、重复值、缺失值、异常值以及数据属性之间的关系进行分析；
步骤3、对分析后的数据进行处理；
步骤4、分析监测区域电能质量：根据步骤3得到的数据计算监测区域电压合格率、供电可靠率、三相不平衡度合格率、用户平均停电次数和用户平均停电时间，通过与电能质量标准对比分析监测区域电能质量。


2.根据权利要求1所述的一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法，其特征在于，所述步骤3中数据处理具体为：对重复值进行删除、缺失值进行填补、异常值进行分类处理。


3.根据权利要求2所述的一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法，其特征在于，所述对缺失值进行填补的情况为：当某监测点某时刻电压数据缺失，但同时刻电流数据和功率数据种至少有一个不缺失，则填补该时刻电压缺失值；
缺失值填补的方法为：当只有一个数值缺失时，用前一时刻的数据和后一个时刻的数据的平均值来填补；当数据缺失数目大于一个时，用前时刻第一个不为零的数据填补。


4.根据权利要求2所述的一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法，其特征在于，所述异常值包括：
第1类：电压有效值小于该监测点失压脱扣器的动作值；
第2类：监测点数据超过5天全部缺失或全部为0；
第3类：采集到的数据间隔时间大于规定的数据采集间隔；
第4类：监测点数据连续多天无规律的出现“时有时无”情况。


5.根据权利要求4所述的一种利用配电网监测终端数据分析电能质量的方法，其特征在于，所述对于异常值进行分类处理具体为：对于第1、2类异常值判为无效数据，不作为统计各项指标结果的数据；对于第3、4类异常值，进行数据填补处理，异常值填补方法具体为：
当一天中的第一个数据为空，则用当天第一个不为零的数据填补第一个监测值；
当一天中的其它时刻的数据缺失时，则可用同一日之前时刻第一个不为零的数据作为缺失时刻的数据。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁振锋，祖莹，张惠智，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61