数据驱动的电量传感器误差在线评测闭环改进方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种数据驱动的电量传感器误差在线评测闭环改进方法、系统及介质，本发明专利技术包括创建第n次迭代的电量传感数据修正模型集合；采集电量传感数据生成传感数据集合；根据电量传感数据修正模型集合生成第n次迭代后的电量传感数据修正系数集合，修正电量传感数据集合生成修正数据集合；将按照开环数据驱动算法对修正数据集合开展电量电量传感器误差推演形成推演结果；不满足结束条件则更新迭代次数n及电量传感数据修正模型，累积电量传感数据修正系数集合后继续迭代；否则输出迭代结果。本发明专利技术不需现场试验，不需改变物理系统的拓扑，不影响物理运行，能够有效提升结果推演准确性，提高推演模型泛化性，实现高效安全，不影响物理系统。

Improved method, system and medium of closed-loop on-line error evaluation of electric quantity sensor driven by data

【技术实现步骤摘要】
数据驱动的电量传感器误差在线评测闭环改进方法、系统及介质
本专利技术涉及电量传感器运行时的误差评测方法，具体涉及一种数据驱动的电量传感器误差在线评测闭环改进方法、系统及介质。
技术介绍
传感器是测量物理参量的重要器件，是联系物理世界、信息世界的关键媒介。随着大数据、物联网、5G通信技术的不断发展和广泛应用，信息物理融合的需求日益增大，传感器网络的基础架构作用越发重要，其可靠性、准确性直接决定信息物理融合过程的有效性，需要开展误差测评。特别对于电量传感器而言，涉及贸易结算、安全防护等用途，是国家强制要求开展定期检定的计量器具。传统的电量传感器误差测评方法是检测、校准、检定，又分为实负荷方式、虚负荷方式。其优点是测评结果准确、可复现、可溯源，缺点是需要改变被测电量传感器对应物理系统的运行方式，而这种改变可能不具备实现条件。例如对电能表开展现场带实负荷检测，使用电能计量标准现场同步计量电能，与被测电能表计量的电能进行比较，计算两个电能的差值，即被测电能表的计量误差；该电能计量标准可溯源至国家基准，在同样环境下进行多次误差测量的结果一致，对被测电能表误差的测评结果准确；电能计量标准的介入使原有的电力系统物理运行方式发生改变，即电能表单独计量电能转变为电能计量标准、电能表两者计量电能，而电能计量标准介入需要短时间断开电能主供回路或电流互感器二次回路，可能造成严重的安全事故或停电事故。当前，电量传感器网络包含海量电量传感器单元，通过传统方法测评误差需要大量时间，需投入极大资源，部分电量传感器安装位置和运行方式不支持校准、检定，可见传统测评方法的局限性。近年来有学者和工程技术人员提出了基于数据驱动的电量传感器状态评价、误差推演。例如专利申请号为201410413185.9的中国专利申请文献公开了一种电能计量装置整体计量误差的在线评估方法和系统，该方案中记载了一种将电能量数据、电力系统物理拓扑结合的计量装置状态评估方法，专利申请号为201611092500.8的中国专利申请文献公开了一种基于大数据推演的电能计量装置误差检测方法及系统，该方案中记载了一种将母线不平衡率、电能量数据、电力系统物理拓扑结合的计量装置误差推演方法。这些方法基于已有的电量传感器网络、数据通讯网络、数据平台，在此技术体系上增加功能模块实现算法运行，不需要变更实际运行拓扑，也不会对运行系统产生任何影响。以上述两项技术为代表的基于数据驱动的电量传感器误差推演方法均是开环运算方式，即“数据”→“推演”→“结果”的方式。开环运算方式受到数据质量、推演模型合理性、数据模型匹配度等制约，泛化性普遍不强，需要进一步优化模型。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：针对现有的开环型计量误差推演技术的不足，提供一种数据驱动的电量传感器误差在线评测闭环改进方法、系统及介质，本专利技术采用闭环运算方式来实现电量传感器误差在线评测，不需现场试验，不需改变物理系统的拓扑，不影响物理运行，同时又能一定程度解决开环型计量误差推演方法泛化性不强，推演结果不准的问题，能够有效提升结果推演准确性，提高推演模型泛化性，具有实现方法高效安全，不影响物理系统的优点。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种数据驱动的电量传感器误差在线评测闭环改进方法，实施步骤包括：1)初始化迭代次数n和误差推演次数Q；2)创建第n次迭代的传感数据修正模型集合Sn；3)按照时间序列同步采集电量传感器群的传感数据并生成传感数据集合DATA；4)根据第n次迭代的传感数据修正模型集合Sn生成第n次迭代后的传感数据修正系数集合An，根据传感数据修正系数集合An和传感数据集合DATA生成修正数据集合DATA’(n)；5)更新误差推演次数Q的值，将按照开环数据驱动算法对修正数据集合DATA’(n)开展电量传感器误差推演形成推演结果E(Q)；6)判断是否满足预设的结束迭代条件，如果不满足结束迭代条件，则更新迭代次数n以及传感数据修正模型Sn，累积传感数据修正系数集合An，跳转执行步骤4)；否则输出第n次迭代的迭代结果An，结束。可选地，所述传感数据修正模型集合Sn的阵列范式如下式所示：Sn＝[S1n，S2n，S3n，…，SPn]上式中，n为迭代次数，P表示电量传感器群的电量传感器总数，S1n～SPn分别表示电量传感器群中第1～P个电量传感器的第n次迭代的传感数据修正模型。可选地，所述传感数据修正模型为动态步进修正模型，其函数表达式如下式所示：上式中，SLn表示任意第L个电量传感器第n次迭代的动态步进修正模型，αL为固定步长系数，ELn是第L个电量传感器误差推演模型实施第n次误差推演的结果，n为迭代次数，m为修正模型的迭代演变尺度，ELA为第L个电量传感器某一次误差推演结果。可选地，所述传感数据修正模型为类PID修正模型，其函数表达式如下式所示：上式中，SLn表示任意第L个电量传感器第n次迭代的动态步进修正模型，ELn是第L个电量传感器误差推演模型实施第n次误差推演的结果，EL(n-1)是第L个电量传感器误差推演模型实施第n-1次误差推演的结果，Ka、Kb、Kc为PID系数，n为迭代次数，m为修正模型的迭代演变尺度。可选地，步骤3)中生成的传感数据集合DATA的函数表达式如下式所示：上式中，D11～DP1分别表示电量传感器群中第1～P个电量传感器在第1个时间序列点上的传感数据；D12～DP2分别表示电量传感器群中第1～P个电量传感器在第2个时间序列点上的传感数据；D1T～DPT分别表示电量传感器群中第1～P个电量传感器在第T个时间序列点上的测量值。可选地，步骤4)中生成第n次迭代后的传感数据修正系数集合An的函数表达式如下式所示：An＝[A1n,A2n,...,APn]上式中，An表示第n次迭代后的传感数据修正系数集合，A1n～APn表示电量传感器群中第1～P个电量传感器第n次迭代后的修正系数，且任意第P个电量传感器对应的第n次迭代后的修正系数的函数表达式如下式所示：上式中，APn为任意第P个电量传感器对应的第n次迭代后的修正系数，n为迭代次数，m为1～n的参数用于累加或累乘运算，SPm表示电量传感器群中第P个电量传感器的第m次迭代的传感数据修正模型，En表示第n次迭代后的电量传感器误差推演结果的集合；步骤4)中根据传感数据修正系数集合An和传感数据集合DATA生成修正数据集合DATA’(n)的函数表达式如下式所示：上式中，DATA′(n)表示传感修正数据，A1n～APn表示第n次迭代后的传感数据修正系数集合An中第1～P个电量传感器的修正系数，D11～DP1分别表示电量传感器群中第1～P个电量传感器在第1个时间序列点上的传感数据；D12～DP2分别表示电量传感器群中第1～P个电量传感器在第2个时间序列点上的传感数据；D1T～DPT分别表示电量传感器群中第1～P个电量传感器在第T个时间序列点上的测量值，E本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据驱动的电量传感器误差在线评测闭环改进方法，其特征在于实施步骤包括：/n1)初始化迭代次数n和误差推演次数Q；/n2)创建第n次迭代的传感数据修正模型集合S

【技术特征摘要】
1.一种数据驱动的电量传感器误差在线评测闭环改进方法，其特征在于实施步骤包括：
1)初始化迭代次数n和误差推演次数Q；
2)创建第n次迭代的传感数据修正模型集合Sn；
3)按照时间序列同步采集电量传感器群的传感数据并生成传感数据集合DATA；
4)根据第n次迭代的传感数据修正模型集合Sn生成第n次迭代后的传感数据修正系数集合An，根据传感数据修正系数集合An和传感数据集合DATA生成修正数据集合DATA’(n)；
5)更新误差推演次数Q的值，将按照开环数据驱动算法对修正数据集合DATA’(n)开展电量传感器误差推演形成推演结果E(Q)；
6)判断是否满足预设的结束迭代条件，如果不满足结束迭代条件，则更新迭代次数n以及传感数据修正模型Sn，累积传感数据修正系数集合An，跳转执行步骤4)；否则输出第n次迭代的迭代结果An，结束。


2.根据权利要求1所述的数据驱动的电量传感器误差在线评测闭环改进方法，其特征在于，所述传感数据修正模型集合Sn的阵列范式如下式所示：
Sn＝[S1n，S2n，S3n，…，SPn]
上式中，n为迭代次数，P表示电量传感器群的电量传感器总数，S1n～SPn分别表示电量传感器群中第1～P个电量传感器的第n次迭代的传感数据修正模型。


3.根据权利要求2所述的数据驱动的电量传感器误差在线评测闭环改进方法，其特征在于，所述传感数据修正模型为动态步进修正模型，其函数表达式如下式所示：



上式中，SLn表示任意第L个电量传感器第n次迭代的动态步进修正模型，αL为固定步长系数，ELn是第L个电量传感器误差推演模型实施第n次误差推演的结果，n为迭代次数，m为修正模型的迭代演变尺度，ELA为第L个电量传感器某一次误差推演结果。


4.根据权利要求2所述的数据驱动的电量传感器误差在线评测闭环改进方法，其特征在于，所述传感数据修正模型为类PID修正模型，其函数表达式如下式所示：



上式中，SLn表示任意第L个电量传感器第n次迭代的动态步进修正模型，ELn是第L个电量传感器误差推演模型实施第n次误差推演的结果，EL(n-1)是第L个电量传感器误差推演模型实施第n-1次误差推演的结果，Ka、Kb、Kc为PID系数，n为迭代次数，m为修正模型的迭代演变尺度。


5.根据权利要求1所述的数据驱动的电量传感器误差在线评测闭环改进方法，其特征在于，步骤3)中生成的传感数据集合DATA的函数表达式如下式所示：



上式中，D11～DP1分别表示电量传感器群中第1～P个电量传感器在第1个时间序列点上的传感数据；D12～DP2分别表示电量传感器群中第1～P个电量传感器在第2个时间序列点上的传感数据；D1T...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恺，陈向群，谈丛，谭海波，解玉满，杨方，黄红桥，周宇烨，卜文彬，王海元，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司供电服务中心计量中心，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43