基于随动补偿的变电站电流互感器误差预测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于随动补偿的变电站电流互感器误差预测方法及系统，其方法包括：获取目标电流互感器的历史负荷数据，并根据其构建电流误差修正曲线；利用多边形法求解误差的背景值，并根据其与所述电流误差修正曲线建立时变白化方程；基于所述时变白化方程建立电流互感器误差模型，并利用其预测目标电流互感器的误差。本发明专利技术通过改进的多边形法对灰色预测过程中的背景值进行计算，并结合电流误差修正曲线构建时变白化方程，然后利用时变白化方程建立模型并预测目标电流互感器的误差。建立模型并预测目标电流互感器的误差。建立模型并预测目标电流互感器的误差。

【技术实现步骤摘要】
基于随动补偿的变电站电流互感器误差预测方法及系统


[0001]本专利技术属于电力测量
，具体涉及一种基于随动补偿的变电站电流互感器误差预测方法及系统。

技术介绍

[0002]现有研究表明：若不计硬件设计方面的优劣，电流互感器和所测量电缆之间的“相对位置”以及所测量电缆所流过的“电流数量级”本身，都是影响其测量准确度的重要因素。
[0003]“相对位置”引起的误差源于：常见的电流互感器测量原理为“对所测电缆周围磁场进行积分”，在模型设计上，可认为探头和所测电缆相互垂直，且电缆位于探头正中心。因此，若二者之间的“相对位置”发生变化，则会引起积分区域内磁场变动，进而引起计算误差。
[0004]“电流数量级”引起的误差来源于：一次侧电流处于不同数量级时，励磁材料中的磁通量和所测电流间的比值并非始终保持线性。因此，当所测电流和一次侧电流的额定值相近时，电流互感器具有最佳的测量精度，而当所测电流过低时，测量精度也会随之显著降低。
[0005]现有研究在对电流互感器误差进行预测时，通常通过学习历史数据中的历史规律，进而提供既定方案。此类方法行之有效，但对于偶发性干扰（例如偶发震动引起的互感器相对位移）和不可逆的干扰的分辨能力不足，难以及时有效地做出随动补偿。此外，现有研究虽然考虑过在低电流时对一次侧电流进行精度补偿，但补偿方法多通过硬件装置实现，例如专利CN201310335539.8中额外的绕线、专利CN201020592159.4中的辅助互感器。此类方法虽能一定程度上提高低电流时的测量精度，但其提升幅度极大受限于器件制作工艺，仅能满足0.5级及以下测量用电流互感器的补偿需求，无法用于0.2级计量用电流互感器，难以支撑高精度的电能计量工作。

技术实现思路

[0006]为弱化或减小变电站电流互感器在运行过程中的偶发性误差、长期误差以及电缆对电流互感器的输出误差的问题，在本专利技术的第一方面提供了一种基于随动补偿的变电站电流互感器误差预测方法，包括：获取目标电流互感器的历史负荷数据，并根据其构建电流误差修正曲线；利用多边形法求解误差的背景值，并根据其与所述电流误差修正曲线建立时变白化方程；基于所述时变白化方程建立电流互感器误差模型，并利用其预测目标电流互感器的误差。
[0007]在本专利技术的一些实施例中，所述利用多边形法求解误差的背景值通过如下方法实现：，
其中，时刻k的取值从6开始，即；为误差的背景值，为历史误差数据的累加，有；表示累积量所对应的权重，其下标i表示时刻。
[0008]进一步的，若中离群值大于预设值时，可通过按照下式对离群点进行修正：其中，d
j
为中间变量，j表示与时刻相邻近的时刻,α
j
表示经过d
j
修正后的第j个时刻对应的累积量的权重。
[0009]进一步的，所述时变白化方程表达式为：,其中，a、b分别表示白化方程的发展系数、灰色用量；、分别表示k时刻负荷曲线对应数值与该处曲线一阶导的数值；表示k时刻的背景值；、分别表示k时刻的历史误差、误差累计值。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，所述电流互感器的误差预测模型表达式为：其中，a、b分别表示白化方程的发展系数、灰色用量；F
k
表示k时刻负荷曲线对应数值，表示k时刻的背景值；为时刻误差的理论估计值；为电流互感器误差实际预测值；K
exp
表示专家评估系数。
[0011]在上述的实施例中，所述电流误差修正曲线的计算方法为：
,其中，I
k
为k时刻所测电流，为该电流互感器标定时的额定电流; 为电流误差修正曲线,为实际电流互感器的误差修正函数。
[0012]本专利技术的第二方面，提供了一种基于随动补偿的变电站电流互感器误差预测系统，包括：获取模块，用于获取目标电流互感器的历史负荷数据，并根据其构建电流误差修正曲线；建立模块，用于利用多边形法求解误差的背景值，并根据其与所述电流误差修正曲线建立时变白化方程；预测模块，用于基于所述时变白化方程建立电流互感器误差模型，并利用其预测目标电流互感器的误差。
[0013]进一步的，所述建立模块包括：计算单元，用于利用多边形法求解误差的背景值；建立单元，用于根据误差的背景值与所述电流误差修正曲线建立时变白化方程。
[0014]本专利技术的第三方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本专利技术在第一方面提供的方法。
[0015]本专利技术的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现本专利技术在第一方面提供的方法。
[0016]本专利技术的有益效果是：1.针对“相对位置”引起的误差，本专利技术通过“改进的多边形法”对灰色预测过程中的背景值进行计算。若相对位置变化是偶发性的，该方法计算出的背景值能够有效减缓误差突变造成的冲击；若相对位置变化是长期性、不可逆的，在经历不超过3数次误差报数后，背景值便可趋向新的平衡态。可见该方法能够实时跟踪最新稳态；2.针对“电流数量级”引起的误差，本专利技术对罗氏线圈所测电缆的历史日负荷曲线进行了整理，从而以此为依据修正灰色预测算法——在负载接近额定值时对预测模型进行强化，负荷处于低谷时弱化误差。最终使实时负荷对误差造成的影响得以体现；3.此外，具有不同精度等级的电流互感器，对于同一种干扰源的误差增幅也不尽相同。总体上，具有更高准确度的电流互感器对于外接干扰越敏感，因此在考虑诸多实际物理影响因素后，还需以专家评估的方式对总体误差进行修正。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的一些实施例中的基于随动补偿的变电站电流互感器误差预测方法的基本流程示意图；图2为华中某变电站某电缆历史负荷（电流）数据；图3为单日负荷曲线及其多项式拟合；图4为本专利技术的一些实施例中的电流互感器误差修正系数与电流标幺值之间的关系；图5为本专利技术的一些实施例中的电流互感器提交的历史误差数据；图6为常规灰色预测（GM(1,1)模型）与改进多边形法构造的背景值对比；图7为本专利技术的一些实施例中的实际背景值曲线及根据系数拟合出的背景值曲线；
图8为本专利技术的一些实施例中的电流互感器历史误差数据及预测值；图9为本专利技术的一些实施例中的基于随动补偿的变电站电流互感器误差预测系统的结构示意图；图10为本专利技术的一些实施例中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0018]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0019]参考图1，在本专利技术的第一方面，提供了一种基于随动补偿的变电站电流互感器误差预测方法，包括：S100.获取目标电流互感器的历史负荷数据，并根据其构建电流误差修正曲线；S200.利用多边形法求解误差的背景值，并根据其与所述电流误差修正曲线建立时变白化方程；S300.基于所述时变白化方程建立电流互感器误差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于随动补偿的变电站电流互感器误差预测方法，其特征在于，包括：获取目标电流互感器的历史负荷数据，并根据其构建电流误差修正曲线；利用多边形法求解误差的背景值，并根据其与所述电流误差修正曲线建立时变白化方程；基于所述时变白化方程建立电流互感器误差模型，并利用其预测目标电流互感器的误差。2.根据权利要求1所述的基于随动补偿的变电站电流互感器误差预测方法，其特征在于，所述利用多边形法求解误差的背景值通过如下方法实现：，其中，时刻k的取值从6开始，即；为误差的背景值，为历史误差数据的累加，有；表示累积量所对应的权重，其下标i表示时刻。3.根据权利要求2所述的基于随动补偿的变电站电流互感器误差预测方法，其特征在于，若中离群值大于预设值时，可通过按照下式对离群点进行修正：其中，d
j
为中间变量，j表示与时刻相邻近的时刻, 表示经过d
j
修正后的第j个时刻对应的累积量的权重。4.根据权利要求2所述的基于随动补偿的变电站电流互感器误差预测方法，其特征在于，所述时变白化方程表达式为：,其中，a、b分别表示白化方程的发展系数、灰色用量；、分别表示k时刻负荷曲线
对应数值与该处曲线一阶导的数值；表示k时刻的背景值；、分别表示k时刻的历史误差、误差累计值。5.根据权利要求1所述的基于随动补偿的变电站电流互感器误差预测方法，其特征在于，所述电流互感器的误差预测模型表达式为：其中，a、b分别表示白化方程的发展系数、灰色用量；F
k
表示k时刻负荷曲线对应数值，表示k时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红斌，杜于飞，张传计，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：