一种基于能源网络拓扑关系的能源数据清洗方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于能源网络拓扑关系的能源数据清洗方法及系统，所述方法包括：将能源网络的各个分支节点开关安装对应的开关状态跟踪器形成初始开关分支拓扑图；根据各个开关状态跟踪器实时采集的分支节点开关状态得到开关分支实时拓扑图上传至能源监控系统，由其生成能源网络实时拓扑关系图；响应于分支节点开关状态变动，由开关状态跟踪器更新开关分支实时拓扑图上传至能源监控系统更新能源网络实时拓扑关系图；将定时获取的开关分支实时拓扑图与能源网络实时拓扑关系图进行比对，并根据得到的拓扑关系比对结果对相应的能源数据进行清洗，得到有效能源数据。本发明专利技术能够及时有效的从能源网络结构上监测并纠正异常数据，提高数据的准确性。提高数据的准确性。提高数据的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于能源网络拓扑关系的能源数据清洗方法及系统


[0001]本专利技术涉及能源监测
，特别是涉及一种基于能源网络拓扑关系的能源数据清洗方法及系统。

技术介绍

[0002]随着近年来智能设备在能源领域的大规模投入，能源网络日趋复杂，能源监控系统中产生的运行数据成指数型增长，且能源网络拓扑关系数据的准确性决定了能源数据的挖掘价值。如何对能源数据进行有效清洗，进而提高能源数据质量已经成为能源数据挖掘领域热衷研究的一项关键技术。
[0003]目前，能源数据清洗方法主要有：利用模糊规则满意度分类器对异常数据进行检验修复、利用分布式大数据平台进行聚类分析、人工现场校验和能源监测仪表数据库等。尽管现有能源数据清洗方法可在一定程度上提高能源数据质量，但仍存在着对应的应用缺陷，并不能真正及时有效地纠正能源网络拓扑异常数据：
[0004](1)人工现场校验：工作量极大、效率低下，无法及时地发现数据异常，也容易忽略较小、不明显的异常数据，可靠性差。
[0005](2)分布式大数据平台聚类分析法：主要用于分布式能源领域的数据清洗，适用范围较窄。
[0006](3)模糊规则满意度分类器检验修复法和能源监测仪表数据库法：这两种方法均从数据离散度和缺失度等方面进行数据清理，对于能源网络拓扑方面数据未做处理。
[0007]因此，亟需提供一种简单、高效且通用的能源数据清洗方法，能及时有效的监测并纠正异常能源数据，提高能源数据的准确性。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种基于能源网络拓扑关系的能源数据清洗方法，通过从能源网络结构上监测并纠正异常能源数据，解决现有能源清洗方法应用缺陷，能够及时有效的对能源网络拓扑异常数据进行监测和纠正，提高能源数据的准确性，进而提升能源数据的应用价值。
[0009]为了实现上述目的，有必要针对上述技术问题，提供了一种基于能源网络拓扑关系的能源数据清洗方法及系统。
[0010]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于能源网络拓扑关系的能源数据清洗方法，所述方法包括以下步骤：
[0011]将能源网络的各个分支节点开关安装对应的开关状态跟踪器，生成对应的初始开关分支拓扑图；
[0012]根据各个开关状态跟踪器实时采集的分支节点开关状态和对应的初始开关分支拓扑图，得到开关分支实时拓扑图；
[0013]将所述开关分支实时拓扑图上传至能源监控系统，并由所述能源监控系统根据各
个开关状态跟踪器和对应的开关分支实时拓扑图，得到能源网络实时拓扑关系图；
[0014]响应于所述分支节点开关状态的变动，由所述开关状态跟踪器更新对应的开关分支实时拓扑图，并将更新后的开关分支实时拓扑图上传至所述能源监控系统，以使所述能源监控系统更新所述能源网络实时拓扑关系图；
[0015]定时获取各个开关状态跟踪器的所述开关分支实时拓扑图，并将所述开关分支实时拓扑图与所述能源网络实时拓扑关系图进行比对，得到拓扑关系比对结果；
[0016]根据所述拓扑关系比对结果，对相应的能源数据进行清洗，得到有效能源数据。
[0017]进一步地，所述根据所述拓扑关系比对结果，对相应的能源数据进行清洗，得到有效能源数据的步骤包括：
[0018]若所述拓扑关系比对结果是为关系一致，则判定当前能源数据为有效能源数据，无需清洗；
[0019]若所述拓扑关系比对结果是为关系不一致，则判定当前能源数据存在异常数据，并获取异常数据对应的开关分支和对侧开关的监测数据与所述能源监控系统的后台数据库进行比对，以及根据对应的数据比对结果，对相应的能源数据进行清洗，得到有效能源数据；所述监测数据包括时间、电压、电流、压力和流量。
[0020]进一步地，所述根据对应的数据比对结果，对相应的能源数据进行清洗，得到有效能源数据的步骤包括：
[0021]若所述数据比对结果为不一致，则获取异常时刻的上游支路总开关和对应所有下游支路开关的异常时刻监测量进行比对，得到监测量比对结果；所述监测量包括电流和流量；
[0022]根据所述监测量比对结果，对相应的能源数据进行清洗，得到有效能源数据。
[0023]进一步地，所述获取异常时刻的上游支路总开关和对应所有下游支路开关的异常时刻监测量进行比对，得到监测量比对结果的步骤包括：
[0024]若所述上游支路总开关监测量等于对应的所有下游支路开关监测量之和，则判定所述监测量比对结果为比对一致，反之，则判定所述监测量比对结果为比对不一致。
[0025]进一步地，所述根据所述监测量比对结果，对相应的能源数据进行清洗，得到有效能源数据的步骤包括：
[0026]若所述监测量比对结果为比对一致，则根据所述开关状态跟踪器的监测数据更新所述能源监控系统的后台数据库，反之，则判定存在缺失数据，并根据数据相似度匹配对所述异常时刻监测量进行缺失填充处理，得到所述有效能源数据。
[0027]进一步地，所述根据数据相似度匹配对所述异常时刻监测量进行缺失填充处理，得到所述有效能源数据，得到所述有效能源数据的步骤包括：
[0028]获取切换为当前能源网络实时拓扑关系图后的所述上游支路总开关和对应所有下游支路开关的历史监测量集，并根据所述历史监测量集和所述异常时刻监测量，得到监测量相似度集；所述历史监测量集包括多个采样时刻的历史监测量；
[0029]根据所述监测量相似度集中最大监测量相似度对应的历史监测量，得到所述异常时刻监测量的缺失数据比值；
[0030]根据所述异常时刻监测量，得到所述异常时刻监测量的缺失值总量；
[0031]根据所述缺失值总量和所述缺失数据比值，得到各个缺失值，并根据所述缺失值
对所述异常时刻监测量进行填充，得到所述有效能源数据。
[0032]进一步地，所述根据所述历史监测量集和所述异常时刻监测量，得到数据相似度集的步骤包括：
[0033]计算各个历史监测量与所述异常时刻监测量的属性相似度；所述属性相似度包括上游支路总开关监测量相似度和对应所有下游支路开关监测量相似度；所述属性相似度表示为：
[0034][0035]式中，
[0036]d
i
(x
i
,x
i
')＝|x
i
‑
x
i
'|
[0037]d
max
＝max{d
i
(x
i
,x
i
'),i＝1,2,...,n}
[0038]其中，x
i
和x
i
'分别表示异常时刻监测量x和历史监测量x'的第i个属性值；d
i
(x
i
,x
i
')表示x
i
和x
i
'的属性偏差绝对值；d
max
表示异常时刻监测量x和历史监测量x'的最大属性偏差绝对值；S...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于能源网络拓扑关系的能源数据清洗方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将能源网络的各个分支节点开关安装对应的开关状态跟踪器，生成对应的初始开关分支拓扑图；根据各个开关状态跟踪器实时采集的分支节点开关状态和对应的初始开关分支拓扑图，得到开关分支实时拓扑图；将所述开关分支实时拓扑图上传至能源监控系统，并由所述能源监控系统根据各个开关状态跟踪器和对应的开关分支实时拓扑图，得到能源网络实时拓扑关系图；响应于所述分支节点开关状态的变动，由所述开关状态跟踪器更新对应的开关分支实时拓扑图，并将更新后的开关分支实时拓扑图上传至所述能源监控系统，以使所述能源监控系统更新所述能源网络实时拓扑关系图；定时获取各个开关状态跟踪器的所述开关分支实时拓扑图，并将所述开关分支实时拓扑图与所述能源网络实时拓扑关系图进行比对，得到拓扑关系比对结果；根据所述拓扑关系比对结果，对相应的能源数据进行清洗，得到有效能源数据。2.如权利要求1所述的基于能源网络拓扑关系的能源数据清洗方法，其特征在于，所述根据所述拓扑关系比对结果，对相应的能源数据进行清洗，得到有效能源数据的步骤包括：若所述拓扑关系比对结果是为关系一致，则判定当前能源数据为有效能源数据，无需清洗；若所述拓扑关系比对结果是为关系不一致，则判定当前能源数据存在异常数据，并获取异常数据对应的开关分支和对侧开关的监测数据与所述能源监控系统的后台数据库进行比对，以及根据对应的数据比对结果，对相应的能源数据进行清洗，得到有效能源数据；所述监测数据包括时间、电压、电流、压力和流量。3.如权利要求2所述的基于能源网络拓扑关系的能源数据清洗方法，其特征在于，所述根据对应的数据比对结果，对相应的能源数据进行清洗，得到有效能源数据的步骤包括：若所述数据比对结果为不一致，则获取异常时刻的上游支路总开关和对应所有下游支路开关的异常时刻监测量进行比对，得到监测量比对结果；所述监测量包括电流和流量；根据所述监测量比对结果，对相应的能源数据进行清洗，得到有效能源数据。4.如权利要求3所述的基于能源网络拓扑关系的能源数据清洗方法，其特征在于，所述获取异常时刻的上游支路总开关和对应所有下游支路开关的异常时刻监测量进行比对，得到监测量比对结果的步骤包括：若所述上游支路总开关监测量等于对应的所有下游支路开关监测量之和，则判定所述监测量比对结果为比对一致，反之，则判定所述监测量比对结果为比对不一致。5.如权利要求3所述的基于能源网络拓扑关系的能源数据清洗方法，其特征在于，所述根据所述监测量比对结果，对相应的能源数据进行清洗，得到有效能源数据的步骤包括：若所述监测量比对结果为比对一致，则根据所述开关状态跟踪器的监测数据更新所述能源监控系统的后台数据库，反之，则判定存在缺失数据，并根据数据相似度匹配对所述异常时刻监测量进行缺失填充处理，得到所述有效能源数据。6.如权利要求5所述的基于能源网络拓扑关系的能源数据清洗方法，其特征在于，所述根据数据相似度匹配对所述异常时刻监测量进行缺失填充处理，得到所述有效能源数据，
得到所述有效能源数据的步骤包括：获取切换为当前能源网络实时拓扑关系图后的所述上游支路总开关和对应所有下游支路开关的历史监测量集，并根据所述历史监测量集和所述异常时刻监测量，得到监测量相似度集；所述历史监测量集包括多个采样时刻的历史监测量；根据所述监测量相似度集中最大监测量相似度对应的历史监测量，得到所述异常时刻监测量的缺失数据比值；根据所述异常时刻监测量，得到所述异常时刻监测量的缺失值总量；根据所述缺失值...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭勃，龚贤夫，李耀东，左婧，吴伟杰，侯金秀，张馨以，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：