一种智能电网电力数据异常检测方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种智能电网电力数据异常检测方法和系统，其中该方法包括：S1获取传感器节点采集的电力数据，其中电力数据包括多维特征数据；S2根据获取的电力数据进行局部异常检测，得到局部异常检测结果；S3若局部异常检测结果为异常，则输出电力数据检测结果为局部异常；若局部异常检测结果为正常，则进一步对电力数据进行全局异常检测，得到全局异常检测结果；S4若全局异常检测结果为正常，则输出电力数据检测结果为正常；若全局异常检测结果为异常，则输出电力数据检测结果为全局异常。本发明专利技术通过局部异常检测和全局异常检测的方式，有助于提高基于大规模电力生产场景下的电力数据异常检测的可靠性和鲁棒性。据异常检测的可靠性和鲁棒性。据异常检测的可靠性和鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种智能电网电力数据异常检测方法和系统


[0001]本专利技术涉及智能交互
，特别是一种智能电网电力数据异常检测方法和系统。

技术介绍

[0002]随着智能电网的建设与发展，电力企业在不同的应用场景下，需要采集大量的电力数据以支持智能电网的控制和调度处理。目前，基于无线传感器网络系统的低耗能和灵活性特点，在电力生产环境中建设基于无线传感器网络的数据采集系统来对电力数据进行分布式采集和处理的方式，受到电力企业的青睐。
[0003]目前，通过无线传感器采集的电力数据，其由于受到环境或节点性能等因素的影响，无可避免的会存在异常数据。现有技术中，也有针对采集的电力数据进行本地化异常检测和修正的技术。但是现有的电力数据本地化异常检测技术中，通常是针对特定类型的数据进行单独的异常检测，但是单维度的异常数据检测，在实际的应用中则存在适应性不足的缺陷，影响电力数据采集和异常检测的鲁棒性。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种智能电网电力数据异常检测方法和系统。
[0005]本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：第一方面，本专利技术示出一种智能电网电力数据异常检测方法，包括：S1获取传感器节点采集的电力数据，其中电力数据包括多维特征数据；S2根据获取的电力数据进行局部异常检测，得到局部异常检测结果；S3若局部异常检测结果为异常，则输出电力数据检测结果为局部异常；若局部异常检测结果为正常，则进一步对电力数据进行全局异常检测，得到全局异常检测结果；S4若全局异常检测结果为正常，则输出电力数据检测结果为正常；若全局异常检测结果为异常，则输出电力数据检测结果为全局异常。
[0006]优选的，该方法应用于智能电网无线传感器网络中的上位节点，其中上位节点包括网关节点、基站节点、边缘计算节点，局部簇头节点、汇聚节点等用于汇聚多个传感器节点采集的电力数据的上位节点。
[0007]优选的，步骤S2中，根据获取的电力数据进行局部异常检测，包括：根据获取的一个时间周期内的电力数据分别提取对应不同特征的特征数据序列；表示t时刻采集的一个时间周期内的电力数据,表示时间周期的长度，表示t时刻采集的电力数据，其中, 表示t时刻第d特征维度的特征数据，表示特征维度的总数；表示第d特征维度的特征数据序列；根据得到的特征数据序列进行局部异常检测，其中采用的局部异常检测函数
为：；其中，表示t时刻的局部异常条件检测函数，其中，当的至少一个条件成立时，则标记该特征数据和对应的电力数据为局部异常数据；表示特征数据序列的平均值，表示设定的对应该第d特征维度的偏差阈值；和分别表示和时刻的特征数据，表示设定的对应该第d特征维度的变化阈值，表示特征数据序列的标准差，表示设定的对应该第d特征维度的标准差阈值；分别根据各特征序列数据进行局部异常检测结果得到电力数据的局部异常检测结果；若获取的电力数据中不包含局部异常数据时，则得到该电力数据的局部检测结果为正常。
[0008]优选的，步骤S3中，进一步对电力数据进行全局异常检测，包括：提取各个时刻的电力数据，其中表示t时刻采集的电力数据，其中，表示t时刻第d特征维度的特征数据，表示特征维度的总数；根据提取的电力数据进行特征映射，将电力数据映射到超立方体；其中超立方体的边长为，对角线长度为；其中采用的映射函数为：；其中，表示特征数据在超立方体中的映射位置索引，表示第a特征维度的特征数据，其中，表示设定的映射常量，表示向下取整函数；根据电力数据在超立方体空间的映射点获取对应的特征区域，其中采用的特征区域获取函数为：；其中，表示超立方体空间中，所有满足条件的映射点所组成的区域；其中变量；表示特征数据在超立方体空间中的映射位置索引，表示设定的特征值，其中；根据得到的特征区域，检测特征区域中包含的标准映射点的数量，其中标准映射点为根据预设的标准数据映射到超立方体空间所得；若特征区域中包含的标准映射点的数量大于设定的标准阈值,则标记该电力数据的全局异常检测结果为正
常，若特征区域中包含的标准映射点的数量小于或等于设定的标准阈值，则标记该电力数据的全局异常检测结果为异常。优选的，所述预设的标准数据存储在标准数据集中；将标准数据映射到超立方体空间中，得到标准映射点。
[0009]优选的，该方法还包括：Sa1对标准数据集中的数据进行更新，并根据更新后的标准数据映射到超立体空间中，得到更新的标准映射点。
[0010]优选的，对标准数据集中的数据进行更新，包括：每个设定的时间周期，当检测到电力数据检测结果为正常时，则针对该正常的电力数据发起替换请求，获取一个替换特征参量；当替换特征参量大于设定的阈值时，则将该正常的电力数据标记为标准数据并录入到标准数据集中；并进一步检测标准数据集的数据容量，如果标准数据集中包含的标准数据数量大于设定的阈值时，则从标准数据集中随机选择一个标准数据剔除；完成标准数据集的更新。
[0011]优选的，该方法还包括：Sa2，根据标准数据集中新加入的标准数据映射到超立方体空间中，得到标准映射点。
[0012]优选的，该方法还包括：S5对异常的电力数据进行修正处理，得到修正后的电力数据。第二方面，本专利技术示出一种智能电网电力数据异常检测系统，包括获取单元，局部异常检测单元，输出单元和全局异常检测单元；获取单元用于获取传感器节点采集的电力数据，其中电力数据包括多维特征数据；局部异常检测单元用于根据获取的电力数据进行局部异常检测，得到局部异常检测结果；若局部异常检测结果为异常，则输出单元输出电力数据检测结果为局部异常；若局部异常检测结果为正常，则全局异常检测单元进一步对电力数据进行全局异常检测，得到全局异常检测结果；若全局异常检测结果为正常，则输出单元输出电力数据检测结果为正常；若全局异常检测结果为异常，则输出单元输出电力数据检测结果为全局异常。
[0013]优选的，该系统还包括标准管理单元；其中标准管理单元用于存储标准数据集，并对标准数据集中的数据进行更新。
[0014]优选的，该系统还包括修正单元；其中修正单元用于对异常的电力数据进行修正处理，得到修正后的电力数据。
[0015]本专利技术的有益效果为：本专利技术提出一种针对智能电网中传感器节点采集的数据进行异常检测的方法和系统，首先根据获取的多维电路数据进行基于特征数据局部特征的局部异常检测；在通过局部异常检测进一步对电力数据进行基于多维特征的全局异常检测。通过局部异常检测和全局异常检测的方式，能够适应电力生产场景中多维特征数据的异常检测，有助于提高基于传感器节点的电力数据异常检测的可靠性和鲁棒性。
附图说明
[0016]利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例所示一种智能电网电力数据异常检测方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例所示一种智能电网电力数据异常检测系统的框架结构图。
具体实施方式
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能电网电力数据异常检测方法，其特征在于，包括：S1获取传感器节点采集的电力数据，其中电力数据包括多维特征数据；S2根据获取的电力数据进行局部异常检测，得到局部异常检测结果；S3若局部异常检测结果为异常，则输出电力数据检测结果为局部异常；若局部异常检测结果为正常，则进一步对电力数据进行全局异常检测，得到全局异常检测结果；S4若全局异常检测结果为正常，则输出电力数据检测结果为正常；若全局异常检测结果为异常，则输出电力数据检测结果为全局异常。2.根据权利要求1所述的一种智能电网电力数据异常检测方法，其特征在于，步骤S2中，根据获取的电力数据进行局部异常检测，包括根据获取的一个时间周期内的电力数据分别提取对应不同特征的特征数据序列；表示t时刻采集的一个时间周期内的电力数据,表示时间周期的长度，表示t时刻采集的电力数据，其中,表示t时刻第d特征维度的特征数据，表示特征维度的总数；表示第d特征维度的特征数据序列；根据得到的特征数据序列进行局部异常检测，其中采用的局部异常检测函数为：；其中，表示t时刻的局部异常条件检测函数，其中，当的至少一个条件成立时，则标记该特征数据和对应的电力数据为局部异常数据；表示特征数据序列的平均值，表示设定的对应该第d特征维度的偏差阈值；和分别表示和时刻的特征数据，表示设定的对应该第d特征维度的变化阈值，表示特征数据序列的标准差，表示设定的对应该第d特征维度的标准差阈值；分别根据各特征序列数据进行局部异常检测结果得到电力数据的局部异常检测结果；若获取的电力数据中不包含局部异常数据时，则得到该电力数据的局部检测结果为正常。3.根据权利要求1所述的一种智能电网电力数据异常检测方法，其特征在于，步骤S3中，进一步对电力数据进行全局异常检测，包括：提取各个时刻的电力数据，其中表示t时刻采集的电力数据，其中，表示t时刻第d特征维度的特征数据，表示特征维度的总数；根据提取的电力数据进行特征映射，将电力数据映射到超立方体；其中超立方体的边长为，对角线长度为；
其中采用的映射函数为：；其中，表示特征数据在超立方体中的映射位置索引，表示第a特征维度的特征数据，其中，表示设定的映射常量，表示向下取整函数；根据电力数据在超立方体空间的映射点获取对应的特征区域，其中采用的特征区域获取函数为：；其中，表示超立方体空间中，所有满足条件的映射点所组成的区域；其中变量；表示特征数据在超立方体空间中的映射位置索引，表示设定的特征值，其中；根据得到的特征区域，检测特征区域中包含的标准映射点的数量，其中标准映射点为根据预设的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董阳，江黛茹，王凯，张子暄，张倩宜，高升，于海涛，郝美薇，王旭强，杨一帆，包永迪，邵明芳，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：