[發(fā)明專利]一種基于動(dòng)態(tài)閾值的高鐵電能質(zhì)量異常狀態(tài)預(yù)警方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410067148.7
• 申請(qǐng)日: 2014-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN103824129B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁曉冬;顧偉;柏晶晶;李群;張帥;王元?jiǎng)P
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06F17/30
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,汪慶朋

1.一種基于動(dòng)態(tài)閾值的高鐵電能質(zhì)量異常狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于，其包括下述步驟：

(1)建立高鐵電能質(zhì)量預(yù)警指標(biāo)體系；

(2)采集歷史數(shù)據(jù)：采集高鐵牽引站側(cè)的歷史電能質(zhì)量指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的牽引負(fù)荷量，建立歷史電能質(zhì)量指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與牽引負(fù)荷量的對(duì)應(yīng)關(guān)系表；

(3)建立高鐵牽引站的電能質(zhì)量異常狀態(tài)預(yù)警參考數(shù)據(jù)庫(kù)；

首先以所述步驟(2)中采集的牽引負(fù)荷量為基準(zhǔn)，對(duì)歷史電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)日進(jìn)行分組劃分，得到監(jiān)測(cè)日分組；

然后在監(jiān)測(cè)日分組的基礎(chǔ)上建立牽引負(fù)荷量與歷史電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)日數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，即為高鐵牽引站的電能質(zhì)量異常狀態(tài)預(yù)警參考數(shù)據(jù)庫(kù)；

(4)在線監(jiān)測(cè)高鐵電能質(zhì)量，采用基于時(shí)間序列的異常數(shù)據(jù)挖掘算法計(jì)算各電能質(zhì)量預(yù)警指標(biāo)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏度與峰度乘積的最大值和日平均值，然后根據(jù)步驟(3)建立的對(duì)應(yīng)關(guān)系表檢測(cè)出在線監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量指標(biāo)的異常狀態(tài)；

(5)采用動(dòng)態(tài)時(shí)間彎曲距離算法對(duì)在線監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量指標(biāo)的異常狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警；

步驟(3)的具體流程為：

(3a)對(duì)每個(gè)電能質(zhì)量預(yù)警指標(biāo)，以監(jiān)測(cè)日排序中的第一個(gè)監(jiān)測(cè)日的牽引負(fù)荷量為基準(zhǔn)，將滿足式(1)的監(jiān)測(cè)日歸為一組，構(gòu)成一個(gè)歷史牽引負(fù)荷量集合及其對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)日集合；

$\left|\frac{S-S_1}{S_1}\right|\≤\mathrm{\ϵ}---\left(1\right)$

式中，S₁為監(jiān)測(cè)日排序中的第一個(gè)監(jiān)測(cè)日的牽引負(fù)荷量，S為監(jiān)測(cè)日排序中任意監(jiān)測(cè)日的負(fù)荷量，ε為根據(jù)供用電雙方要求設(shè)置的分類判斷閾值；

(3b)判斷是否所有的監(jiān)測(cè)日都進(jìn)行歸類，若是，則轉(zhuǎn)入步驟(3d)，若否，則轉(zhuǎn)入步驟(3c)；

(3c)將沒(méi)有歸入監(jiān)測(cè)日集合的監(jiān)測(cè)日，按照監(jiān)測(cè)采樣順序重新排序后返回步驟(3a)；

(3d)建立歷史牽引負(fù)荷量集合與歷史監(jiān)測(cè)日集合的對(duì)應(yīng)關(guān)系，形成的對(duì)應(yīng)關(guān)系表稱為第二對(duì)應(yīng)關(guān)系表，作為監(jiān)測(cè)日分組；

(3e)基于時(shí)間序列的異常數(shù)據(jù)挖掘算法，計(jì)算第二對(duì)應(yīng)關(guān)系表中的每個(gè)監(jiān)測(cè)日中，各電能質(zhì)量預(yù)警指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)每個(gè)滑動(dòng)窗口的偏度與峰度的乘積，然后計(jì)算每個(gè)監(jiān)測(cè)日分組中的偏度與峰度乘積最大值，以及每個(gè)監(jiān)測(cè)日分組中偏度與峰度乘積日平均值的最大值；

(3f)根據(jù)牽引負(fù)荷量集合與其對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)日集合偏度與峰度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，構(gòu)成第三對(duì)應(yīng)關(guān)系表；

(3g)對(duì)第三對(duì)應(yīng)關(guān)系表中的每組對(duì)應(yīng)關(guān)系，以各個(gè)電能質(zhì)量預(yù)警指標(biāo)的偏度與峰度乘積日平均值的最大值為基準(zhǔn)，將滿足式(2)的歷史監(jiān)測(cè)日歸為一類，形成一個(gè)歷史監(jiān)測(cè)日子集合，稱為第一監(jiān)測(cè)日子集合；

$\frac{P_{mean\_max}-P}{P_{mean\_max}}\≤\mathrm{\λ}\_1---\left(2\right)$

式中，P_{mean_max}為該組對(duì)應(yīng)關(guān)系中一個(gè)電能質(zhì)量指標(biāo)下的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏度與峰度乘積日平均值的最大值，P為該組對(duì)應(yīng)關(guān)系中一個(gè)電能質(zhì)量指標(biāo)下的任意偏度與峰度乘積的日平均值，λ_1為根據(jù)供用電雙方要求設(shè)置的分類判斷閾值；

(3h)對(duì)第三對(duì)應(yīng)關(guān)系表中的每組對(duì)應(yīng)關(guān)系，以各個(gè)電能質(zhì)量預(yù)警指標(biāo)的監(jiān)測(cè)日偏度與峰度乘積最大值為基準(zhǔn)，將滿足式(3)的歷史監(jiān)測(cè)日歸為一類，形成一個(gè)歷史監(jiān)測(cè)日子集合，稱為“第二監(jiān)測(cè)日子集合”；

$\frac{P_{max}-P}{P_{max}}\≤\mathrm{\λ}\_2---\left(3\right)$

式中，P_max為該組對(duì)應(yīng)關(guān)系一個(gè)電能質(zhì)量指標(biāo)下的所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏度與峰度乘積的最大值，P為該組對(duì)應(yīng)關(guān)系一個(gè)電能質(zhì)量指標(biāo)下的任意監(jiān)測(cè)日的數(shù)據(jù)偏度與峰度乘積的最大值，λ_2為根據(jù)供用電雙方要求設(shè)置的分類判斷閾值；

(3k)對(duì)第三對(duì)應(yīng)關(guān)系表中的每組對(duì)應(yīng)關(guān)系，將同時(shí)滿足式(2)和式(3)的歷史監(jiān)測(cè)日歸為一類，形成一個(gè)歷史監(jiān)測(cè)日子集合，稱為第三監(jiān)測(cè)日子集合，將所述第二對(duì)應(yīng)關(guān)系表、第三對(duì)應(yīng)關(guān)系表、第一監(jiān)測(cè)日子集合、第二監(jiān)測(cè)日子集合、第三監(jiān)測(cè)日子集合作為高鐵牽引站的電能質(zhì)量異常狀態(tài)預(yù)警參考數(shù)據(jù)庫(kù)；

所述步驟(4)的具體方法為：

(4a)高鐵電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)預(yù)警時(shí)，采用基于時(shí)間序列的異常數(shù)據(jù)挖掘算法計(jì)算各電能質(zhì)量指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)每個(gè)滑動(dòng)窗口的偏度與峰度乘積，并求取各電能質(zhì)量預(yù)警指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏度與峰度乘積的最大值及日平均值；

(4b)根據(jù)在線監(jiān)測(cè)的高鐵牽引站當(dāng)天的牽引負(fù)荷量，從第二對(duì)應(yīng)關(guān)系表中查詢與該天牽引負(fù)荷量相匹配的歷史電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)日分組；

(4c)根據(jù)步驟(4b)得到的歷史電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)日分組，查詢第三對(duì)應(yīng)關(guān)系表，得到上述歷史電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)日分組對(duì)應(yīng)電能質(zhì)量預(yù)警指標(biāo)數(shù)據(jù)的偏度與峰度乘積的最大值與日平均值的最大值；

(4d)在各電能質(zhì)量預(yù)警指標(biāo)下，分別將在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏度與峰度乘積的最大值和日平均值，與歷史電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)日分組的偏度與峰度乘積的最大值與日平均值進(jìn)行比較，若歷史數(shù)據(jù)的偏度與峰度乘積的最大值大于或等于在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的偏度與峰度乘積的最大值，且歷史數(shù)據(jù)的偏度與峰度乘積日平均值也大于或等于在線監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)的偏度與峰度乘積日平均值，則判定該天該電能質(zhì)量預(yù)警指標(biāo)數(shù)據(jù)正常，否則判定異常。