[發明專利]缺失數據填補方法及裝置

有效

• 申請號: 201910029581.4
• 申請日: 2019-01-12
• 公開（公告）號: CN109726503B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 褚景春;袁凌;于天笑;胡陽;奚蕓華;丁亮
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司;華北電力大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/06
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 鄧超

本發明提供了一種缺失數據填補方法及裝置，涉及數據處理的技術領域，該方法包括：獲取待填補的風場運行數據；提取風場運行數據中的采樣時間，建立待填補的風場運行數據的時間序列；基于時間序列，將待填補的風場運行數據劃分成多個離散化狀態；判斷任意相鄰的兩個離散化狀態的時間間隔是否大于預先設置的間隔閾值；如果是，按照預先建立的插值模型計算時間間隔內的填補值，以對待填補的風場運行數據的缺失數據進行填補。本發明提供的缺失數據填補方法及裝置，能夠對待填補的風場運行數據的缺失數據進行填補，不僅緩解了風場運行數據的缺失問題，同時，也有效提高了可用的有效數據的數據量。

技術領域

本發明涉及數據處理的技術領域，尤其是涉及一種缺失數據填補方法及裝置。

背景技術

現代大型風電場是一個廣域地理分布系統，大量風機暴露于惡劣的自然環境下，直接受到陣風、強湍流、極端天氣等隨機性因素影響，可視為風力發電數據采集與監視系統，即SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，數據采集與監視控制系統)系統數據的一個不可控外部干擾源，可能誘發并生成異常數據。

此外，大量風機通過遠距離光纖、專用無線網絡等與風電場或場群級中央集控室進行信息通訊；同時，現代風機、風電場存在若干基于分布式無線傳輸設備的信息采集系統；以上因素使得現有SCADA系統存在通信噪聲干擾或偶發性的數據記錄缺失，進而生成異常點。

從生產角度而言，現代大型風機均具有變速變槳等多自由度控制能力，由此引發不同運行控制策略跟隨風速而切換，勢必生成若干稀疏型異常數據點。此外，大量棄風限電現象的發生，使得風機、風電場生產了大量堆積型異常數據，這些數據點對應風電出力的限電工況，不能反映風電的最大出力工況，因而被視為異常數據。

基于歷史數據，無論是進行風電出力特性分析，還是進行風功率預測，所用風速、功率數據至少需要滿足兩點要求：第一、數據樣本有效數據占比較高并滿足要求；第二、風電功率數據應當為相應風速下的最大出力工況。

為了滿足以上要求，需要針對原始風速、功率數據進行合理的數據清洗，而清洗后勢必存在大量的功率數據缺失問題。尤其是當由棄風限電引發的大量堆積型異常數據被清洗剔除后，將出現大量連續數據缺失的情況，并導致可用的有效數據量大大減少。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種缺失數據填補方法及裝置，以緩解上述可用的有效數據量減少的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種缺失數據填補方法，包括：獲取待填補的風場運行數據，其中，風場運行數據包括清洗之后的風電功率數據；提取風場運行數據中的采樣時間，建立待填補的風場運行數據的時間序列；基于時間序列，將待填補的風場運行數據劃分成多個離散化狀態；判斷任意相鄰的兩個離散化狀態的時間間隔是否大于預先設置的間隔閾值；如果是，按照預先建立的插值模型計算時間間隔內的填補值，以對待填補的風場運行數據的缺失數據進行填補。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，上述插值模型為雙向馬爾可夫鏈插值-回歸加權模型；按照預先建立的插值模型計算時間間隔內的填補值的步驟包括：獲取多個離散化狀態，按照時間序列建立前向馬爾可夫鏈和后向馬爾可夫鏈；根據前向馬爾可夫鏈計算時間間隔內的前向離散狀態值，以及，根據后向馬爾可夫鏈計算時間間隔內的后向離散狀態值；基于前向離散狀態值和后向離散狀態值計算時間點對應的前向功率實際值和后向功率實際值；提取雙向馬爾可夫鏈插值-回歸加權模型中的加權函數，對前向功率實際值和后向功率實際值進行加權，輸出時間間隔內的填補值。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，上述基于時間序列，將待填補的風場運行數據劃分成多個離散化狀態的步驟包括：按照預先設定的時間間隔對待填補的風場運行數據進行劃分，得到多個待填補的風場運行數據的離散化狀態。