[發明專利]一種基于數據增維及隨機張量理論的配網臺區智能電表運行狀態監測方法

在審

• 申請號: 202011387557.7
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112668834A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 王新剛;賀興;江劍峰;艾芊;趙舫;張沖;陳金濤;朱文君
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;上海交通大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G01R35/04
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之;周榮芳

本發明公開了一種基于數據增維及隨機張量理論的配網臺區智能電表運行狀態監測方法，該方法包括：采集若干個智能電表的運行數據，其中，所述若干個智能電表位于同一配電網臺區；對所述運行數據進行預處理，以提升數據的規范性和可計算性；對所述預處理后的數據進行數據增維，以獲得高維數據集；根據所述高維數據集建立智能電表的高維統計分析指標體系和綜合感知模型。本發明通過線性插值法、克羅內克積將低維的樣本數據從時間維度、空間維度進行擴充，高效地擴充數據樣本量，構造大數據分析工具所需的高維矩陣，對電能表計量特性進行監測。

技術領域

本發明涉及智能電表異常狀態感知監測領域，具體涉及一種基于數據增維及隨機張量理論的配網臺區智能電表運行狀態監測方法。

背景技術

用電信息采集系統作為客戶側泛在電力物聯網的主要載體已具備一定的規模，建立了用戶級的信息交互系統，除基本功能應用外，先后開展了事件記錄全采集、計量裝置在線監測與智能診斷、臺區停電信息上報等各類深化應用，在計量裝置運行、監控、管理等方面初見成效。智能電能表作為用電信息采集系統的末端元件，是客戶側泛在電力物聯網感知層重要的感知單元，建立起電力企業與用戶的直接聯系。

然而，智能電能表現場運行狀態有效監控一直是營銷計量專業急需解決的技術難題，尤其是電能表計量誤差、時鐘異常等關系到計量計費的問題，不僅影響到計量的公平公正，還將直接影響后續的數據處理、分析甚至決策。現階段，智能電能表失準更換和狀態更換在全市范圍內開展應用，如何保證電能表后續運行時計量性能和功能的準確性是目前急需解決的問題。目前，通過居民申校、拆回試驗、采集系統數據挖掘等手段初步實現了智能電能表故障的機理分析，但造成電能表計量性能偏差的原因多種多樣，如竊電、元器件失效、環境溫度影響等，通過現有低維的數據分析很難找到問題的本質。本項目在機理分析的基礎上，深層挖掘統計信息，構建用戶、臺區與配電網的三級交互綜合體感知數據模型，研究數據模型相應的分析理論和算法，在高維空間對計量特性進行監控、分析和評估，實現智能電能表計量監測統計特性分析及評估，能夠更好的支撐電能表失準更換和狀態更換工作的開展。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于數據增維及隨機張量理論的配網臺區智能電表運行狀態監測方法，使基于數據增維及隨機張量理論的配網臺區智能電表運行狀態監測方法的連接更加可靠，分段位置附加質量輕，便于工廠生產和風場現場操作。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于數據增維及隨機張量理論的配網臺區智能電表運行狀態監測方法，該方法包括：

采集若干個智能電表的運行數據，其中，所述若干個智能電表位于同一配電網臺區；

對所述運行數據進行預處理，以提升數據的規范性和可計算性；

對所述預處理后的數據進行數據增維，以獲得高維數據集；

根據所述高維數據集建立智能電表的高維統計分析指標體系和綜合感知模型。

進一步地，所述預處理包括離群點去除、噪聲消除、歸一化處理。

進一步地，所述離群點采用移動窗口法去除，計算窗口數據的張量版樣本協方差矩陣以及協方差矩陣的特征值，并與隨機矩陣理論的Marchenko-Pastur Law(馬爾琴科·帕斯圖爾定律)和Ring Law(單環定律)的特征值概率分布函數對比，均用于描述矩陣的特征值經驗譜分布規律，判斷是否存在離群點。

進一步地，所述運行數據的采樣周期為1小時。

進一步地，所述數據增維包括在時間維度上的增維，利用線性插值法將采樣周期為1小時的數據擴充至時間間隔為0.25小時的數據集，將數據在時間維度上的密度和采樣數量擴充至原來的4倍，為高維統計分析計算奠定基礎。