[发明专利]一种长时间尺度功率平衡校验和大数据分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种长时间尺度功率平衡校验和大数据分析方法及系统，该方法依托大数据平台获取长周期运行数据和管理数据，以电网模型数据为基础，通过Spark分布式计算引擎对长周期量测数据质量特征和电力设备状态进行提取，构建可配置、易扩展的电网全景量测数据规则库，利用长时间尺度功率平衡算法实现功率不平衡问题数据的快速诊断，通过大数据可视化分析技术进行数据质量报告的多维动态交互式展示和分析，辅助日常数据质量管控和巡检工作，实现数据质量的提升，为电网数据价值深度挖掘提供高质量的全景数据支撑。

技术领域

本发明属于计算机软件及电力系统自动化领域，涉及一种长时间尺度功率平衡校验和大数据可视化分析方法，具体涉及一种基于长时间尺度功率平衡的电网调控量测数据准确性校验。

背景技术

电网调度既是维系发输变配用各环节协调运转的神经枢纽，又是实现能源资源优化配置的在线平台。目前调度自动化系统采用分级建设，各级调度机构建设运行调度自动化主站系统约1800套，连接着近5万套厂站电力监控系统，实现35kV以上厂站实时监控，形成了一张庞大的工业物联网。依托电网长期运行形成和积累了丰富的运行数据和管理数据，这些数据为大数据平台支撑提供了重要数据来源。

调控大数据平台的数据来源迅速增多，数据类型日趋多样，数据规模和处理压力急剧增大，对提高数据采集、汇集、管控、计算和应用能力的要求不断提升，数据质量好坏将直接影响电网运行状态评估和电力数据价值挖掘能力。在实际电网调度控制系统中，采集设备故障、采集误差、ID映射错误、网络阻塞、数据转发延迟、模型维护错误等多种原因均会影响各地区电力调度中心上报量测数据质量。电力系统中厂站、线路、变压器等对象的有功功率平衡可以直接反映电网的运行状况，也是反映量测数据准确性的重要指标，直接对电力设备对象量测有功数据进行统计分析，对数据质量出现的问题具有更加明确的指向性。但目前量测数据准确性校验方法往往仅考虑单一断面的数据质量，尚未实现长时间尺度海量电网调控量测数据的综合评估，导致检测的异常数据类型有限，缺乏从数据的历史特征中发现隐藏问题的手段，因此进行基于长时间尺度功率平衡的电网调控量测数据准确性校验方法研究具有重要意义。

在目前的调度系统中，存在一些不良数据检测方案，如利用稳态/动态数据采集装置采集量测数据，通过断面的量测值计算母线功率不平衡情况。其对应的不良数据有功功率模型和无功功率平衡检测模型的辨识规则分别为：

其中，p_i为进线有功功率，Q_i为进线无功功率，n为进线个数。

根据上述规则判断相应辨识主体的检测模型的稳态数据是否异常，若异常，则获取与上述稳态数据相应的PMU动态数据，并将PMU动态数据带入相应的不良数据监测模型辨识规则中，判断是否满足所设定规则，若满足，则说明上述稳态数据为不合理数据。

现有技术往往仅考虑单一断面的数据质量，通常是对某个时刻母线进线功率进行计算，未对长周期运行数据和管理数据进行特征提取与分析，无法实现长时间尺度海量电网调控量测数据的综合评估。现有技术没有对长周期历史数据产生功率不平衡的原因进行分析与分类检测，导致检测的异常数据类型有限，缺乏从数据的历史特征中发现隐藏问题的手段。此外，现有计算与检测方式没有充分利用大数据分析技术，数据存储与处理没有基于分布式集群的存储与计算框架，对TB级海量量测数据分析与校验速度有待进一步提升。

发明内容