一种变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断方法及系统

技术领域

本发明涉及供配电技术领域，更具体地，涉及一种变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断方法及系统。

背景技术

变电站母线或电压互感器检修过程中，为保证电能表不出现失压问题，需事先投入电压并列装置，将另一母线电压互感器的信号接入检修设备对应电能表，运维结束后再将电压并列装置切换至分位，恢复原有电压互感器信号与电能表对应关系。

电压并列装置分为自动与手动两类，前者由继电器控制切换，但可能出现继电器触点粘连导致切换不成功，后者由运维人员在运维结束后手动切换，可能存在切换不及时、漏操作问题。电压并列装置未及时置于分位将导致电能表与互感器乃至计量点对应关系长期混乱，电能表计量电量与计量点实际电量不符，从而引发计量失准问题。因此，监测电压并列装置状态，及时发现电能表与计量点间对应关系失序问题具有极高的工程价值，对保证电能贸易的公平公正意义重大。

当前，变电站内电压互感器误差特性在线检测仪获得了广泛的应用，《Q/GDW12006—2019电压互感器误差特性在线检测仪技术条件》中阐述了电压互感器误差特性在线检测仪能够实现电压互感器误差的实时在线获取。电压互感器在线检测仪安装在变电站计量屏柜内，当电压并列装置错误闭合时，直接导致接入计量屏柜的不同母线互感器的二次信号相同，电压互感器误差特性在线检测仪获取的不同母线上电压互感器的时序误差必将呈现高度的相似性。因此，如何基于母线电压互感器误差相似性，实现电压并列装置错误闭合的在线诊断，是值得研究的方向。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断方法及系统，其基于误差相似性分析及统计一致性校验并进行综合评价，能较为准确地实现对电压并列装置错误闭合的实时在线诊断。

根据本发明的第一方面，提供了一种变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断方法，包括：

S1，获取变电站内各母线电压互感器的时序误差数据集；

S2，基于所述时序误差数据集，构建各线路各相的时序误差相量；

S3，根据分组规则选取两条母线，对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部和虚部分别计算形状相似性，以得到所述两条母线的电压互感器三相时序误差相量间的形状相关性结果；

S4，对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部和虚部分别开展校验，得到所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量间的统计一致性结果；

S5，基于各相的所述形状相似性结果和所述统计一致性结果，综合评价所述两条母线的电压并列装置错误闭合在线诊断结果；

S6，循环执行S3~S5，直到遍历变电站内所有母线，形成变电站电压并列装置综合诊断结果。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

可选的，步骤S1包括：

获取变电站内各母线电压互感器的时序误差，所述时序误差包括：时序比值误差与时序相位误差，以构成时序误差数据集

,n∈[1,m]

其中，

可选的，步骤S2，包括：

假设第

其中，

则，各线路的时序误差数据集

，

m

可选的，步骤S3，包括：

S301，从

其中，p、q为被选取母线的序号；

S302，分别对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部、虚部求取皮尔逊相关系数，以分析母线电压互感器同相时序误差相量间的形状相似性：

其中，

S303，对同相时序误差相量实部的皮尔逊相关系数和虚部的皮尔逊相关系数求均值，得到同相时序误差相量形状相似性结果：

其中，

根据各相相时序误差相量形状相似性结果，得到所述两条母线的电压互感器A相、B相、C相的时序误差相量间的形状相关性综合评价结果

。

可选的，步骤S4，包括：

分别对所述两条母线的电压互感器各相时序误差相量的实部开展Kolmogorov-Smirnov(Ks)检验，以及对所述两条母线的电压互感器各相时序误差相量的虚部开展Kolmogorov-Smirnov(Ks)检验，在预设的显著性水平值下，检验结果若满足：同相时序误差相量的实部服从同一分布，且同相时序误差相量的虚部服从同一分布，则判定同相时序误差相量的统计一致性结果为真，否则为假；

获取所述两条母线的电压互感器A、B、C三相的时序误差相量间的统计统计一致性结果

其中，

可选的，步骤S5，包括：

联合所述两条母线之间各相的所述形状相似性结果和所述统计一致性结果，通过下式得到线路间综合评价结果

若

其中，

可选的，步骤S6，包括：

按照分组规则获取变电站内m条母线下所有的两母线组合方式，对所有的两母线组合方式分别执行步骤S3~S5，直到完成全部两母线组合的诊断；

根据全部两母线组合的诊断结果，得到变电站电压并列装置综合诊断结果。

根据本发明的第二方面，提供一种变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断系统，包括：

获取模块，用于获取变电站内各母线电压互感器的时序误差数据集；

转换模块，用于基于所述时序误差数据集，构建各线路各相的时序误差相量；

相关性评价模块，用于根据分组规则选取选取两条母线，对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部和虚部分别计算形状相似性，以得到所述两条母线的电压互感器三相时序误差相量间的形状相关性结果；

一致性评价模块，用于对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部和虚部分别开展校验，得到所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量间的统计一致性结果；

综合评价模块，用于基于各相的所述形状相似性结果和所述统计一致性结果，综合评价所述两条母线的电压并列装置错误闭合在线诊断结果；

循环模块，用于循环执行相关性评价模块、一致性评价模块和综合评价模块，直到遍历变电站内所有母线，形成变电站电压并列装置综合诊断结果。

根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现上述变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断方法的步骤。

根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现上述变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断方法的步骤。

本发明提供的一种变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断方法、系统、电子设备及存储介质，其基于误差相似性分析及统计一致性校验进行变电站内电压并列装置错误闭合的综合性评价。具体的，基于采集的母线上电压互感器时序误差值，提取不同母线上电压互感器时序误差间的相似性、一致性，实现了对电压并列装置错误闭合的实时在线准确诊断，以及时发现电能表与计量点间对应关系失序问题，并指导现场运维。

附图说明

图1为本发明提供的一种变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断方法流程图；

图2为本发明提供的一种变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断系统框图；

图3为本发明提供的一种可能的电子设备的硬件结构示意图；

图4为本发明提供的一种可能的计算机可读存储介质的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1为本发明提供的一种变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断方法流程图，如图1所示，方法包括S1~S5：

S1，获取变电站内各母线电压互感器的时序误差数据集；

S2，基于所述时序误差数据集，构建各线路各相的时序误差相量；

S3，根据分组规则从变电站内的全部母线中选取两条母线，进行形状相似性分析：对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部和虚部分别计算形状相似性，以得到所述两条母线的电压互感器三相时序误差相量间的形状相关性结果；

S4，对步骤S3选定的两条母线，进行统计一致性分析：对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部和虚部分别开展统计一致性校验，得到所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量间的统计一致性结果；

S5，基于各相的所述形状相似性结果和所述统计一致性结果，综合评价所述两条母线的电压并列装置错误闭合在线诊断结果；

S6，循环执行S3~S5，直到遍历变电站内所有母线，形成变电站电压并列装置综合诊断结果。

可以理解的是，基于背景技术中的缺陷，本发明实施例以母线上电压互感器时序误差为依据开展电压并列装置错误闭合的诊断，提出了一种基于误差相似性分析及统计一致性校验的变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断方法，是一种全新的、数据驱动的电压并列装置错误闭合在线诊断思路。本发明基于采集的母线上电压互感器时序误差值，提取不同母线上电压互感器时序误差间的相似性、一致性，实现了对电压并列装置错误闭合的实时在线准确诊断，以及时发现电能表与计量点间对应关系失序问题，并指导现场运维。

在一种可能的实施例方式中，步骤S1中，所述获取变电站内各母线电压互感器的时序误差数据集，包括：

获取变电站内各母线电压互感器的时序误差，所述时序误差包括：时序比值误差与时序相位误差，以构成时序误差数据集

,n∈[1,m]

其中，

可以理解的是，本步骤中，可通过电压互感器误差特性在线检测仪获取变电站内各母线电压互感器的时序误差，时序误差具体包含：时序比值误差与时序相位误差，各母线电压互感器的时序误差数据共同构成时序误差数据集

在一种可能的实施例方式中，步骤S2中，所述基于所述时序误差数据集，构建各线路各相的时序误差相量，包括：

假设第

其中，

则，各线路的时序误差数据集

，

m

可以理解的是，本步骤中，将时序误差数据转换为复数的表达方式，从而将多条线路各相的时序误差数据集

在一种可能的实施例方式中，步骤S3，具体包括S301~S303：

S301，从

其中，p、q为被选取母线的序号；

以典型的变电站一次接线形式：双母线接线为例。由于选取了两条母线：母线1和母线2，因此获取的时序误差数据集

S302，分别对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部、虚部求取皮尔逊相关系数，以分析母线电压互感器同相时序误差相量间的形状相似性：

其中，

S303，对同相时序误差相量实部的皮尔逊相关系数和虚部的皮尔逊相关系数求均值，得到同相时序误差相量形状相似性结果：

其中，

根据各相相时序误差相量形状相似性结果，得到所述两条母线的电压互感器A相、B相、C相的时序误差相量间的形状相关性综合评价结果

。

可以理解的是，本步骤以典型的变电站一次接线形式：双母线接线为例，示例性地分析了选取的双母线电压互感器同相时序误差相量间的相关性。

在一种可能的实施例方式中，步骤S4中，所述对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部和虚部分别开展校验，得到所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量间的统计一致性结果，包括：

分别对所述两条母线的电压互感器各相时序误差相量的实部开展Kolmogorov-Smirnov(Ks)检验，以及对所述两条母线的电压互感器各相时序误差相量的虚部开展Kolmogorov-Smirnov(Ks)检验，在预设的显著性水平值下，检验结果若满足：

同相时序误差相量的实部服从同一分布，且同相时序误差相量的虚部服从同一分布，则判定同相时序误差相量的统计一致性结果为真，否则为假。

例如，仍以典型的变电站一次接线形式：双母线接线为例，则具体操作过程如下：

分析双母线电压互感器同相时序误差相量间的一致性，分别对时序误差相量的实部、虚部开展Kolmogorov-Smirnov(Ks)检验，以A相为例，在5%的显著性水平下，若同时满足以下两条件：

条件1：

条件2：

则A相时序误差相量统计一致性结果为：

，

否则，

。

获取所述两条母线的电压互感器A、B、C三相的时序误差相量间的统计统计一致性结果

其中，

在一种可能的实施例方式中，步骤S5中，所述基于各相的所述形状相似性结果和所述统计一致性结果，综合评价所述两条母线的电压并列装置错误闭合在线诊断结果，包括：

联合所述两条母线之间各相的所述形状相似性结果和所述统计一致性结果，通过下式得到线路间综合评价结果

若

其中，

可以理解的是，本步骤联合评价各线路间三相时序误差的形状相关性结果、统计一致性结果，获取线路间综合评价结果，以实现电压并列装置错误闭合的在线诊断，且具有较高的诊断准确性，可通过诊断结果及时发现电能表与计量点间对应关系失序问题，并指导现场运维。

在一种可能的实施例方式中，步骤S6，包括：

按照分组规则获取变电站内m条母线下所有的两母线组合方式，对所有的两母线组合方式分别执行步骤S3~S5，直到完成全部两母线组合的诊断；

根据全部两母线组合的诊断结果，得到如表1所示的变电站电压并列装置综合诊断结果：

表1 变电站电压并列装置综合诊断结果

。

图2为本发明实施例提供的一种变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断系统结构图，如图2所示，一种变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断系统，包括获取模块、转换模块、相关性评价模块、一致性评价模块和综合评价模块，其中：

获取模块，用于获取变电站内各母线电压互感器的时序误差数据集；

转换模块，用于基于所述时序误差数据集，构建各线路各相的时序误差相量；

相关性评价模块，用于根据分组规则选取选取两条母线，对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部和虚部分别计算形状相似性，以得到所述两条母线的电压互感器三相时序误差相量间的形状相关性结果；

一致性评价模块，用于对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部和虚部分别开展校验，得到所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量间的统计一致性结果；

综合评价模块，用于基于各相的所述形状相似性结果和所述统计一致性结果，综合评价所述两条母线的电压并列装置错误闭合在线诊断结果；

循环模块，用于循环执行相关性评价模块、一致性评价模块和综合评价模块，直到遍历变电站内所有母线，形成变电站电压并列装置综合诊断结果。

可以理解的是，本发明提供的一种变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断系统与前述各实施例提供的变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断方法相对应，变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断系统的相关技术特征可参考变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断方法的相关技术特征，在此不再赘述。

请参阅图3，图3为本发明实施例提供的电子设备的实施例示意图。如图3所示，本发明实施例提供了一种电子设备300，包括存储器310、处理器320及存储在存储器310上并可在处理器320上运行的计算机程序311，处理器320执行计算机程序311时实现以下步骤：

S1，获取变电站内各母线电压互感器的时序误差数据集；

S2，基于所述时序误差数据集，构建各线路各相的时序误差相量；

S3，根据分组规则选取两条母线，对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部和虚部分别计算形状相似性，以得到所述两条母线的电压互感器三相时序误差相量间的形状相关性结果；

S4，对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部和虚部分别开展校验，得到所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量间的统计一致性结果；

S5，基于各相的所述形状相似性结果和所述统计一致性结果，综合评价所述两条母线的电压并列装置错误闭合在线诊断结果；

S6，循环执行S3~S5，直到遍历变电站内所有母线，形成变电站电压并列装置综合诊断结果。

请参阅图4，图4为本发明提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。如图4所示，本实施例提供了一种计算机可读存储介质400，其上存储有计算机程序411，该计算机程序411被处理器执行时实现如下步骤：

S1，获取变电站内各母线电压互感器的时序误差数据集；

S2，基于所述时序误差数据集，构建各线路各相的时序误差相量；

S3，根据分组规则选取两条母线，对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部和虚部分别计算形状相似性，以得到所述两条母线的电压互感器三相时序误差相量间的形状相关性结果；

S4，对所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量的实部和虚部分别开展校验，得到所述两条母线的电压互感器同相时序误差相量间的统计一致性结果；

S5，基于各相的所述形状相似性结果和所述统计一致性结果，综合评价所述两条母线的电压并列装置错误闭合在线诊断结果；

S6，循环执行S3~S5，直到遍历变电站内所有母线，形成变电站电压并列装置综合诊断结果。

本发明实施例提供的一种变电站内电压并列装置错误闭合在线诊断方法、系统及存储介质，其基于误差相似性分析及统计一致性校验进行变电站内电压并列装置错误闭合的综合性评价。具体的，基于采集的母线上电压互感器时序误差值，提取不同母线上电压互感器时序误差间的相似性、一致性，实现了对电压并列装置错误闭合的实时在线准确诊断，以及时发现电能表与计量点间对应关系失序问题，并指导现场运维。

需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。