基于時間序列相似度的電力互感器誤差分析方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力互感器誤差估計技術領域，特別涉及一種基于時間序列相似度的 電力互感器誤差分析方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 目前，電力互感器廣泛應用于變電站，其質(zhì)量對變電站的正常工作起到了重要作 用。電力互感器在實際應用過程中不可避免存在一定的運行誤差，為了降低電力互感器的 運行誤差，工作人員需要事先對產(chǎn)生這些誤差的影響因素進行研究。例如，影響電流互感器 誤差的因素通常包括剩磁、環(huán)境溫度、鄰近一次導體磁場和高壓漏電流等，而影響電壓互感 器誤差的因素通常則包括環(huán)境溫度、外電場、頻率和一次導體磁場等。
[0003] 然而，不同影響因素對電力互感器誤差的影響程度是不同的，如何確定不同影響 因素對電力互感器運行誤差的影響程度是目前有待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于時間序列相似度的電力互感器誤差分 析方法及系統(tǒng)，實現(xiàn)了確定不同影響因素對電力互感器運行誤差的影響程度的目的。其具 體方案如下：
[0005] -種基于時間序列相似度的電力互感器誤差分析方法，包括：
[0006] 利用變電站計量裝置上的誤差監(jiān)測終端，獲取電力互感器的運行誤差；利用所述 變電站計量裝置上的誤差影響因素監(jiān)測終端，獲取所述電力互感器的誤差影響因素；
[0007] 按照誤差的監(jiān)測時間間隔，對所述運行誤差進行分隔，得到運行誤差時間序列；按 照誤差影響因素的監(jiān)測時間間隔，對所述誤差影響因素進行分隔，得到誤差影響因素時間 序列；其中，所述運行誤差時間序列包括Μ個誤差監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述誤差影響因素時間序列包 括Ν個誤差影響因素監(jiān)測數(shù)據(jù)，Μ和Ν均為正整數(shù)；
[0008] 計算所述運行誤差時間序列與所述誤差影響因素時間序列之間的相似度，并利用 所述相似度，確定所述誤差影響因素對所述運行誤差的影響程度，其中，所述相似度與所述 影響程度之間呈正相關關系。
[0009] 優(yōu)選的，所述計算所述運行誤差時間序列與所述誤差影響因素時間序列之間的相 似度的過程，包括：
[0010] 計算所述Μ個誤差監(jiān)測數(shù)據(jù)與所述Ν個誤差影響因素監(jiān)測數(shù)據(jù)之間的歐氏距離， 得到ΜΧΝ階的距離矩陣D ;其中，所述距離矩陣D中任一元素的表達式為：
[0012] 其中，Χηι為所述Μ個誤差監(jiān)測數(shù)據(jù)中的任一數(shù)據(jù)，yn為所述Ν個誤差影響因素監(jiān) 測數(shù)據(jù)中的任一數(shù)據(jù)，m e {1，2, · · ·，M}，n e {1，2, · · ·，N};
[0013] 按照預設篩選條件，對所述距離矩陣D進行路徑篩選，得到S條DTW路徑，S為 正整數(shù)；其中，任意一條DTW路徑包含多個路徑元素，可表示為w = {Wl，w2,. . .，wK}，Wl = D (Xi，yi)，wK - D (x M, yN)；
[0014] 計算所述S條DTW路徑中每一條DTW路徑的路徑元素總和，相應地得到S個路徑 元素總和；
[0015] 利用所述S個路徑元素總和中最小的路徑元素總和，計算所述運行誤差時間序列 與所述誤差影響因素時間序列之間的相似度，其中，所述路徑元素總和的大小與所述相似 度之間呈負相關關系。
[0016] 優(yōu)選的，所述預設篩選條件為：
[0017] 令 r e {2, 3, · · ·，K}，并設 wr != D(x m ,，yn,)和 wr= D(x m, yn)時，需滿足 mu'多0,或者需滿足n_n' <1且mu' +n_n'辛0。
[0018] 優(yōu)選的，所述預設篩選條件為：
[0019] 令 r e {2, 3, · · ·，K}，并設 wr != D(xm,，yn,)和 wr= D(x m，yn)時，需滿足：
[0020] 單調(diào)性條件：mu'多0, n_n'多0和mu' +n_n'辛0 ;
[0021] 連續(xù)性條件：m-m'彡1，n-n'彡1 ;以及，
[0022] 變化率有界性條件：設CM為路徑垂直方向上連續(xù)轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)個數(shù)，設C yn為路徑 水平方向上連續(xù)轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)個數(shù)，則需滿足CM< C 11|0和C yn< C 1ιηι;其中，所述路徑垂直方 向為m-m' = 0所在的方向，所述路徑水平方向為n-n' = 0所在的方向，Clim為預設值。
[0023] 優(yōu)選的，所述計算所述運行誤差時間序列與所述誤差影響因素時間序列之間的相 似度的過程，還包括：
[0024] 確定所述距離矩陣的禁區(qū)元素集Db，其中所述禁區(qū)元素集Db中的每一個禁區(qū)元素 可表示為：D(Xl，yj) = |Xl-yj|，其中，i和j需要滿足如下的參數(shù)條件：
[0026] 在滿足所述參數(shù)條件的情況下，將所述禁區(qū)元素集Db中的每一個禁區(qū)元素D( Xl， y,)的數(shù)值取為極大值D_ (Xl，y])，得到改進距離矩陣D_;
[0027] 利用所述改進距離矩陣D_構造累計距離矩陣C，其中，
[0028] 所述累計距離矩陣C中的第1行第1列的元素為：C(l，1) = D_(l，1);
[0029] 第a行第b列的元素的遞推公式為：C(a，b) =D_(a，b) + AD';
[0030] 其中，D_(a，b)表示所述改進距離矩陣D_的第a行第b列的元素， a e {2, 3,...，M}，b e {2, 3,...，N}，Δ D'為根據(jù)最小代價DTW路徑上的連續(xù)轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù) 個數(shù)和Cyn，確定的累計增量距離；所述最小代價DTW路徑為與所述S個路徑元素總和 中最小的路徑元素總和所對應的DTW路徑，為所述最小代價DTW路徑的路徑垂直方向 上連續(xù)轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)個數(shù)，Cyn，為所述最小代價DTW路徑的路徑水平方向上連續(xù)轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù) 個數(shù)；
[0031 ] 利用所述累計距離矩陣C中第Μ行第N列元素C (M，N)的數(shù)值，計算所述運行誤差 時間序列與所述誤差影響因素時間序列之間的相似度，其中，C(M，Ν)的數(shù)值大小與所述相 似度之間呈負相關關系。
[0032] 優(yōu)選的，當所述誤差影響因素監(jiān)測終端獲取到至少兩種誤差影響因素時，還包 括：
[0033] 在計算所述運行誤差與每一種誤差影響因素之間的相似度，相應地得到至少兩個 相似度值后，利用所述至少兩個相似度值，對所述至少兩種誤差影響因素進行加權運算，得 到所述電力互感器的動態(tài)誤差。
[0034] 優(yōu)選的，所述利用所述至少兩個相似度值，對所述至少兩種誤差影響因素進行加 權運算，得到所述電力互感器的動態(tài)誤差的過程，包括：
[0035] 將與任一誤差影響因素對應的相似度值確定為該誤差影響因素的權值，將每一種 誤差影響因素乘以各自的權值，并對相應得到的乘積進行相加處理，得到所述電力互感器 的動態(tài)誤差。
[0036] 優(yōu)選的，所述電力互感器為電流互感器或電壓互感器。
[0037] 本發(fā)明還公開了一種基于時間序列相似度的電力互感器誤差分析系統(tǒng)，包括：
[0038] 數(shù)據(jù)獲取模塊，用于利用變電站計量裝置上的誤差監(jiān)測終端，獲取電力互感器的 運行誤差；利用所述變電站計量裝置上的誤差影響因素監(jiān)測終端，獲取所述電力互感器的 誤差影響因素；
[0039] 序列生成模塊，用于按照誤差的監(jiān)測時間間隔，對所述運行誤差進行分隔，得到運 行誤差時間序列；按照誤差影響因素的監(jiān)測時間間隔，對所述誤差影響因素進行分隔，得到 誤差影響因素時間序列；其中，所述運行誤差時間序列包括Μ個誤差監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述誤差影 響因素時間序列包括Ν個誤差影響因素監(jiān)測數(shù)據(jù)，Μ和Ν均為正整數(shù)；
[0040] 相似度計算模塊，用于計算所述運行誤差時間序列與所述誤差影響因素時間序列 之間的相似度；
[0041] 影響程度確定模塊，用于利用所述相似度，確定所述誤差影響因素對所述運行誤 差的影響程度，其中，所述相似度與所述影響程度之間呈正相關關系。
[0042] 優(yōu)選的，所述相似度計算模塊包括：
[0043] 距離矩陣獲取單元，用于計算所述Μ個誤差監(jiān)測數(shù)據(jù)與所述Ν個誤差影響因素監(jiān) 測數(shù)據(jù)之間的歐氏距離，得到ΜΧΝ階的距離矩陣D ;其中，所述距離矩陣D中任一元素的表 達式為：
[0044] D (xn, yn) = | xn-yn | ；
[0045] 其中，Χηι為所述Μ個誤差監(jiān)測數(shù)據(jù)中的任一數(shù)據(jù)，yn為所述N個誤差影響因素監(jiān) 測數(shù)據(jù)中的任一數(shù)據(jù)，m e {1，2, · · ·，M}，n e {1，2, · · ·，N};
[0046] 路徑篩選單元，用于按照預設篩選條件，對所述距離矩陣D進行路徑篩選，得到 S條DTW路徑，S為正整數(shù)；其中，任意一條DTW路徑包含多個路徑元素，可表示為w = {^1, w2, . . . , wK}, ψ1= D (χ 1; , wK= D (x M, yN)；