李楊

（安徽宏源電力設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司 安徽合肥 230022）

基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的電力測量研究及其應(yīng)用

李楊

（安徽宏源電力設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司 安徽合肥 230022）

電力測量是保證電力設(shè)備具有良好使用功能、保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要手段之一。大量數(shù)據(jù)的存在對電力測量的效率和有效性產(chǎn)生的一定的影響，數(shù)據(jù)融合技術(shù)的應(yīng)用能夠有效解決這一問題。本文從數(shù)據(jù)融合技術(shù)的概念入手，對基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的電力測量及應(yīng)用進(jìn)行研究。

數(shù)據(jù)融合技術(shù)；電力測量；應(yīng)用

前言

近年來，我國的用電量發(fā)生了顯著增加，這種變化為電力系統(tǒng)的運(yùn)行帶來了一定的壓力。為了保障電能供應(yīng)的穩(wěn)定性與安全性，應(yīng)該加強(qiáng)對電力設(shè)備的測量。由于電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備數(shù)量較多，數(shù)據(jù)融合技術(shù)的應(yīng)用能夠顯著提升電力設(shè)備測量效率。

1 數(shù)據(jù)融合技術(shù)

1.1 數(shù)據(jù)融合技術(shù)的概念

數(shù)據(jù)融合技術(shù)是指，通過對大量數(shù)據(jù)的有效融合，為最終任務(wù)提供一種比只運(yùn)用部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析結(jié)果更加合理、正確性更高的決策結(jié)果。

1.2 數(shù)據(jù)融合技術(shù)的作用原理

其作用原理是指，通過對由數(shù)據(jù)源觀測所得的分散數(shù)據(jù)按照多層次、多方位等進(jìn)行處理和分析，從其中找出更多有效數(shù)據(jù)，以保證其分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的電力測量

這里主要對幾種基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的電力設(shè)備診斷技術(shù)進(jìn)行研究：

2.1 智能故障診斷技術(shù)

智能故障診斷技術(shù)建立在模糊數(shù)學(xué)理論的基礎(chǔ)上。這種技術(shù)對電力設(shè)備的診斷依據(jù)為，單個(gè)絕緣化合物含量是否對電力設(shè)備故障位置產(chǎn)生影響，通過對化合物實(shí)際含量對設(shè)備故障位置征兆隸屬度的分析，將電力設(shè)備的產(chǎn)生故障的位置診斷出來。

2.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)

這種技術(shù)主要是在生物神經(jīng)元的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的。通過對生物神經(jīng)元的模擬，將人工神經(jīng)元模擬為由一組連接、一個(gè)非線性激勵(lì)函數(shù)、一個(gè)求和單元組成。一定數(shù)量的神經(jīng)元組成一個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中，人工神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)被分成多個(gè)不同的層次。就原始數(shù)據(jù)而言，當(dāng)它在第一層得到一個(gè)輸入結(jié)果之后，這個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)作為第二層的輸入值進(jìn)行循環(huán)輸入，數(shù)據(jù)在傳遞過程中，發(fā)生相應(yīng)的衰減或者放大。當(dāng)誤差符合具體范圍的要求時(shí)，原始輸入過后才會(huì)停止。

2.3 基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理算法

2.3.1 基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理算法流程

就電力設(shè)備而言，由于在線監(jiān)測儀器以及環(huán)境等干擾因素的影響，電力設(shè)備在線監(jiān)測過程中可能存在一定的誤差。電力設(shè)備實(shí)際數(shù)據(jù)的誤差會(huì)超出人們預(yù)先進(jìn)行估計(jì)的誤差，這些由人們的漏估行為引發(fā)的誤差分量被稱為疏失誤差。因此，在基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理算法流程中，首先需要運(yùn)用分布圖法對電力設(shè)備在線監(jiān)測過程中存在的疏失誤差進(jìn)行有效剔除，當(dāng)剔除工作完成后，需要對所得的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，最后應(yīng)用數(shù)據(jù)融合技術(shù)對其進(jìn)行處理，獲得具有較高可靠性和準(zhǔn)確性的分析結(jié)果。

2.3.2 電力設(shè)備測量數(shù)據(jù)中疏失誤差的剔除

這里對分布圖法對數(shù)據(jù)疏失誤差的剔除進(jìn)行研究。

（1）需要將所得的測量結(jié)果按照從小到大的順序進(jìn)行排列，這個(gè)測量序列為x1，x2，x3，x4，…xn；

（2）需要對該序列中的中位值xm進(jìn)行確定，由于序列中包含測量結(jié)果數(shù)量的奇偶性會(huì)對中位值產(chǎn)生影響，因此需要分別進(jìn)行判斷。當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，中位值xm的計(jì)算公式為：

若n為偶數(shù)，則其中位數(shù)xm的計(jì)算公式為：

（3）當(dāng)中位數(shù)值確定完成后，對上四分位數(shù)fw以及下四分位數(shù)fe進(jìn)行確定，并對測量結(jié)果中位數(shù)與xn之間以及x1與中位數(shù)之間的中位數(shù)fv和fk進(jìn)行確定，其計(jì)算步驟同上述方法所示。其離散度df為二者之差。

（4）測量數(shù)據(jù)的有效區(qū)間為[p1，p2]，其計(jì)算公式分別為：

（5）如果測量數(shù)據(jù)有序，例如xj≥p2或≤p1，則需要將該數(shù)據(jù)剔除，以保證最終計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 數(shù)據(jù)融合技術(shù)在電力測量中的應(yīng)用

數(shù)據(jù)融合技術(shù)在電力測量中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾方面：

3.1 繼電保護(hù)

在電力系統(tǒng)中，當(dāng)故障引發(fā)的電流或電壓變化達(dá)到繼電保護(hù)的動(dòng)作范圍時(shí)，繼電保護(hù)會(huì)發(fā)生瞬時(shí)動(dòng)作，進(jìn)而保障電力系統(tǒng)的安全。繼電保護(hù)可靠性是影響繼電保護(hù)系統(tǒng)作用發(fā)揮的主要因素之一。就目前數(shù)據(jù)融合技術(shù)的應(yīng)用而言，其應(yīng)用范圍主要包括以下幾方面：①數(shù)據(jù)融合技術(shù)在適應(yīng)電力系統(tǒng)參數(shù)變化過程中對整定值的調(diào)整；②加權(quán)系數(shù)數(shù)據(jù)融合在繼電器設(shè)備故障檢測中的應(yīng)用。

3.2 電力設(shè)備在線監(jiān)測

就電力設(shè)備監(jiān)測而言，傳統(tǒng)的在線監(jiān)測技術(shù)是通過固定量數(shù)據(jù)的采集和分析實(shí)現(xiàn)的，這種數(shù)據(jù)的采集和分析方式可能會(huì)對最終的監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。因此需要將數(shù)據(jù)融合技術(shù)應(yīng)用在電力設(shè)備在線監(jiān)測中，其應(yīng)用優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾方面：①增加監(jiān)測結(jié)果的可信度；②提升系統(tǒng)的檢測水平；③消除由數(shù)據(jù)不足帶來的干擾。

4 結(jié)論

隨著用電需求的顯著變化，人們對電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、安全性等方面提出了更高的要求。為了保障電能供應(yīng)的穩(wěn)定性，需要加強(qiáng)對電力設(shè)備的檢測。與傳統(tǒng)的電力設(shè)備檢測相比，數(shù)據(jù)融合技術(shù)的應(yīng)用可以通過大量數(shù)據(jù)的分析提升檢測結(jié)果的可靠性，這種技術(shù)的應(yīng)用能夠更好地保障電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

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