智能电表电能计量误差检测方法、系统、设备和存储介质与流程

本发明属于配电网电能计量领域，具体而言，涉及一种智能电表电能计量误差检测方法、系统、设备和存储介质。

背景技术：

1、电力计量的精细化与规范化是新型电力系统智慧电网建设的基础，在此背景下，智能电表被广泛应用于各个地区，当电表发生故障时，不仅会影响用电信息采集的准确性，对电力公司造成经济损失，也将给用户带来不便，使得电力公司受到舆论压力。故对大规模的电表状态进行在线评估，是计量工作正常进行与企业良好形象维护的重要保障。在大样本电表测量数据中，通过对电表计量误差的评估，初步判断电表的健康状态，往往比推算具体电表部件的状态所要求的特征数据更少，可在现有的智能电表数据采集系统直接应用，更具有实用意义。现有技术中，面向大样本台区电表的计量误差无有效的实时评估方法，导致无法对大样本台区电表的计量误差进行有效判定。

2、有鉴于此，特提出本技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种智能电表电能计量误差检测方法、系统、设备和存储介质，解决利用现有的电表计量误差检测方法不能实现对大样本台区电表的计量误差进行检测的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、第一方面，提供一种智能电表电能计量误差检测方法，包括以下步骤：根据台区的拓扑连接建立台区功率平衡模型；利用矩形窗采集多个计量时段内的智能电表数据；根据采集的智能电表数据和所述台区功率平衡模型建立智能电表远程误差检测模型；对所述智能电表远程误差检测模型的系数矩阵进行处理，得到电能计量修正系数；获取电能计量误差与所述电能计量修正系数之间的关系模型，根据所述电能计量修正系数和所述关系模型，计算得到误差检测结果。

4、进一步的，所述得到误差检测结果之后，还包括以下步骤：将所述误差检测结果与此前多次检测获得的误差检测结果合并，得到检测样本；所述检测样本中，每一次检测获得的误差检测结果作为所述检测样本中的一个点元素；所述检测样本中，点元素的数量随着检测次数的增加而增加；利用k-means聚类算法处理所述检测样本，得到所述误差检测结果的修正值；利用所述修正值对所述误差检测结果进行修正。

5、进一步的，利用矩形窗采集多个计量时段内的智能电表数据之后，还包括以下步骤：提取所述智能电表远程误差检测模型的系数矩阵行列式；获取所述系数矩阵行列式的数值；设置阈值；判断所述系数矩阵行列式数值是否大于所述阈值；若大于所述阈值，则执行以下步骤：根据采集的智能电表数据和所述台区功率平衡模型建立智能电表远程误差检测模型；对所述智能电表远程误差检测模型的系数矩阵进行处理，得到电能计量修正系数；获取电能计量误差与所述电能计量修正系数之间的关系模型，根据所述电能计量修正系数和所述关系模型，计算得到误差检测结果；若小于所述阈值，则舍弃采集的智能电表数据。

6、进一步的，所述利用k-means聚类算法处理所述检测样本，包括以下步骤：设置当前聚类中心数和最大聚类中心数；从所述当前聚类中心数为1开始，执行s1-s5：s1：判断所述当前聚类中心数是否小于等于所述最大聚类中心数；若是，则执行s2；否则，执行s4；s2：根据所述当前聚类中心数，利用k-means聚类算法遍历所述检测样本，输出聚类簇；s3：将所述当前聚类中心数增加1，返回所述s1；s4：从输出的所有聚类簇中筛选出包含点元素数量最多的一个聚类簇；s5：将筛选出的聚类簇的聚类中心作为所述误差检测结果的修正值。

7、进一步的，所述根据台区的拓扑连接建立台区功率平衡模型，包括以下步骤：获取台区的拓扑连接；将所述拓扑连接中的电力线和用户负荷用集总参数表示，得到台区的等效电路；基于所述等效电路，根据能量守恒定律建立台区功率平衡模型；所述根据采集的智能电表数据和所述台区功率平衡模型建立智能电表远程误差检测模型，包括以下步骤：利用采集的智能电表数据和所述功率平衡模型建立满秩的线性方程组，得到所述智能电表远程误差检测模型。

8、第二方面，提供一种智能电表电能计量误差检测系统，包括：第一模型构建模块、电表数据采集模块、第二模型构建模块、修正系数获取模块和计量误差检测模块。其中，第一模型构建模块，用于根据台区的拓扑连接建立台区功率平衡模型。电表数据采集模块用于利用矩形窗采集多个计量时段内的智能电表数据。第二模型构建模块，用于根据采集的智能电表数据和所述台区功率平衡模型建立智能电表远程误差检测模型。修正系数获取模块用于对所述智能电表远程误差检测模型的系数矩阵进行处理，得到电能计量修正系数。计量误差检测模块用于获取电能计量误差与所述电能计量修正系数之间的关系模型，根据所述电能计量修正系数和所述关系模型，计算得到误差检测结果。

9、进一步的，所述智能电表电能计量误差检测系统，还包括：检测样本生成模块、检测样本处理模块、误差检测结果修正模块、系数矩阵行列式提取模块、行列式数值获取模块、阈值设置模块和逻辑控制模块。其中，检测样本生成模块用于将所述误差检测结果与此前多次检测获得的误差检测结果合并，得到检测样本；所述检测样本中，每一次检测获得的误差检测结果作为所述检测样本中的一个点元素；所述检测样本中，点元素的数量随着检测次数的增加而增加。检测样本处理模块用于利用k-means聚类算法处理所述检测样本，得到所述误差检测结果的修正值。误差检测结果修正模块用于利用所述修正值对所述误差检测结果进行修正。系数矩阵行列式提取模块用于提取所述智能电表远程误差检测模型的系数矩阵行列式。行列式数值获取模块用于获取所述系数矩阵行列式的数值。阈值设置模块用于设置阈值。逻辑控制模块用于判断所述系数矩阵行列式数值是否大于所述阈值；若大于所述阈值，则控制所述第二模型构建模块、所述修正系数获取模块和所述计量误差检测模块工作；若小于所述阈值，则控制所述电表数据采集模块剔除采集的智能电表数据。

10、进一步的，所述检测样本处理模块包括：聚类中心数设置单元、逻辑控制单元、k-means聚类单元、聚类中心数赋值单元、聚类簇筛选单元和修正值输出单元。其中，聚类中心数设置单元用于设置当前聚类中心数和最大聚类中心数。逻辑控制单元用于判断所述当前聚类中心数是否小于等于所述最大聚类中心数；若是，则控制k-means聚类单元和聚类中心数赋值单元工作；否则，控制聚类簇筛选单元工作。k-means聚类单元用于根据所述当前聚类中心数，利用k-means聚类算法遍历所述检测样本，输出聚类簇至所述聚类簇筛选单元。聚类中心数赋值单元用于将所述当前聚类中心数增加1，将当前聚类中心数发送给所述逻辑控制单元。聚类簇筛选单元用于从输出的所有聚类簇中筛选出包含点元素数量最多的一个聚类簇。修正值输出单元用于将筛选出的聚类簇的聚类中心作为所述误差检测结果的修正值，并将所述修正值输出至所述误差检测结果修正模块。

11、进一步的，所述第一模型构建模块包括：拓扑连接获取单元、等效电路获取单元和功率平衡模型构建单元。其中，拓扑连接获取单元用于获取台区的拓扑连接。等效电路获取单元用于将所述拓扑连接中的电力线和用户负荷用集总参数表示，得到台区的等效电路。功率平衡模型构建单元用于基于所述等效电路，根据能量守恒定律建立台区功率平衡模型。

12、第三方面，提供一种计算机设备，包括依次通信连接的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发数据，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面所述的智能电表电能计量误差检测方法。

13、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面所述的智能电表电能计量误差检测方法。

14、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

15、1、智能电表远程误差检测模型是基于台区拓扑连接、能量守恒定律和矩形窗采集的电表数据建立的。其中，矩形窗可实现对大样本智能电表计量数据进行实时采集，通过对智能电表远程误差检测模型的系数矩阵进行变化，结合电能计量误差与电能计量修正系数之间关联关系，可实现对大样本台区电表的电能计量误差进行实时检测。

16、2、基于累量数据样本，采用谱聚类算法对累加的检测样本进行聚类分析来获取误差检测结果的修正值，通过修正值对误差检测结果进行修正，可提高电能计量误差检测结果的质量。

17、3、利用智能电表远程误差检测模型的系数矩的条件数对采集的电表数据进行筛选，剔除异常数据，可进一步提高电能计量误差检测结果的质量。