本發(fā)明涉及一種評(píng)價(jià)方法，尤其涉及一種電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)：

為適應(yīng)未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的要求和調(diào)度業(yè)務(wù)模式轉(zhuǎn)型的需要，國(guó)調(diào)中心組織研發(fā)了新一代的智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，并在國(guó)家電網(wǎng)省級(jí)以上電網(wǎng)全面推廣建設(shè)。隨著此系統(tǒng)的深化應(yīng)用和實(shí)用化建設(shè)的開(kāi)展，積累的數(shù)據(jù)量會(huì)越來(lái)越龐大和維度越來(lái)越復(fù)雜，系統(tǒng)的功能發(fā)揮很大程度依賴電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量，這將對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估提出了更為嚴(yán)格的要求。

數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)檢測(cè)和數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估等一系列環(huán)節(jié)，其中數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估是提高數(shù)據(jù)質(zhì)量的基礎(chǔ)和前提。不同的背景下有著自己的定義，不同的行業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)的評(píng)估點(diǎn)也不同。電力行業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)估必須根據(jù)電力系統(tǒng)的需求和數(shù)據(jù)特征來(lái)決定。在電網(wǎng)信息化的進(jìn)程中，由于人為、設(shè)備故障和外部環(huán)境等原因，電網(wǎng)的基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)質(zhì)量面臨如下問(wèn)題：1)異常；2)缺失；3)冗余；4)不規(guī)范；5)不及時(shí)等。因此，有必要圍繞電網(wǎng)數(shù)據(jù)生命周期，借鑒成熟的數(shù)據(jù)治理管理經(jīng)驗(yàn)，制定全面有效的數(shù)據(jù)質(zhì)量保障機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電企業(yè)數(shù)據(jù)的全過(guò)程質(zhì)量管理，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、及時(shí)、有效和可信。

有關(guān)電網(wǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量綜合研究的文獻(xiàn)尚少，有些文獻(xiàn)提到電力大數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)、評(píng)價(jià)模型等，但是缺少各個(gè)指標(biāo)的具體設(shè)計(jì)過(guò)程、評(píng)價(jià)模型具體研究方法和實(shí)例。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，通過(guò)構(gòu)建指標(biāo)評(píng)價(jià)體系和計(jì)算方法，建立綜合評(píng)價(jià)模型實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)。

本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：

a、構(gòu)建數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，基于綜合性、科學(xué)性和可操作性三個(gè)基本原則，所述評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)正確性、數(shù)據(jù)完備性以及數(shù)據(jù)可靠性四個(gè)指標(biāo)；

b、建立指標(biāo)計(jì)算方法，具體如下：

(1)實(shí)時(shí)性評(píng)價(jià)指標(biāo)

針對(duì)電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)性是評(píng)價(jià)時(shí)效性的指標(biāo)，具體計(jì)算公式如下：

其中，S表示間隔/廠站數(shù)據(jù)質(zhì)量實(shí)時(shí)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，N表示統(tǒng)計(jì)時(shí)間范圍內(nèi)的故障事件次數(shù)，S_il表示第i次故障事件中的第l故障特征數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性指標(biāo)數(shù)值，K_l第l個(gè)故障特征數(shù)據(jù)質(zhì)量實(shí)時(shí)性指標(biāo)的權(quán)重，指標(biāo)權(quán)重大小由模糊熵綜合評(píng)判方法得出；

定義:

其中，Tdelay表示告警時(shí)延同門(mén)檻值之間的差值，t表示門(mén)檻值，n值根據(jù)故障特征數(shù)據(jù)類別設(shè)定，具體含義指實(shí)時(shí)性指標(biāo)S_il以百分制計(jì)算，若告警信息滿足時(shí)延性要求，則置為100分，若告警信息時(shí)延每超過(guò)告警時(shí)延門(mén)檻值t秒，則扣除5分，超過(guò)告警時(shí)延門(mén)檻nt秒，則認(rèn)為告警信息的實(shí)時(shí)性指標(biāo)為零；

(2)正確性評(píng)價(jià)指標(biāo)

針對(duì)電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)，正確性是評(píng)價(jià)電網(wǎng)故障情況下各類故障特征數(shù)據(jù)是否正確上送的指標(biāo)，計(jì)算公式如下：

其中C表示間隔/廠站數(shù)據(jù)質(zhì)量正確性評(píng)價(jià)指標(biāo)，N表示統(tǒng)計(jì)時(shí)間范圍內(nèi)的故障事件次數(shù)，C_il表示第i次故障事件中的第l個(gè)故障特征數(shù)據(jù)的正確性指標(biāo)數(shù)值，K_l表示對(duì)應(yīng)第l個(gè)故障特征數(shù)據(jù)質(zhì)量正確性指標(biāo)的權(quán)重；

定義：

另外若故障未采集，則不對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)；

(3)完備性評(píng)價(jià)指標(biāo)

針對(duì)電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)，完備性是評(píng)價(jià)每次故障事件中各類故障特征數(shù)據(jù)完整程度的指標(biāo)，計(jì)算公式如下：

其中，I表示間隔/廠站數(shù)據(jù)質(zhì)量完備性評(píng)價(jià)指標(biāo)，N表示統(tǒng)計(jì)時(shí)間范圍內(nèi)的故障事件次數(shù)，I_i表示第i次故障事件的完備性指標(biāo)數(shù)值；

(4)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)

針對(duì)電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)，可靠性是衡量電網(wǎng)正常運(yùn)行或設(shè)備正常操作情況下錯(cuò)誤告警信息的指標(biāo)，計(jì)算公式如下：

其中R表示間隔/廠站數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)，N表示統(tǒng)計(jì)時(shí)間范圍內(nèi)的故障事件次數(shù)，R_i表示第i次故障事件的可靠性指標(biāo)數(shù)值；

定義：

其中M_act為一周內(nèi)故障特征數(shù)據(jù)錯(cuò)誤告警次數(shù)；

以上各指標(biāo)值越大，數(shù)據(jù)質(zhì)量越好；

c、根據(jù)上述各指標(biāo)數(shù)據(jù)，采用層次分析法和熵值法相結(jié)合的評(píng)判方法確定各指標(biāo)權(quán)重，具體如下：

W＝(w_i)_1*n

$w_i=\frac{{w_i}^{*}{w_i}^{\′}}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w_i}^{*}{w_i}^{\′}}---(1-8)$

其中式中n表示指標(biāo)個(gè)數(shù)，i表示第i個(gè)指標(biāo)，w_i^*表示層次法求得指標(biāo)i權(quán)重，w_i′表示熵值法求得指標(biāo)i的權(quán)重；

d、由各指標(biāo)的權(quán)重加權(quán)求得指標(biāo)體系的綜合得分，實(shí)現(xiàn)不同單位或廠站的電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)。

由上述可知，本發(fā)明設(shè)計(jì)了關(guān)于實(shí)時(shí)性、正確性、完備性和可靠性的四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)定義了計(jì)算方法，通過(guò)采用層次分析法和熵值法相結(jié)合的評(píng)判方法確定各指標(biāo)權(quán)重，進(jìn)一步得到指標(biāo)體系的綜合得分，實(shí)現(xiàn)不同單位或廠站的電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)不同單位或廠站的數(shù)據(jù)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)，形成有效的監(jiān)測(cè)機(jī)制，運(yùn)用綜合得分大小進(jìn)行橫向、縱向的比較，分析影響數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵要素，呈現(xiàn)不同數(shù)據(jù)質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)及薄弱環(huán)節(jié)，方便為數(shù)據(jù)質(zhì)量的提升點(diǎn)找到最佳路徑。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中所述電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)的類別圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中所述故障特征數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)得分圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中所述指標(biāo)的權(quán)重圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中不同廠站不同時(shí)間的數(shù)據(jù)質(zhì)量綜合得分及總體排名圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)非限定性的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明：

電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)是指反映設(shè)備短路故障、機(jī)組跳閘以及直流閉鎖等故障特征的調(diào)度主站側(cè)數(shù)據(jù)。電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)主要包括三大類，如圖1所示，包括SCADA系統(tǒng)的遙測(cè)、遙信以及SOE數(shù)據(jù)，WAMS系統(tǒng)的三相電壓、電流以及保信系統(tǒng)的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、故障簡(jiǎn)報(bào)以及故障錄波文件等。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：

a、構(gòu)建數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，基于綜合性、科學(xué)性和可操作性三個(gè)基本原則，所述評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)正確性、數(shù)據(jù)完備性以及數(shù)據(jù)可靠性四個(gè)指標(biāo)；

b、建立指標(biāo)計(jì)算方法，具體如下：

(2)實(shí)時(shí)性評(píng)價(jià)指標(biāo)

針對(duì)電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)性是評(píng)價(jià)時(shí)效性的指標(biāo)，具體計(jì)算公式如下：

其中，S表示間隔或廠站的數(shù)據(jù)質(zhì)量實(shí)時(shí)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，N表示統(tǒng)計(jì)時(shí)間范圍內(nèi)的故障事件次數(shù)，S_il表示第i次故障事件中的第l故障特征數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性指標(biāo)數(shù)值，K_l第l個(gè)故障特征數(shù)據(jù)質(zhì)量實(shí)時(shí)性指標(biāo)的權(quán)重，指標(biāo)權(quán)重大小由模糊熵綜合評(píng)判方法得出；模糊熵綜合評(píng)價(jià)方法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法，該綜合評(píng)價(jià)法根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，即用模糊數(shù)學(xué)對(duì)受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€(gè)總體的評(píng)價(jià)；

定義:

其中，Tdelay表示告警時(shí)延同門(mén)檻值之間的差值，t表示門(mén)檻值，n值根據(jù)故障特征數(shù)據(jù)類別設(shè)定，具體含義指實(shí)時(shí)性指標(biāo)S_il以百分制計(jì)算，若告警信息滿足時(shí)延性要求，則置為100分，若告警信息時(shí)延每超過(guò)告警時(shí)延門(mén)檻值t秒，則扣除5分，超過(guò)告警時(shí)延門(mén)檻nt秒，則認(rèn)為告警信息的實(shí)時(shí)性指標(biāo)為零；

(2)正確性評(píng)價(jià)指標(biāo)

針對(duì)電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)，正確性是評(píng)價(jià)電網(wǎng)故障情況下各類故障特征數(shù)據(jù)是否正確上送的指標(biāo)，計(jì)算公式如下：

其中C表示間隔或廠站的數(shù)據(jù)質(zhì)量正確性評(píng)價(jià)指標(biāo)，N表示統(tǒng)計(jì)時(shí)間范圍內(nèi)的故障事件次數(shù)，C_il表示第i次故障事件中的第l個(gè)故障特征數(shù)據(jù)的正確性指標(biāo)數(shù)值，K_l表示對(duì)應(yīng)第l個(gè)故障特征數(shù)據(jù)質(zhì)量正確性指標(biāo)的權(quán)重；

定義：

另外若故障未采集，則不對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)；

(3)完備性評(píng)價(jià)指標(biāo)

針對(duì)電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)，完備性是評(píng)價(jià)每次故障事件中各類故障特征數(shù)據(jù)完整程度的指標(biāo)，計(jì)算公式如下：

其中，I表示間隔或廠站的數(shù)據(jù)質(zhì)量完備性評(píng)價(jià)指標(biāo)，N表示統(tǒng)計(jì)時(shí)間范圍內(nèi)的故障事件次數(shù)，I_i表示第i次故障事件的完備性指標(biāo)數(shù)值；

(4)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)

針對(duì)電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)，可靠性是衡量電網(wǎng)正常運(yùn)行或設(shè)備正常操作情況下錯(cuò)誤告警信息的指標(biāo)，計(jì)算公式如下：

其中R表示間隔或廠站的數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)，N表示統(tǒng)計(jì)時(shí)間范圍內(nèi)的故障事件次數(shù)，R_i表示第i次故障事件的可靠性指標(biāo)數(shù)值；

定義：

其中M_act為一周內(nèi)故障特征數(shù)據(jù)錯(cuò)誤告警次數(shù)；

以上各指標(biāo)值越大，數(shù)據(jù)質(zhì)量越好；

c、根據(jù)上述各指標(biāo)數(shù)據(jù)，采用層次分析法和熵值法相結(jié)合的評(píng)判方法確定各指標(biāo)權(quán)重，具體如下：

W＝(w_i)_1*n

其中式中n表示指標(biāo)個(gè)數(shù)，i表示第i個(gè)指標(biāo)，w_i^*表示層次法求得指標(biāo)i權(quán)重，w_i′表示熵值法求得指標(biāo)i的權(quán)重；

上述層次分析法是美國(guó)匹茲堡大學(xué)教授Satty T.L于上世紀(jì)70年代初提出的一種多目標(biāo)決策分析方法。它把影響被評(píng)價(jià)對(duì)象的各種因素按照相互作用、影響及隸屬關(guān)系劃分為有序的遞歸層次結(jié)構(gòu)，根據(jù)對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)的主觀判斷，對(duì)相對(duì)于上一層次的下一層次中的因素進(jìn)行兩兩比較，然后經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算及檢驗(yàn)，獲得最底層權(quán)值的一種定性與定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法。

熵是德國(guó)物理學(xué)家克勞修斯在1850年提出的，它可以表示一種能量在空間中分布的均勻程度中。在系統(tǒng)論中，熵越大說(shuō)明系統(tǒng)越混亂，攜帶的信息越少，熵越小說(shuō)明系統(tǒng)越有序，攜帶的信息越多。熵值法是一種客觀賦權(quán)的方法，它的思想是通過(guò)計(jì)算指標(biāo)的信息熵，根據(jù)指標(biāo)的相對(duì)變化程度對(duì)系統(tǒng)整體的影響來(lái)決定指標(biāo)的權(quán)重，相對(duì)變化程度大的指標(biāo)具有較大的權(quán)重，此方法現(xiàn)廣泛應(yīng)用在統(tǒng)計(jì)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域，具有較強(qiáng)的研究?jī)r(jià)值。熵值法首先是計(jì)算樣本的各指標(biāo)得分，并利用各指標(biāo)的信息效用值確定指標(biāo)的權(quán)重，然后求加權(quán)和得到綜合得分。

在專家進(jìn)行評(píng)分的基礎(chǔ)上，采用熵值法對(duì)專家主觀意見(jiàn)進(jìn)行匯總。層次分析法和熵值法結(jié)合的評(píng)價(jià)模型同時(shí)考慮對(duì)定性指標(biāo)量化處理以及數(shù)據(jù)信息離散度對(duì)指標(biāo)權(quán)重的影響。每個(gè)專家按照保守、最可能情況對(duì)每個(gè)指標(biāo)權(quán)重的進(jìn)行打分，再合成一個(gè)綜合數(shù)據(jù)。此外，對(duì)調(diào)查結(jié)果的差異性的處理采用熵值法的思路對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行修正，使得評(píng)價(jià)模型更為科學(xué)合理。

d、由各指標(biāo)的權(quán)重加權(quán)求得指標(biāo)體系的綜合得分，實(shí)現(xiàn)不同單位或廠站的電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)。

根據(jù)上述指標(biāo)計(jì)算方法，得出某單位3個(gè)廠站的故障特征數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)得分如圖2所示。

運(yùn)用Pluto數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)，結(jié)合上述采集的指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到四個(gè)指標(biāo)的權(quán)重如圖3所示。

從圖3中可以看出，可靠性指標(biāo)權(quán)重最大，實(shí)時(shí)性指標(biāo)權(quán)重最小，權(quán)重符合熵值法的思想。進(jìn)一步得到不同廠站不同時(shí)間的數(shù)據(jù)質(zhì)量綜合得分及總體排名，如圖4所示。

運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行電網(wǎng)故障特征數(shù)據(jù)的研究，得出上述指標(biāo)的影響權(quán)重值，加權(quán)得到數(shù)據(jù)質(zhì)量的綜合得分，從而實(shí)現(xiàn)不同單位或廠站的數(shù)據(jù)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)，形成有效的監(jiān)測(cè)機(jī)制；運(yùn)用得分大小進(jìn)行橫向、縱向的比較；分析影響數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵要素，呈現(xiàn)不同數(shù)據(jù)質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)及薄弱環(huán)節(jié)，方便為數(shù)據(jù)質(zhì)量的提升點(diǎn)找到最佳路徑。

上述實(shí)施例僅用于對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，并非對(duì)其限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可在此基礎(chǔ)上做出改變。