[发明专利]基于插值区间动态变化的PMU数据恢复方法及系统

说明书

本发明提供一种基于插值区间动态变化的PMU数据恢复方法及系统，其中方法包括：建立PMU数据丢失的基本场景；获取初始PMU量测数据并进行分析，确定数据丢失场景类型；若数据丢失场景类型为连续多点数据丢失场景，先将初始PMU测量数据分割为若干个区间，对每个区间采用低次插值，进行整合后与初始PMU测量数据进行对比分析；若数据丢失场景类型为单点数据丢失场景，运用插值函数对丢失数据进行计算恢复，然后与初始PMU测量数据进行对比分析，进而进行复查验证。本发明对不同类型的丢失数据均可有效恢复数据，不受电网拓扑结构的约束，仅通过输入PMU实时量测数据即可实现。为保证PMU数据质量提供了一种有效、可行的方法。

技术领域

本发明涉及PMU数据恢复技术领域，特别涉及一种基于插值区间动态变化的PMU数据恢复方法及系统。

背景技术

PMU(Phasor Measurement Unit同步相量测量单元)是利用GPS秒脉冲作为同步时钟构成的相量测量单元，可用来测量电力系统在暂态过程中各节点的电压向量，已被广泛应用于电力系统的动态监测、状态估计、系统保护、区域稳定控制、系统分析和预测等领域，是保障电网安全运行的重要设备。在电力系统重要的变电站和发电厂安装同步相量测量装置(PMU)，构建电力系统实时动态监测系统，并通过调度中心分析中心站实现对电力系统动态过程的监测和分析。

PMU因其同步性、快速性和精确性，使电力系统动态实时监测成为可能，可为系统保护与闭环控制提供数据基础。目前，中国已安装投运了3000台左右PMU装置，覆盖全部220kV及以上变电站、主力发电厂和新能源并网汇集站。另外，大约2000台商用级PMU已安装在北美地区。然而，由于现场环境复杂，受到同步信号丢失、通信协议错误、系统过载、传输延迟等因素的影响，PMU不可避免地存在数据丢失等问题，严重影响其在动态监测与闭环控制等方面的应用，甚至威胁电网安全。在电网拓扑未知，仅有PMU量测信息的背景下，PMU数据丢失会导致电网脆弱且不可观，易受到扰动攻击甚至造成大停电事故。因此，PMU数据恢复已成为保障电力系统安全的关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于插值区间动态变化的PMU数据恢复方法及系统，基于现有技术中PMU数据丢失的问题进行改进。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种基于插值区间动态变化的PMU数据恢复方法，包括以下步骤：

步骤S1、建立PMU数据丢失的基本场景；

步骤S2、获取初始PMU量测数据并进行分析，确定数据丢失场景类型；

步骤S3、若数据丢失场景类型为连续多点数据丢失场景，则执行步骤S4；若数据丢失场景类型为单点数据丢失场景，则执行步骤S5；

步骤S4、先将初始PMU测量数据分割为若干个区间，再对每个区间采用低次插值，再进行整合，整合后与初始PMU测量数据进行对比分析；

步骤S5、运用插值函数对丢失数据进行计算恢复，然后与初始PMU测量数据进行对比分析，进而进行复查验证。

进一步的，所述步骤S4中对每个区间采用低次插值采用分段线性插值函数来实现，分段线性插值函数的具体计算方法为：

设已知节点a＝x₀＜x₁＜…＜x_n＝b上的函数值f₀,f₁…f_n，记h_k＝x_k+1-x_k，h＝max_kh_k，求一折线函数I_h(x)满足：

I_h(x)∈C[a,b]；