1.一种基于带时标信息采集的全网同断面数据处理方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:其实现过程分为两个阶段,第一个阶段是变电站内同断面数据的形成,第二个阶段是变电站间全网同断面数据的形成;首先在厂站内,存在多个数据采集测量点,同时交流采样装置具有时间校验功能,在保证采集点时间与厂站主时钟同步,将采集到的数据均打上采集时刻时标,带时标采样数据被送到厂站后台服务器中进行数据存储和处理;步骤2:根据采集点历史的运行数据,确定所正常运行下采集量最大值和最小值界限,设采集量的正常运行区间上限为X max ,正常运行区间下限为X min ,根据最近12个月之内的采集量的最大值和最小值,利用加权算法,求出正常运行区间的上限与下限,计算公式如下:其中i为离采样时间最近的第i个月份,k i 为第i个月上限值权重因子,h i 为第i个月下限值权重因子,x imax 为第i个月的采集量X的最大值,x imin 为第i个月的采集量X的最小值;当采集量超过运行上下限时,超出界限的采集数据将不参与后续的运算过程;步骤3:将采集数据超出正常运行范围分为两种情况;一种为单点或两点超出正常运行范围,此类情况为采集装置的测量误差引起,处理方式为删除数据;另一种为多点出现采集量超出正常运行范围,此类情况为出现事故,处理方式为启动故障滤波记录下相关运行数据;步骤4:针对处于正常运行范围内的采集量数据采用一种适用于密集数据的三次B样条曲线拟合方法,该方法通过计算离散点的曲率,设置合理的曲率阈值提取特征点,然后对特征点进行弦长参数化,并根据特征点的参数构建节点矢量,利用最小二乘法求取控制顶点来拟合离散的采集量数据;步骤5:为了得到高质量曲线,增加特征点的数量,计算数据点与初始拟合曲线之间的偏差,计算数据点与初始拟合曲线之间的偏差,并将偏差超过设定偏差阈值的点作为特征点,插入初始拟合曲线中重新拟合;步骤6:通过选定时间截面t 0 和时间间隔Δt,最终厂站内形成t 0 ,t 0+Δt ,t 0+2Δt ,…t 0+nΔt 时刻点所有采集量断面数据,采样数据是带时标数据,设采集量X关于时间关系式为X i (t),其中i为第i个采集量编号,采集量X为电网电压、电流;采集数据在经过拟合之后的离散点变为连续的曲线,可以得到在任意时刻的X i (t)数值,通过时间截面t 0 和时间间隔Δt的确定,最终厂站内形成在t 0 ,t 0+Δt ,t 0+2Δt ,…t 0+nΔt 时刻点所有采集量断面数据,将厂站内断面数据按照时间轴为刻度进行存储得到本厂站内的同断面数据库;步骤7:各个厂站将采集数据处理得到站内同断面数据库上传到调度主站,在调度主站端形成全网的同断面数据库。
2.根据权利要求1所述的一种基于带时标信息采集的全网同断面数据处理方法,其特征在于,所述步骤4包括如下步骤:步骤4.1:在给定的采集量数据点向量P k 其中k=(0,1,2,…n)组成[A,B]区间中,每4个点依次连接成多边形称为B特征多边形,利用三次样条函数拟合B特征多边形而形成的拟合曲线为三次B样条曲线;三次B样条曲线的矩阵表示形式:所以第i段三次B样条曲线的表达式表示为:其中t为参数,P i ,P i+1 ,P i+2 ,P i+3 (i=0,1,2,…,n)为特征多边形相邻的四个顶点;取j=3,N j,3 (t)为三次B样条曲线的基函数,递推公式公式如下:
3.根据权利要求2所述的一种基于带时标信息采集的全网同断面数据处理方法,其特征在于,所述步骤4包括如下步骤:步骤4.2:对于一条三次样条曲线B(t),用微分方法求取参数值t i 处的曲率,计算公式为:其中B′(t i )为曲线B(t)的一阶导数,B″(t i )为曲线B(t)的二阶导数,k i 为曲率。
4.根据权利要求3所述的一种基于带时标信息采集的全网同断面数据处理方法,其特征在于,所述步骤4包括如下步骤:步骤4.3:特征点的提取,运用得到离散点的曲率K=(k 0 ,k 1 ,…,k n ),提取特征点原则如下:(1)对于没有闭合的曲线,其两个端点值必须选择;(2)确定设定曲率阈值选择特征点,将曲率大于阈值的点设为初始特征点;曲率的平均值为K avg ,曲率阈值设定为K ths =α×K avg ,α为比例系数。
5.根据权利要求4所述的一种基于带时标信息采集的全网同断面数据处理方法,其特征在于,所述步骤4包括如下步骤:步骤4.4:采用弦长参数法进行特征点参数化,数据点Q 0 ,Q 1 ,…Q n ,参数域t∈[0,1]之间的节点有一一对应关系;令d总弦长:则 其中Q k -Q k-1 为弦边矢量。
6.根据权利要求5所述的一种基于带时标信息采集的全网同断面数据处理方法,其特征在于,所述步骤4包括如下步骤:步骤4.5:采用平均值法构建节点矢量,将节点矢量平均分布,即:t 0 =t 1 =…t p =0t m-p =t m-p-1 =…=t m =1m+1表示总节点个数,节点矢量两端各有p+1个相同节点,以便控制首末端点与首末两边相切,j表示中间节点的序数,采用平均值法节点矢量可以很好地反应参数点矢量 的分布情况。
7.根据权利要求6所述的一种基于带时标信息采集的全网同断面数据处理方法,其特征在于,所述步骤4包括如下步骤:步骤4.6:利用节点矢量和最小二乘法构造逼近特征点的三次B样条曲线;由三次B样条表达式可知,特征点D在最小二乘的意义下被逼近,即:其中D 0 =B(0),D r =B(1),r为特征点的个数;令f是关于n-1个变量P 1 ,…P n-1 的标量值函数,为使f最小,令f对控制点P l 的偏导数为零,得到如下方程:这是一个求未知量P 1 ,…,P n-1 的线性方程,令l=1,2,…,n-1则可以得到含n-1个未知量和n-1个方程的线形方程组:(N T N)P=R解线性方程组可以求得未知量P的值,从而可以确定三次B样条的拟合曲线。
8.根据权利要求1所述的一种基于带时标信息采集的全网同断面数据处理方法,其特征在于,所述步骤5包括如下步骤:步骤5.1:计算逼近偏差,采用Hausdorff距离计算数据点与曲线之间逼近偏差;假设两组数据集合A={a 1 ,a 2 ,…,a p },B={b 1 ,b 2 ,…b q },则A,B两个点集合之间的Hausdorff距离为:H(A,B)=max(h(A,B),h(B,A))其中||·||是点集A和点集B间的欧式距离,H(A,B)是双向Hausdorff距离,h(A,B)和h(B,A)分别为从集合A到集合B和从集合B到集合A的单向Hausdorff距离;双向Hausdorff距离H(A,B)是单项距离h(A,B)和h(B,A)两者中的较大者,它度量了两个点集间的最大不匹配程度。
9.根据权利要求8所述的一种基于带时标信息采集的全网同断面数据处理方法,其特征在于,所述步骤5包括如下步骤:步骤5.2:曲线局部精细化,计算出初始曲线与对应所有对应采集点的偏差值,设定偏差阈值e ths ,找出超过偏差阈值的所有极大值点,具体操作如下:(1)根据Hausdorff距离公式,计算得到数据点与曲线的逼近偏差 (2)求取最大逼近偏差h(Q,B);(3)设置偏差阈值e ths =β×h(Q,B),β为比例系数;(4)提取偏差曲线上所有大于偏差阈值e ths 的点;(5)将这些点作为新的特征点进行重新拟合,两个初始关键点之间一次性增加的关键点不能超过一个;(6)重复上述步骤,直至满足拟合精度,计算结束。
10.根据权利要求1所述的一种基于带时标信息采集的全网同断面数据处理方法,其特征在于,所述步骤5包括如下步骤:步骤5.3:拟合精度评定,提取上一级特征点之后,得两相邻特征点分别为(x k ,y k )和(x k+1 ,y k+1 )之间曲线段上距这两个特征点之间直接的偏差最大的点(x i ,y i ),通过计算特征点的h值,即点(x i ,y i )到点(x k ,y k )和(x k+1 ,y k+1 )所连直线的垂直距离,计算公式为:计算出除端点以外的所有h值,将 作为曲线的整体平方误差,整体平方误差作为衡量曲线拟合精度的一个指标。