(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210915033.3 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 扬州大学 地址 225009 江苏省扬州市大 学南路88号 (72)发明人 成翔　孙小兵　李斌　张佳乐　 朱毅　杨超　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 孟红梅 (51)Int.Cl. G06K 9/62(2022.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 16/215(2019.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 基于同步相量数据的电网实时事件检测和 定位方法及系统 (57)摘要 本发明公开了基于同步相量数据的电网实 时事件检测和定位方法及系统， 首先利用线性回 归和切比雪 夫检测器对PMU同步相量数据进行异 常检测和清 洗， 并通过DBSCAN聚类算法检测聚类 变化点从而进行事件分类， 再从五个维度对PMU 数据进行统计分析， 计算PMU分值， 最后进行子图 构建与扫描以获取事件位置。 仿真结果证明了本 发明对事件检测、 分类和定位的有效性。 工业数 据的结果证明了异常检测的必要性 以及事件检 测算法的有效性。 本发明能够提供一种非常有效 的基于PMU的电网实时事件检测工具， 可帮助电 力系统运营商提高决策效率。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 115409088 A 2022.11.29 CN 115409088 A 1.基于同步相量数据的电网实时事 件检测和定位方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1， 利用线性回归检测器和切比雪夫检测器PMU同步相量数据是否存在异常， 将异 常数据清洗后， 根据PMU数据计算有功和无功功率流， 并通过DBSCAN聚类算法基于所有PMU 的电压、 电流、 有功 功率流、 无功功率流和频率检测聚类 变化点； 步骤2， 根据聚类变化情况对事件进行分类， 事件类型包括有功功率事件、 无功功率事 件和故障事件； 其中有功功率事件是检测到电流和有功功率有聚类变化， 电压和无功功率 无聚类变化； 无功功率事件是检测到电压和无功功率有聚类变化， 电流和有功功率无聚类 变化； 故障事 件是检测到电压、 电流、 有功 功率、 无功 功率和频率有聚类 变化； 步骤3， 从香农熵SE、 标准差σ、 变化范围Range、 平均差MD和波峰系数CF对PMU数据进行 统计分析， 计算PMU分值NS＝(SE+CF)*(σ +Range+MD)， 选出分值最高的一个或多个PMU构建 子图， 并基于事 件类别和分值对子图进行扫描， 获取事 件位置。 2.根据权利要求1所述的基于同步相量数据的电网实时事件检测和定位方法， 其特征 在于， 所述步骤1中还包括： 通过瞬态 窗口检测来剔除假阳性数据， 若线性回归检测器和切 比雪夫检测器 检测出的异常数据落在瞬态窗口， 则取消异常标记， 视为 正常数据。 3.根据权利要求1所述的基于同步相量数据的电网实时事件检测和定位方法， 其特征 在于， 所述步骤1中， 给定DBSCAN算法的簇半径和最小点数进行聚类， 若有数据点在前后两 次聚类中， 归属的类簇发生变化， 则认为检测到聚类 变化点。 4.根据权利要求1所述的基于同步相量数据的电网实时事件检测和定位方法， 其特征 在于， 所述步骤3中， 香农熵 标准差 变化范围 Range＝|max(Xi)‑min(Xi)|； 平均差MD＝|μCluster1 ‑μCluster2|； 波峰系数 Xi是数据流， N为窗口的长度， 数据窗口中包含事件前后的数据； μ是数据窗 口内数据的平均值， max和min表示数据窗口内数据的最大值和最小值， μCluster1和μ Cluster2分别是事 件前和事 件后的数据窗口内的平均值。 5.根据权利要求1所述的基于同步相量数据的电网实时事件检测和定位方法， 其特征 在于， 采用P MU同步相量数据中的电压、 电流、 有功功 率流、 无功功 率流或频率中的一种数据 计算PMU得分， 或采用多种数据分别计算PMU得分再加权融合作为 最终得分。 6.根据权利要求1所述的基于同步相量数据的电网实时事件检测和定位方法， 其特征 在于， 所述步骤3中， 只有一个PMU时， 由PMU及其相邻总线构建子图， PMU数量大于一时， 根据 NS至少选择前两个PMU， 并计算所选择的PMU之间的最短距离作为半径， 由所选择P MU及计算 半径内的总线构建子图。 7.根据权利要求6所述的基于同步相量数据的电网实时事件检测和定位方法， 其特征 在于， 所述步骤3中， 对子图进行扫描获取事件位置， 具体为： 获取子图中的所有总线， 若事 件类型为无功功 率事件， 则事件位置在无功功 率总线， 若事件类型为有功功 率事件， 则事件 位置在有功 功率总线， 若事 件类型为故障事 件， 则事件位置在NS分值 最高的PMU总线。 8.基于同步相量数据的电网实时事 件检测和定位系统， 其特 征在于， 包括： 事件检测模块， 用于利用线性回归检测器和切比雪夫检测器PMU同步相量数据是否存 在异常， 将异常数据清洗后， 根据PMU数据计算有功和无功功率流， 并通过DBSCAN聚类算法权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115409088 A 2基于所有PMU的电压、 电流、 有功 功率流、 无功功率流和频率检测聚类 变化点； 事件分类模块， 用于根据聚类变化情况对事件进行分类， 事件类型包括有功功率事件、 无功功率事件和故障事件； 其中有功功率事件是检测到电流和有功功率有聚类变化， 电压 和无功功率无聚类变化； 无功功率事件是检测到电压和无功功率有聚类变化， 电流和有功 功率无聚类 变化； 故障事 件是检测到电压、 电流、 有功 功率、 无功 功率和频率有聚类 变化； 以及事件定位模块， 用于从香农熵SE、 标准差σ、 变化范围Range、 平均差MD和波峰系数 CF对PMU数据进行统计分析， 计算PMU分值NS＝(SE+CF)*(σ +Range+MD)， 选出分值最高的一 个或多个PMU构建子图， 并基于事 件类别和分值对子图进行扫描， 获取事 件位置。 9.一种计算机系统， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计 算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求 1‑7任一项所 述的基于同步相量数据的电网实时事 件检测和定位方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1 ‑7任一项所述的基于同步相量数 据的电网实时事 件检测和定位方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115409088 A 3