CN108519514A - 基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法 - Google Patents

基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法 Download PDF

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姚豪立
王培慧
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Abstract

本发明涉及电能表技术领域，尤其涉及一种基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法。它主要计算单相表和A、B、C三相的皮尔逊相关系数，然后根据得到的皮尔逊系数来判断相位。采用这种方法，利用集中器本身采集的电压数据进行检测单相表的相别，能方便检测相位信息，而且成本较低。

Description

基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法
技术领域
本发明涉及电能表技术领域，尤其涉及一种基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法。
背景技术
现有技术对台区内的单相工作的电表以及采集设备的相位信息获取一般有两种方法：
一种是通过停电的方式进行相位检测，即停某一相的电，然后检测哪几个单相电表停止工作了，则可以判断这几个单相电表是连接在停电了的这一相上，但是采用这种方法，首先会影响具名的常日生活，其次每个台区都需要人工处理，处理及其耗费人力物力，最后太区内如果用户数量变化或者用户位置变化后又需要重新进行更新。
还有一种是在台区中设置一种新型的路由模块，在这种路由模块上增加采集台区电能表相位功能，但是这种结构需要，采集设备集中器、路由模块以及电能表都支持才可以，推广成本较高，而且这种技术方案主动权在路由厂家，每个厂家方案均不同，电能表与集中器需要适配路由模块做出不同的方案，这样会造成资源的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法，采用这种方法，利用集中器本身采集的电压数据进行检测单相表的相别，能方便检测相位信息，而且成本较低。
本发明所采用的技术方案是：一种基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法，它包括以下步骤：
S1、集中器每隔W时间同时采集总表的三相电压值UAX、UBX、UCX及每个单相表电压数据UmX，其中UAX为A相第X次采集的电压值,UBX为B相第X次采集的电压值,UCX为C相第X次采集的电压值，UmX为第m个单相表第X次采集的电压值；
S2、运行Y时间后，采集了N次数据，取得总表的三相电压值UA1、UB1、UC1，UA2、UB2、UC2、、、、UAN、UBN、UCN，和单相表电压数据Um1、Um2、、、、UmN；
S3、计算总表Y时间内的三相电压的平均值和单相表电压平均值其中，
S4、分别计算单相表和A、B、C三相在Y时间内的标准差，
S5、分别计算单相表和A、B、C三相的协方差，
S6、计算单相表和A、B、C三相的皮尔逊相关系数，
S7、根据计算出的皮尔逊相关系数进行相关性分析，得到该单相表用户所接的电压相别；
S8、对每一个单相表执行步骤S1-S7，得到每一个单相表所接的电压相别。
所述步骤S7具体是指，将得到的三个皮尔逊相关系数ρm，A、ρm，B，ρm，C与1之间相减然后取绝对值，然后将得到的三个绝对值相比，若ρm，A计算后的数值最小，则所接电压相别为A相，若ρm，B计算后的数值最小，则所接电压相别为B相，若ρm，C计算后的数值最小，则所接电压相别为C相。
若得到的三个绝对值都大于0.3，则判断出现错误，并且将错误上报。
步骤S7与步骤S8之间还需要***对这个得到的电压相位进行验证的步骤。
所述验证的步骤为对这个单相表重复步骤S1-S7，然后将得到的结果与之前的结果进行比对。
所述验证的步骤为对这个单相表重复步骤S1-S7两次，然后将总共得到的三个结果进行比对，判断是否相同，若相同，则判断得到的结果正确，若不相同，则判断出现错误，并且将错误上报。
所述W为15分钟。
所述Y为1天。
采用以上方法与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过算法得到某单相表与A、B、C三相的皮尔逊相关系数，然后就可根据这个皮尔逊相关系数来得到单相表与三个相位之间的电压波动曲线之间是否相似，即皮尔逊系数越接近1，相似度越高，反之则相似度越低，跟某一个相位的电压波动曲线相似，则可以判断这个单相表就是连接在这个相位上，这样不需要停电操作，而且不需要设置额外的路由模块，进而使得相位检测比较方便，且检测成本较低，检测准确率较高。
附图说明
图1为具体实施中单相表和A、B、C三相形成的曲线图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述，但是本发明不仅限于以下具体实施方式。
一种基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法，它包括以下步骤：
S1、集中器每隔W时间同时采集总表的三相电压值UAX、UBX、UCX及每个单相表电压数据UmX，其中UAX为A相第X次采集的电压值,UBX为B相第X次采集的电压值,UCX为C相第X次采集的电压值，UmX为第m个单相表第X次采集的电压值；本具体实施例中W设为15分钟检测一次，
S2、运行Y时间后，采集了N次数据，取得总表的三相电压值UA1、UB1、UC1，UA2、UB2、UC2、、、、UAN、UBN、UCN，和单相表电压数据Um1、Um2、、、、UmN；本具体实施例中设置Y为1天，
即本具体实施例一天采集了96次数据，如下表一所示：
表一
S3、计算总表Y时间内的三相电压的平均值和单相表电压平均值其中，
可以得到
S4、分别计算单相表和A、B、C三相在Y时间内的标准差，
可以得到SA＝5.121838，SB＝6.111814，SC＝4.368949，Sm＝4.793285,；
S5、分别计算单相表和A、B、C三相的协方差，
可以得到，cov(m，A)＝23.76579，cov(m，B)＝15.300526，cov(m，C)＝8.923158；
S6、计算单相表和A、B、C三相的皮尔逊相关系数，
可以得到ρm，A＝0.96804，ρm，B＝0.5222795，ρm，C＝0.426097；
S7、根据得到的三个皮尔逊相关系数，可以得到A相的皮尔逊相关系数与1最接近，所以这个单相表是连接在A相上，而且从图1中也可以看出，单相表的电压曲线与A相的电压曲线形状最接近。
并且单个单相表上述步骤会重复进行三次，直到三次结果相同，才判断这个检测结果是正确的。
然后其他的单相表也是按照上述步骤一样进行检测，这样就可以得到所有单相表的相位关系了。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。

Claims (8)

1.一种基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法，其特征在于，它包括以下步骤：
S1、集中器每隔W时间同时采集总表的三相电压值UAX、UBX、UCX及每个单相表电压数据UmX，其中UAX为A相第X次采集的电压值,UBX为B相第X次采集的电压值,UCX为C相第X次采集的电压值，UmX为第m个单相表第X次采集的电压值；
S2、运行Y时间后，采集了N次数据，取得总表的三相电压值UA1、UB1、UC1，UA2、UB2、UC2、、、、UAN、UBN、UCN，和单相表电压数据Um1、Um2、、、、UmN；
S3、计算总表Y时间内的三相电压的平均值和单相表电压平均值其中，
S4、分别计算单相表和A、B、C三相在Y时间内的标准差，
S5、分别计算单相表和A、B、C三相的协方差，
S6、计算单相表和A、B、C三相的皮尔逊相关系数，
S7、根据计算出的皮尔逊相关系数和相关性分析，得到该单相表所接的电压相别；
S8、对每一个单相表执行步骤S1-S7，得到每一个单相表所接的电压相别。
2.根据权利要求1所述的基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法，其特征在于：所述步骤S7具体是指，将得到的三个皮尔逊相关系数ρm，A、ρm，B，ρm，C与1之间相减然后取绝对值，然后将得到的三个绝对值相比，若ρm，A计算后的数值最小，则所接电压相别为A相，若ρm，B计算后的数值最小，则所接电压相别为B相，若ρm，C计算后的数值最小，则所接电压相别为C相。
3.根据权利要求2所述的基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法，其特征在于：若得到的三个绝对值都大于0.3，则判断出现错误，并且将错误上报。
4.根据权利要求1所述的基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法，其特征在于：步骤S7与步骤S8之间还需要***对这个得到的电压相位进行验证的步骤。
5.根据权利要求4所述的基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法，其特征在于：所述验证的步骤为对这个单相表重复步骤S1-S7，然后将得到的结果与之前的结果进行比对。
6.根据权利要求5所述的基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法，其特征在于：所述验证的步骤为对这个单相表重复步骤S1-S7两次，然后将总共得到的三个结果进行比对，判断是否相同，若相同，则判断得到的结果正确，若不相同，则判断出现错误，并且将错误上报。
7.根据权利要求1所述的基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法，其特征在于：所述W为15分钟。
8.根据权利要求1所述的基于皮尔逊相关系数算法的台区相位识别方法，其特征在于：所述Y为1天。
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