基于正态分布理论的电能质量指标95概率大值算法研究.pdf

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1、2014年4月第l7卷第4期贵州电力技术专题研讨2014，Vol，17，No．4GUIZHOUELECTRICPoWERTECHNOLOGYSpecialRepots基于正态分布理论的电能质量指标95概率大值算法研究刘宁，王昕，杨昊睿(深圳市中电电力技术股份有限公司，广东深圳518040)摘要：电能质量指标95概率大值是电能质量领域基础数据之一，是执行电能质量统计、分析和评估的重要依据。目前多采用排序算法来计算电能质量指标95概率大值，但实践中发现该算法在大数据量下性能迅速下降，无法满足实际应用需要。基于正态分布及标准化变换理论提出一种95概率大值新算法，对

2、算法原理、流程进行了详细说明，并针对新老算法进行比对性试验。试验证明新算法在准确度上满足要求，且具有更高的计算效率，因此具有良好的应用前景。关键词：电能质量；95概率大值；正态分布理论；正态性检验文章编号：1008—083X(2014)04—0028—03中图分类号：TM74文献标志码：B在指定数据样本下，如果变量不大于某数值的累公用电网谐波》、《电能质量三相电压不平衡》中都积概率等于95％，则称该数值为该变量的95概率大提到的95概率大值算法为：将采集到的数据按从大值。1991年颁布的IEC61000—4—7⋯标准中提到将到小的顺序依次排列，去掉前5％的数

3、据，取剩余数95概率大值作为电能质量参数评估指标，IEC61000据的最大值作为该电能质量指标的95概率大值。—4—3O、电能质量国标儿也陆续丰富了用95将该算法用数据库SQL(StandardQueryingLan—概率大值对不同电能质量指标进行评估的理念。在guage，标准查询语言)语言可以有多种实现，但多种电能质量监测评估分析体系中，95概率大值扮演重实现的本质相同。其中一种实现的流程如下：要角色，越来越多的电能质量监测评估分析系统均采(1)选择电能质量指标x在时间段T内的原始用95概率值作为电能质量指标衡量依据。数据并按从大到小排序，得到样本1；IE

4、C61000—4—30及电能质量国标《电能质量(2)删除样本1中最大的5％数据，得到样本2；公用电网谐波》、《电能质量三相电压不平衡》等中(3)选择样本2中最大的一个数据。该数均提出了95概率大值的近似算法。该算法简单易据即为电能质量指标X在时间段T内的95概懂，且易于计算，很容易被接受，是目前主流的95概率大值。率大值算法。但是实践中发现当电能质量监测系统基于排序的传统算法简单易懂，容易被接存在海量原始数据时，这种排序筛选算法的性能迅受，是目前主流的95概率大值计算方法。但是速下降。面对规模日益扩大的电能质量监测系统，该算法涉及到多次数据库操作，面对规模日

5、益扩需要研究出更加科学、更加合理的新型95概率大值大的电能质量监测系统，这种算法逐渐暴露出算算法，以解决海量数据下的95概率大值算法性能。法性能的不足，主要体现在海量数据下的查询性本文分析了现有基于排序的95概率大值算法能迅速下降。根据实际应用情况统计，在一个包的不足，结合正态分布及标准化变换相关理论，提出含一个监测点一年数据的电能质量数据库中，计一种新型95概率大值算法，并与传统算法进行比对算一个电能质量指标一个月的95概率大值需耗性试验，说明了新算法的准确度与计算效率。时2—3分钟。而常规的电能质量报表通常包含50个以上的电能质量指标，因此需要研究性能更

6、1基于排序的95概率大值算法优越的95概率大值新算法，以优化海量数据下IEC61000—4—30及电能质量国标《电能质量95概率大值算法性能。·28·贵州电力技术第17卷(3)对于电能质量原始数据样本x，通过正态算法其计算结果相对误差趋近于0。性检验算法验证其是否符合正态分布。(2)新算法在查询效率方面更加优越，并且这种(4)对于符合正态分布的电能质量数据样本，优势在大容量样本条件下表现的更加明显，因此新算通过标准化变换将其变换为标准正态分布，得到新法更适用于目前规模日益增大的电能质量监测系统。的数据样本z，变换公式如下：表1新老95概率大值算法计量准确度Z

7、=(X一~)／cr(1)及效率比对试验统计结果(5)针对符合标准正态分布的样本z查找标准正态分布表J，得到当累积概率P=(Z)=0．95时，对应的变量z=1．645。则根据上式(1)得到电能质量数据样本x的95概率大值算法如下：X0．95=1．645仃+(2)其中X0．95表示该电能质量数据样本x的95表2新老95概率大值算法计量准确度概率大值。及效率比对试验统计结果算法流程图如下：选取电能质量指标x在评估时段T内的数据样本，计算平均值u，标准差o’————、～～、耍墨兰至塑———一5结论，1『基于正态分布理论的电能质量指标95概率大基于标准化变换理论，查询

8、标准正态分布表，利用定义对原始数据进行排得出Z0．0