一种面向电力现货交易的计量侧负荷可信校核方法与流程

本发明涉及充电设备的计量数据校核，更具体地说，本发明涉及一种面向电力现货交易的计量侧负荷可信校核方法。

背景技术：

1、在电力现货交易中，充电站作为柔性负荷需要向市场申报短期负荷基线，运行结束后市场运营方会根据实际计量数据与申报基线的偏差进行结算。现有负荷可信校核方法主要依赖计量装置采集的功率数据序列，通过对比申报值与实测值之间的偏差，结合统计阈值判断负荷申报的可信度，通常将校核时间窗口内的计量值作为稳定采样点处理，以能量累积值或平均功率作为校核依据，采用这种处理方式的原因是充电设备在稳态充电阶段功率变化平缓，校核窗口内的总能耗偏差能够反映申报行为的诚实性，且该方法计算简单、便于在远程校核系统中实施，在校核窗口内，计量数据被视为可信的前提是充电设备运行在平稳状态，计量装置能够正确反映电能消耗。

2、然而直流快充桩中的ac/dc和dc/dc变换模块在工作状态切换或响应现货价格信号进行功率调节时，会产生数百毫秒至数秒级的暂态过程，而充电桩内置计量芯片的采样和抗混叠滤波性能有限，在该暂态过程中采集到的功率和能量值存在固有的计量残差，这个残差的大小和形态与暂态发生的时刻相对于现货校核窗口边界的相对位置直接相关，当功率突变的暂态过程恰好跨越相邻校核窗口分界时，该计量残差会被分裂到两个窗口中，产生非随机性的、跨窗口互相关联的偏差，现有校核方法将这种发生在物理层面的计量失真与真实的负荷偏离混为一谈，一旦充电设备依据结算价格频繁调节功率，暂态计量残差在校核中会被系统性放大，导致对负荷申报可信度的判定失真。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种面向电力现货交易的计量侧负荷可信校核方法以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种面向电力现货交易的计量侧负荷可信校核方法，包括：

4、s1：获取充电设备在各校核窗口内的计量能量值、计量功率及功率突变事件；

5、s2：计算相邻校核窗口的计量功率与滑动平均功率之间的差分残差序列，当差分残差序列在相邻校核窗口边界附近出现极性反转且反转前后的峰值残差比值处于预设区间时，将功率突变事件识别为跨窗暂态事件；

6、s3：对每个跨窗暂态事件，以突变前的稳态功率斜率与突变后的稳态功率斜率构建无暂态影响的参考能量轨迹，计算暂态时段内计量能量值与参考能量轨迹的差值，得到暂态总残差；

7、s4：确定差分残差序列在相邻校核窗口边界附近极性反转的过零时刻，以过零时刻将暂态时段划分为第一时段和第二时段，按第一时段与第二时段的时长比值将暂态总残差分解为第一窗口残差分量和第二窗口残差分量；

8、s5：从相邻两个校核窗口的计量能量值中对应扣减第一窗口残差分量和第二窗口残差分量，得到用于负荷可信校核的修正能量值。

9、进一步地，获取充电设备在各校核窗口内的计量能量值、计量功率及功率突变事件，包括：

10、从计量芯片的寄存器读取以校核窗口为周期的电能累积寄存器的增量值作为计量能量值，读取瞬时有功功率寄存器的采样值序列作为计量功率，并对计量功率的采样值序列进行逐点差分，将差分值超出稳态波动阈值的连续采样点区间标记为功率突变事件。

11、进一步地，计算相邻校核窗口的计量功率与滑动平均功率之间的差分残差序列，当差分残差序列在相邻校核窗口边界附近出现极性反转且反转前后的峰值残差比值处于预设区间时，将功率突变事件识别为跨窗暂态事件，包括：

12、对相邻校核窗口的计量功率进行滑动平均处理得到滑动平均功率，将计量功率与滑动平均功率逐点相减得到差分残差序列，扫描差分残差序列在相邻校核窗口边界两侧的符号，将边界两侧符号由正变负或由负变正判定为极性反转，提取极性反转位置之前差分残差序列的最大绝对值作为第一峰值残差和之后的最大绝对值作为第二峰值残差，计算第二峰值残差与第一峰值残差的比值，当比值落在预设区间内时，将触发极性反转的功率突变事件识别为跨窗暂态事件。

13、进一步地，将边界两侧符号由正变负或由负变正判定为极性反转，包括：在差分残差序列中，从相邻校核窗口边界向两侧各取预设数量的采样点，当靠近前一校核窗口一侧的采样点均为正值且靠近后一校核窗口一侧的采样点均为负值时，判定为由正变负的极性反转，当靠近前一校核窗口一侧的采样点均为负值且靠近后一校核窗口一侧的采样点均为正值时，判定为由负变正的极性反转。

14、进一步地，预设区间通过以下方式确定：收集充电设备在历史校核周期中所有被识别为跨窗暂态事件的功率突变事件所对应的峰值残差比值，剔除其中暂态时段完全落在单个校核窗口内的伪跨窗事件对应的比值，计算剩余比值的均值与标准差，以均值正负偏移设定倍标准差的范围作为预设区间。

15、进一步地，对每个跨窗暂态事件，以突变前的稳态功率斜率与突变后的稳态功率斜率构建无暂态影响的参考能量轨迹，计算暂态时段内计量能量值与参考能量轨迹的差值，得到暂态总残差，包括：

16、截取跨窗暂态事件发生前稳态区间内计量功率的采样值序列进行线性拟合，得到突变前的稳态功率斜率，截取跨窗暂态事件发生后稳态区间内计量功率的采样值序列进行线性拟合，得到突变后的稳态功率斜率，将突变前的稳态功率斜率与突变后的稳态功率斜率在时间轴上首尾连接，形成覆盖暂态时段的参考功率曲线，对参考功率曲线进行时间积分得到参考能量轨迹，将暂态时段内计量能量值减去参考能量轨迹在对应时刻的值，得到暂态总残差。

17、进一步地，截取跨窗暂态事件发生前稳态区间内计量功率的采样值序列和截取跨窗暂态事件发生后稳态区间内计量功率的采样值序列，包括：从功率突变事件的起始时刻向前回溯，将计量功率的逐点差分值连续低于稳态波动阈值的最后一个采样区间确定为跨窗暂态事件发生前稳态区间，从功率突变事件的结束时刻向后延伸，将计量功率的逐点差分值连续低于稳态波动阈值的第一个采样区间确定为跨窗暂态事件发生后稳态区间。

18、进一步地，确定差分残差序列在相邻校核窗口边界附近极性反转的过零时刻，以过零时刻将暂态时段划分为第一时段和第二时段，按第一时段与第二时段的时长比值将暂态总残差分解为第一窗口残差分量和第二窗口残差分量，包括：

19、在差分残差序列中定位极性反转位置两侧相邻的正值采样点和负值采样点，对正值采样点与负值采样点之间进行线性插值，将插值结果为零的时刻确定为过零时刻，确认过零时刻落在暂态时段内，将暂态时段中早于过零时刻的部分划分为第一时段，将暂态时段中晚于过零时刻的部分划分为第二时段，计算第一时段时长与第二时段时长的比值，将暂态总残差乘以第一时段时长与暂态时段总时长的比例得到第一窗口残差分量，将暂态总残差乘以第二时段时长与暂态时段总时长的比例得到第二窗口残差分量。

20、进一步地，从相邻两个校核窗口的计量能量值中对应扣减第一窗口残差分量和第二窗口残差分量，得到用于负荷可信校核的修正能量值，包括：

21、将相邻两个校核窗口中时序在先的校核窗口的计量能量值减去第一窗口残差分量，得到在先校核窗口的修正能量值，将相邻两个校核窗口中时序在后的校核窗口的计量能量值减去第二窗口残差分量，得到在后校核窗口的修正能量值，将在先校核窗口的修正能量值和在后校核窗口的修正能量值作为用于负荷可信校核的修正能量值。

22、进一步地，从相邻两个校核窗口的计量能量值中对应扣减第一窗口残差分量和第二窗口残差分量之前，还包括：分别校验第一窗口残差分量和第二窗口残差分量的绝对值是否均不超过对应校核窗口内计量能量值的预设比例，若超过，则放弃该次扣减，保留原始计量能量值作为修正能量值。

23、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

24、1.从直流快充桩的暂态过程这一物理源头出发，通过差分残差序列的极性反转特征识别跨窗暂态事件，将暂态计量残差从充电设备的正常负荷偏离中剥离出来，消除了变换模块状态切换和功率调节在计量芯片上引发的固有失真对校核结果的干扰，针对暂态时段被校核窗口边界切割这一核心难点，利用差分残差序列在极性反转处的过零时刻自适应划分暂态时段的归属边界，使得暂态总残差在两个窗口的分配比例由暂态过程本身的时间特性决定，避免了人为窗口边界与实际暂态转换点不一致带来的分配偏差，提高了校核窗口计量能量值的修正精度；

25、2.在残差分解结果应用之前，通过校验第一窗口残差分量和第二窗口残差分量的绝对值与对应窗口计量能量值的比例关系，将异常的分解结果排除在扣减操作之外，防止了因差分残差序列偶然波动导致的误修正，保证了输出给负荷可信校核环节的修正能量值的可靠性，整个方法从充电设备计量芯片的寄存器读取原始数据，到最终输出经过暂态剥离的修正能量值，构成一个闭环的数据处理链条，每一步处理的输入均来自前一步的输出，不依赖额外的传感装置或通信对时设备，在充电设备现有的硬件条件下即可实施，为充电站参与电力现货交易时的负荷基线校核提供了一种基于计量侧自身数据的可信保障手段。