本发明涉及性能分析，尤其是一种电容式电压互感器性能评估分析系统。
背景技术：
1、在电力系统中，电容式电压互感器的主要作用是进行电压的测量、保护和监控。然而，由于其运行环境恶劣、设备老化、制造质量等因素，电容式电压互感器可能会发生各种故障。这些故障不仅可能导致误测、误保护、设备损坏甚至系统不稳定等问题，还会大大增加系统维护和修复的成本，同时可能引起不必要的停机时间，影响电力供应的连续性。现有技术中，传统的电压互感器性能评估系统不够完善，在检测到异常数据的时候，不能及时地进行修复，导致互感器的高精度性能会受到制约，输出也会出现偏差，大大降低了电压互感器的精度。鉴于以上问题，本发明提出一种电容式电压互感器性能评估分析系统以解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是通过提出一种电容式电压互感器性能评估分析系统，以解决上述背景技术中提出的缺陷。
2、本发明采用的技术方案如下：
3、提供一种电容式电压互感器性能评估分析系统，包括：
4、边缘计算模块：用于对电压互感器计量性能数据的异常检测；
5、配置管理模块：用于对电压互感器的配置进行集中地管理；
6、性能分析模块：用于对电压互感器的性能进行可视化的分析；
7、系统管理模块：用于实现用户对系统中数据进行操作和权限管理。
8、作为本发明的一种优选技术方案：所述边缘计算模块包括数据监测子模块，所述数据监测子模块用于实时监测电压互感器的数据；
9、数据采集子模块，所述数据采集子模块用于采集电压互感器进行性能评估所需要的数据；
10、数据处理子模块，所述数据处理子模块用于对采集的数据进行预处理，保证采集的数据准确性；
11、特征提取子模块，所述特征提取子模块用于检测并修复异常数据。
12、作为本发明的一种优选技术方案：所述数据处理子模块中的预处理包括数理分析、数字建模、数据抽取和数据清洗。
13、作为本发明的一种优选技术方案：所述特征提取子模块的具体步骤如下：
14、对处理后的数据进行分类并特征提取；
15、通过特征数据判断原数据是否异常；
16、对异常的数据通过模型进行训练修复；
17、对修复后的数据进行有效性的评价。
18、作为本发明的一种优选技术方案：所述对数据进行分类并特征提取基于随机森林算法，所述随机森林的构建步骤如下：
19、已知原始电压互感器的数据集为d，n为数据的总量，m为特征总数
20、步骤一：从数据集d中有放回地随机抽取n个数据，并重复n次；
21、步骤二：构建决策树，先在m个特征中随机抽取m个组成特征子集，其中，m<m；
22、步骤三：循环执行步骤二，直至建立k棵决策树，以构成随机森林{ti，i＝1，2，...，k}；
23、步骤四：通过借助随机森林中k棵决策树来分类预测测试集，最终得到k个预测结果{t1(x)，t2(x)，...，tk(x)}；
24、步骤五：把各决策树预测结果的众数作为各样本最终的预测结果：
25、
26、作为本发明的一种优选技术方案：所述通过特征数据判断原数据是否异常的步骤为：
27、设定每种数据的阈值范围；
28、将特征数据与阈值范围相比较；
29、若特征数据在阈值范围内，则原数据正常；若特征数据不在阈值范围内，则原数据异常。
30、作为本发明的一种优选技术方案：所述对异常的数据通过模型进行训练修复基于knn算法，具体步骤如下：
31、按照时间顺序建立以连续5个数据为一组的历史数据状态向量库xn,其中，n＝1,2,…),按照同样的状态向量建立方式，选取异常数据前后两个正常时间间隔的正常数据，建立异常数据状态向量x,x＝{va1，va2，va(ω)，va4，va5},其中，va(ω)为异常数据，则修复算法公式为：
32、
33、其中，为异常数据对应的历史数据的子数据，αi为异常数据对应的历史数据的子数据所占的权重，为修复后的异常数据。
34、作为本发明的一种优选技术方案：所述对修复后的数据进行有效性的评价指标基于平均相对误差mape、均方根误差rmse和相关系数r，具体公式如下：
35、
36、
37、
38、其中，vi是真实值，是修复后的值，n是异常数据的个数，mvi表示数据vi的均值，表示数据的均值。
39、作为本发明的一种优选技术方案：所述配置管理模块实现对现场站发送模式、发送频率、计算频率、电压信号采集板串口和电压信号传输线的集中配置管理。
40、作为本发明的一种优选技术方案：所述系统管理模块包括用户管理、角色管理、菜单管理、参数管理、字典管理和日志管理。
41、本发明提供的一种电容式电压互感器性能评估分析系统，与现有技术相比，其有益效果有：
42、本发明的特征提取子模块基于随机森林算法能够快速的对数据进行分类并特征提取，同时将特征值与阈值范围进行比对，找出异常数据，再基于knn算法的模型对异常数据进行修复，通过评价指标判断修复数据与真实数据阈值的偏差，大大提高的数据的精确性，避免数据异常处理不及时出现的问题，同时，异常数据与评价指标结果均会可视化显示，便于站内人员清楚的知道问题出现的原因，方便日后对电压互感器的升级与维护。
1.一种电容式电压互感器性能评估分析系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种电容式电压互感器性能评估分析系统，其特征在于：所述边缘计算模块(1)包括数据监测子模块(11)，所述数据监测子模块(11)用于实时监测电压互感器的数据；
3.根据权利要求2所述的一种电容式电压互感器性能评估分析系统，其特征在于：所述数据处理子模块(12)中的预处理包括数理分析、数字建模、数据抽取和数据清洗。
4.根据权利要求2所述的一种电容式电压互感器性能评估分析系统，其特征在于：所述特征提取子模块(14)的具体步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种电容式电压互感器性能评估分析系统，其特征在于：所述对数据进行分类并特征提取基于随机森林算法，所述随机森林的构建步骤如下：
6.根据权利要求4所述的一种电容式电压互感器性能评估分析系统，其特征在于：所述通过特征数据判断原数据是否异常的步骤为：
7.根据权利要求4所述的一种电容式电压互感器性能评估分析系统，其特征在于：所述对异常的数据通过模型进行训练修复基于knn算法，具体步骤如下：
8.根据权利要求7所述的一种电容式电压互感器性能评估分析系统，其特征在于：所述对修复后的数据进行有效性的评价指标基于平均相对误差mape、均方根误差rmse和相关系数r，具体公式如下：
9.根据权利要求8所述的一种电容式电压互感器性能评估分析系统，其特征在于：所述配置管理模块(2)实现对现场站发送模式、发送频率、计算频率、电压信号采集板串口和电压信号传输线的集中配置管理。
10.根据权利要求1所述的一种电容式电压互感器性能评估分析系统，其特征在于：所述系统管理模块(3)包括用户管理、角色管理、菜单管理、参数管理、字典管理和日志管理。
