一种有效提升电力系统数据质量的系统及方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 112446801 A(43)申请公布日 2021.03.05

(21)申请号 202011173435.8(22)申请日 2020.10.28

(71)申请人 国网辽宁省电力有限公司

地址 110001 辽宁省沈阳市和平区宁波路

18号

申请人 北京科东电力控制系统有限责任公

司(72)发明人 王顺江　吴鑫　徐淼　赵春光　

周桂平　陈威　王铎　(74)专利代理机构 沈阳之华益专利事务所有限

公司 21218

代理人 黄英华(51)Int.Cl.

G06Q 50/06(2012.01)H02J 13/00(2006.01)

权利要求书4页 说明书8页 附图2页

()发明名称

一种有效提升电力系统数据质量的系统及方法

(57)摘要

本发明一种有效提升电力系统数据质量的系统及方法，主要包括以下部件：前置校验模块、模型校验模块、数据校验模块和图形校验模块；所述前置校验模块主要用于链路校验和前置非实测检验；所述模型校验模块用于参数检查、模型校验和拓扑校验；所述数据校验模块主要用于质量码校验、不平衡量校验、网络拓扑分析校验；所述图形校验模块用于根据厂站表记录校验厂站图是否缺失，校验厂站图厂站ID是否正确，校验厂站图里每个设备的ID是否缺失，设备ID能否找到，设备ID是否归属于该厂站。本发明可找到电力系统中有问题的数据，整改后可以有效提升电力系统的数据质量，确保信息化电力系统调度中心可以高效、精准、全方位追踪并了解电网的运行状况。

CN 112446801 ACN 112446801 A

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1.一种有效提升电力系统数据质量的系统，其特征在于：主要包括以下部件：前置校验模块(1)、模型校验模块(2)、数据校验模块(3)和图形校验模块(4)；所述前置校验模块主要用于链路校验和前置非实测检验；所述模型校验模块用于参数检查、模型校验和拓扑校验；所述数据校验模块主要用于质量码校验、不平衡量校验、网络拓扑分析校验；所述图形校验模块用于根据厂站表记录校验厂站图是否缺失，校验厂站图厂站ID是否正确，校验厂站图里每个设备的ID是否缺失，设备ID能否找到，设备ID是否归属于该厂站。

2.根据权利要求1所述的一种有效提升电力系统数据质量的系统，其特征在于：所述数据校验模块还具有其他校验功能。

3.根据权利要求2所述的一种有效提升电力系统数据质量的系统的提升方法，其特征在于包括以下步骤：

⑴链路校验：所述前置校验模块进行前置链路状态校验，找到出现问题的链路，确保前置链路可以正常使用；

⑵前置非实测检验：所述前置校验模块校验采集点表里数据是否被采集，对于有点号但不正常上送数据进行统计；

⑶参数检查：模型校验模块检查线路、变压器及绕组参数、档位参数、串并联补偿设备参数模型是否正确；

⑷模型校验：模型校验模块检查线路的线段与线段端点之间对应关系，检查变压器和变压器绕组的对应关系；检查变压器的绕组类型，双绕组或者三绕组是否正确；检查变压器绕组的绕组类型是否正确，高、中、低压侧是否都维护准确，以及各绕组电压等级是否准确；

⑸拓扑校验：模型校验模块检查所有设备的连接点号是否有缺失，设备的电压等级是否正确；

⑹质量码校验：数据校验模块找到所有前置没有采集的遥测遥信点，将其质量码置为非实测；找到所有长时间不变化的遥测点，将其质量码置为不变化；找到所有可疑的遥测遥信点，将其质量码置为可疑；

⑺不平衡量校验：数据校验模块判断母线、线路、变压器的不平衡量，如果出现不平衡，再对相关数据进行问题的排查；

⑻网络拓扑分析校验：数据校验模块根据设备表中的连接点号域的信息，计算设备之间的连通关系，计算设备的拓扑着色，着色值相同的设备在同一个岛里，即岛号相同的所有设备是连通的；

⑼图形校验：图形校验模块根据厂站表记录校验厂站图是否缺失，校验厂站图厂站ID是否正确，校验厂站图里每个设备的ID是否缺失，设备ID能否找到，设备ID是否归属于该厂站。

4.根据权利要求3所述的一种有效提升电力系统数据质量的系统的提升方法，其特征在于：

所述步骤⑹将其质量码置为可疑分为以下几种情况：a)遥信遥测对应的可疑量测：对母线、变压器绕组、负荷、发电机、交流线段端点的遥测和其对应的关联断路器状态进行辨识，当出现遥信为分遥测有值或是遥信为合遥测无值等情况进行重点标识；

b)有功、无功、电流对应的可疑量测：

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原理，对有问题数据进行标识；

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根据

c)平衡量测的可以量测：

根据平衡状态来确定相关遥信、遥测是否正确。

5.根据权利要求3所述的一种有效提升电力系统数据质量的系统的提升方法，其特征在于所述步骤⑺中：

所述母线有功不平衡判据：

式中：Pj是母线i所连支路j的有功注入；εPbus为母线有功不平衡门槛值；母线无功不平衡判据：

式中：Qj是母线i所连支路j的有功注入；εQbus为母线有功不平衡门槛值；线路有功不平衡判据：|Pi+Pj-Ploss|>εPine式中：Pi、Pj分别为线路ij的i端、j端流入线路的有功；Ploss为线路ij的有功损耗；εPline为线路有功不平衡门槛值；

线路无功不平衡判据：|Qi+Qj-Qloss|>εQine式中：Qi、Qj分别为线路ij的i端、j端流入线路的有功；Ploss为线路ij的有功损耗；εPline为线路有功不平衡门槛值；

变压器有功不平衡判据：

式中：Pj为变压器i的j卷流入变压器的有功；Ploss为j卷的有功损耗；εPtran为变压器有功不平衡门槛值；

变压器无功不平衡判据：

式中：Qj为变压器i的j卷流入变压器的有功；Qloss为j卷的有功损耗；εQtran为变压器有功不平衡门槛值；

PQI不匹配判据：|Ical-Iscada|>εI式中：Ical为根据设备有功、无功及所连母线电压计算的电流值；Iscada为量测的电流值；εI为PQI不匹配门槛值。

6.根据权利要求3所述的一种有效提升电力系统数据质量的系统的提升方法，其特征在于所述步骤⑺中还包括对线路、变压器设备的数据质量进行评价：

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①线路有功量评价：

式中：ΔSi为线路的i端有功量测得分变化值；设线路的i端与母线k相连，有：

d)如果母线k有功平衡，则所连线路i端有功量测合格，否则不合格；e)如果所在线路有功平衡，则i端有功量测合格，否则不合格；f)如果线路i端PQI匹配，则本端有功量测合格，否则不合格；②线路无功量评价：

式中：ΔSi为线路的i端无功量测得分变化值；设线路的i端与母线k相连，有：

g)如果母线k无功平衡，则所连线路i端无功量测合格，否则不合格；h)如果所在线路无功平衡，则i端无功量测合格，否则不合格；i)如果线路i端PQI匹配，则本端无功量测合格，否则不合格。③变压器有功量评价：

式中：ΔSi为变压器卷i的有功量测得分变化值；设变压器卷i属于变压器j且与母线k相连，有：

j)如果母线k有功平衡，则所连变压器i的有功量测合格，否则不合格；

k)如果所在变压器j有功平衡，则变压器i的有功量测合格，否则不合格；l)如果变压器卷i的PQI匹配，则变压器有功量测合格，否则不合格。④变压器无功量测评价：

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式中：ΔSi为变压器卷i的无功量测得分变化值；设变压器i属于变压器j且与母线k相连，有：

m)如果母线k无功平衡，则所连变压器i的无功量测合格，否则不合格；

n)如果所在变压器j无功平衡，则变压器i的无功量测合格，否则不合格；o)如果变压器i的PQI匹配，则变压器功量测合格，否则不合格。

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一种有效提升电力系统数据质量的系统及方法

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技术领域

[0001]本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种有效提升电力系统数据质量的系统及方法。

背景技术

[0002]随着我国特高压输电技术的高速发展，各区域电网正在逐步进行国内互联，致使电网规模不断扩大。新能源发电和分布式发电的大量并网，为大电网增加了复杂性，从而我国电网呈现出大而复杂的特点。[0003]当变电站智能设备、保护装置等出现设备故障或通信故障的情况时，变电站监控系统和采集端仍然继续进行量测信息的采集工作，此时会产生不良数据信息。这些信息上传到主站系统，会对主站状态估计结果造成影响，主站状态估计对上送的数据进行处理分析并形成状态估计结果，将数据的异常展示给调度维护人员，供其做出正确处理。但仅仅依靠调度维护人员的决策无法从根本上解决系统整体数据质量不高的问题。[0004]因此，迫切需要一种自动的方法来提高电力系统中的数据质量，从而可以提高电力系统状态估计的结果，确保信息化电力系统调度中心可以高效、精准、全方位追踪并了解电网的运行状况。这些动态处理所得的量测数据，可以真实反馈运作状况的相关状态，是电网系统实时分析与实时管控的重中之重。电力系统中数据的精准性与动态性，均会对电网系统的整体分析、科学管控以及决策制定产生重要作用。发明内容

[0005]本发明的目的是提供一种有效提升电力系统数据质量的系统及方法，通过该系统可找到电力系统中有问题的数据，整改后可以有效提升电力系统的数据质量，从而确保信息化电力系统调度中心可以高效、精准、全方位追踪并了解电网的运行状况。[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：[0007]一种有效提升电力系统数据质量的系统，主要包括以下部件：前置校验模块、模型校验模块、数据校验模块和图形校验模块；所述前置校验模块主要用于链路校验和前置非实测检验；所述模型校验模块用于参数检查、模型校验和拓扑校验；所述数据校验模块主要用于质量码校验、不平衡量校验、网络拓扑分析校验；所述图形校验模块用于根据厂站表记录校验厂站图是否缺失，校验厂站图厂站ID是否正确，校验厂站图里每个设备的ID是否缺失，设备ID能否找到，设备ID是否归属于该厂站。[0008]进一步地，所述数据校验模块还具有其他校验功能。[0009]一种有效提升电力系统数据质量的系统的提升方法，包括以下步骤：[0010]⑴链路校验：所述前置校验模块进行前置链路状态校验，找到出现问题的链路，确保前置链路可以正常使用；[0011]⑵前置非实测检验：所述前置校验模块校验采集点表里数据是否被采集，对于有点号但不正常上送数据进行统计；

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⑶参数检查：模型校验模块检查线路、变压器及绕组参数、档位参数、串并联补偿

设备参数模型是否正确；[0013]⑷模型校验：模型校验模块检查线路的线段与线段端点之间对应关系，检查变压器和变压器绕组的对应关系；检查变压器的绕组类型，双绕组或者三绕组是否正确；检查变压器绕组的绕组类型是否正确，高、中、低压侧是否都维护准确，以及各绕组电压等级是否准确；

[0014]⑸拓扑校验：模型校验模块检查所有设备的连接点号是否有缺失，设备的电压等级是否正确；

[0015]⑹质量码校验：数据校验模块找到所有前置没有采集的遥测遥信点，将其质量码置为非实测；找到所有长时间不变化的遥测点，将其质量码置为不变化；找到所有可疑的遥测遥信点，将其质量码置为可疑；[0016]⑺不平衡量校验：数据校验模块判断母线、线路、变压器的不平衡量，如果出现不平衡，再对相关数据进行问题的排查；[0017]⑻网络拓扑分析校验：数据校验模块根据设备表中的连接点号域的信息，计算设备之间的连通关系，计算设备的拓扑着色，着色值相同的设备在同一个岛里，即岛号相同的所有设备是连通的；[0018]⑼图形校验：图形校验模块根据厂站表记录校验厂站图是否缺失，校验厂站图厂站ID是否正确，校验厂站图里每个设备的ID是否缺失，设备ID能否找到，设备ID是否归属于该厂站。

[0019]进一步地，所述步骤⑹将其质量码置为可疑分为以下几种情况：[0020]a)遥信遥测对应的可疑量测：[0021]对母线、变压器绕组、负荷、发电机、交流线段端点的遥测和其对应的关联断路器状态进行辨识，当出现遥信为分遥测有值或是遥信为合遥测无值等情况进行重点标识；[0022]b)有功、无功、电流对应的可疑量测：

[0023][0024][0025][0026][0027][0028][0029][0030][0031][0032][0033][0034]

根据原理，对有问题数据进行标识；

c)平衡量测的可以量测：

根据平衡状态来确定相关遥信、遥测是否正确。所述母线有功不平衡判据：

式中：Pj是母线i所连支路j的有功注入；εPbus为母线有功不平衡门槛值；母线无功不平衡判据：

式中：Qj是母线i所连支路j的有功注入；εQbus为母线有功不平衡门槛值；线路有功不平衡判据：|Pi+Pj-Ploss|>εPine式中：Pi、Pj分别为线路ij的i端、j端流入线路的有功；Ploss为线路ij的有功损耗；

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εPline为线路有功不平衡门槛值；[0035]线路无功不平衡判据：[0036]|Qi+Qj-Qloss|>εQine[0037]式中：Qi、Qj分别为线路ij的i端、j端流入线路的有功；Ploss为线路ij的有功损耗；εPline为线路有功不平衡门槛值；[0038]变压器有功不平衡判据：

[0039]

式中：Pj为变压器i的j卷流入变压器的有功；Ploss为j卷的有功损耗；εPtran为变压

器有功不平衡门槛值；

[0041]变压器无功不平衡判据：

[0042]

[0040]

式中：Qj为变压器i的j卷流入变压器的有功；Qloss为j卷的有功损耗；εQtran为变压

器有功不平衡门槛值；[0044]PQI不匹配判据：[0045]|Ical-Iscada|>εI[0046]式中：Ical为根据设备有功、无功及所连母线电压计算的电流值；Iscada为量测的电流值；εI为PQI不匹配门槛值。[0047]进一步地，所述步骤⑺中还包括对线路、变压器设备的数据质量进行评价：[0048]①线路有功量评价：

[0049][0050][0051]

[0043]

式中：ΔSi为线路的i端有功量测得分变化值；设线路的i端与母线k相连，有：

[0052][0053][00][0055][0056][0057][0058]

d)如果母线k有功平衡，则所连线路i端有功量测合格，否则不合格；e)如果所在线路有功平衡，则i端有功量测合格，否则不合格；f)如果线路i端PQI匹配，则本端有功量测合格，否则不合格；②线路无功量评价：

式中：ΔSi为线路的i端无功量测得分变化值；设线路的i端与母线k相连，有：

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[0060][0061][0062][0063][00][0065][0066]

g)如果母线k无功平衡，则所连线路i端无功量测合格，否则不合格；h)如果所在线路无功平衡，则i端无功量测合格，否则不合格；i)如果线路i端PQI匹配，则本端无功量测合格，否则不合格。③变压器有功量评价：

式中：ΔSi为变压器卷i的有功量测得分变化值；设变压器卷i属于变压器j且与母

线k相连，有：

[0067]

[0068][0069][0070][0071][0072][0073][0074]

j)如果母线k有功平衡，则所连变压器i的有功量测合格，否则不合格；

k)如果所在变压器j有功平衡，则变压器i的有功量测合格，否则不合格；l)如果变压器卷i的PQI匹配，则变压器有功量测合格，否则不合格。④变压器无功量测评价：

式中：ΔSi为变压器卷i的无功量测得分变化值；设变压器i属于变压器j且与母线

k相连，有：

[0075]

[0076][0077]

m)如果母线k无功平衡，则所连变压器i的无功量测合格，否则不合格；[0078]n)如果所在变压器j无功平衡，则变压器i的无功量测合格，否则不合格；[0079]o)如果变压器i的PQI匹配，则变压器功量测合格，否则不合格。[0080]本发明所具有的优点和有益效果是：

[0081]本发明一种有效提升电力系统数据质量的系统包括前置校验模块、模型校验模块、数据校验模块、图形校验模块；通过前置校验模块找到前置的数据质量问题，从而提高前置链路和采集的正确性；通过模型校验模块找到模型中的问题，从而提高模型的正确性；通过数据校验模块找到数据数据处理过程中的数据质量问题，从而提高数据处理后的正确

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性；通过图形校验模块找到厂站图上的数据质量问题，从而提高界面展示的数据准确性。本发明可找到电力系统中有问题的数据，整改后可以有效提升电力系统的数据质量，从而确保信息化电力系统调度中心可以高效、精准、全方位追踪并了解电网的运行状况。附图说明

[0082]图1为本发明一种有效提升电力系统数据质量的系统框图；[0083]图2为本发明一种有效提升电力系统数据质量的方法流程图。

具体实施方式

[0084]下面结合附图对本发明作进一步详述：[0085]如图1所示，本发明一种提升电力系统数据质量的系统，主要包括以下部件：前置校验模块1、模型校验模块2、数据校验模块3和图形校验模块4。所述前置校验模块主要用于链路校验和前置非实测检验；所述模型校验模块用于参数检查、模型校验和拓扑校验；所述数据校验模块主要用于质量码校验、不平衡量校验、网络拓扑分析校验；所述图形校验模块用于根据厂站表记录校验厂站图是否缺失，校验厂站图厂站ID是否正确，校验厂站图里每个设备的ID是否缺失，设备ID能否找到，设备ID是否归属于该厂站。[0086]所述数据校验模块还具有下述其他校验功能。[0087]如图2所示，本发明一种提升电力系统数据质量的方法，包括以下步骤：[0088]⑴链路校验：所述前置校验模块进行前置链路状态校验，找到出现问题的链路，确保前置链路可以正常使用；[00]⑵前置非实测检验：所述前置校验模块校验采集点表里数据是否被采集，对于有点号但不正常上送数据进行统计，方便整改；[0090]⑶参数检查：模型校验模块检查线路、变压器及绕组参数、档位参数、串并联补偿设备参数模型是否正确；[0091]⑷模型校验：模型校验模块检查线路的线段与线段端点之间对应关系，检查变压器和变压器绕组的对应关系；检查变压器的绕组类型，双绕组或者三绕组是否正确；检查变压器绕组的绕组类型是否正确，高、中、低压侧是否都维护准确，以及各绕组电压等级是否准确；

[0092]⑸拓扑校验：模型校验模块检查所有设备的连接点号是否有缺失，设备的电压等级是否正确；

[0093]⑹质量码校验：数据校验模块找到所有前置没有采集的遥测遥信点，将其质量码置为非实测；找到所有长时间不变化的遥测点，将其质量码置为不变化；找到所有可疑的遥测遥信点，将其质量码置为可疑；[0094]⑺不平衡量校验：数据校验模块判断母线、线路、变压器的不平衡量，如果出现不平衡，再对相关数据进行问题的排查；[0095]⑻网络拓扑分析校验：数据校验模块主要涉及模型库中所有的设备表，主要完成的工作是根据设备表中的连接点号域的信息，计算设备之间的连通关系，计算设备的拓扑着色，着色值相同的设备在同一个岛里，即岛号相同的所有设备是连通的；正常情况，整个电网模型应该是连通在一起的，少数情况出现孤岛的现象，即大多数设备的着色值应该为

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1；判断全模型的拓扑着色值，如果出现较大的着色值，则认为出现了模型错误或者遥信错误，需要在该岛的边界处查找出现问题的设备；[0096]⑼图形校验：图形校验模块根据厂站表记录校验厂站图是否缺失，校验厂站图厂站ID是否正确，校验厂站图里每个设备的ID是否缺失，设备ID能否找到，设备ID是否归属于该厂站。

[0097]所述步骤⑹将其质量码置为可疑分为以下几种情况：[0098]a)遥信遥测对应的可疑量测：[0099]对母线、变压器绕组、负荷、发电机、交流线段端点的遥测和其对应的关联断路器状态进行辨识，当出现遥信为分遥测有值或是遥信为合遥测无值等情况进行重点标识；[0100]b)有功、无功、电流对应的可疑量测：

[0101][0102][0103][0104][0105][0106][0107][0108]

根据原理，对有问题数据进行标识；

c)平衡量测的可以量测：

根据平衡状态来确定相关遥信、遥测是否正确。所述步骤⑺中：所述母线有功不平衡判据：

式中：Pj是母线i所连支路j的有功注入；εPbus为母线有功不平衡门槛值；母线无功不平衡判据：

式中：Qj是母线i所连支路j的有功注入；εQbus为母线有功不平衡门槛值；

[0110]线路有功不平衡判据：[0111]|Pi+Pj-Ploss|>εPine[0112]式中：Pi、Pj分别为线路ij的i端、j端流入线路的有功；Ploss为线路ij的有功损耗；εPline为线路有功不平衡门槛值；[0113]线路无功不平衡判据：[0114]|Qi+Qj-Qloss|>εQine[0115]式中：Qi、Qj分别为线路ij的i端、j端流入线路的有功；Ploss为线路ij的有功损耗；εPline为线路有功不平衡门槛值；[0116]变压器有功不平衡判据：

[0117]

[0109]

式中：Pj为变压器i的j卷流入变压器的有功；Ploss为j卷的有功损耗；εPtran为变压

器有功不平衡门槛值；

[0119]变压器无功不平衡判据：

[0118][0120]

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式中：Qj为变压器i的j卷流入变压器的有功；Qloss为j卷的有功损耗；εQtran为变压

器有功不平衡门槛值；[0122]PQI不匹配判据：[0123]|Ical-Iscada|>εI[0124]式中：Ical为根据设备有功、无功及所连母线电压计算的电流值；Iscada为量测的电流值；εI为PQI不匹配门槛值。

[0125]所述步骤⑺中还包括对线路、变压器设备的数据质量进行评价：[0126]①线路有功量评价：

[0127][0128][0129]

式中：ΔSi为线路的i端有功量测得分变化值；设线路的i端与母线k相连，有：

[0130][0131][0132][0133][0134][0135][0136][0137]

d)如果母线k有功平衡，则所连线路i端有功量测合格，否则不合格；e)如果所在线路有功平衡，则i端有功量测合格，否则不合格；f)如果线路i端PQI匹配，则本端有功量测合格，否则不合格；②线路无功量评价：

式中：ΔSi为线路的i端无功量测得分变化值；设线路的i端与母线k相连，有：

[0138][0139][0140][0141][0142][0143][0144]

g)如果母线k无功平衡，则所连线路i端无功量测合格，否则不合格；h)如果所在线路无功平衡，则i端无功量测合格，否则不合格；i)如果线路i端PQI匹配，则本端无功量测合格，否则不合格。③变压器有功量评价：

式中：ΔSi为变压器卷i的有功量测得分变化值；设变压器卷i属于变压器j且与母

线k相连，有：

[0145]

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j)如果母线k有功平衡，则所连变压器i的有功量测合格，否则不合格；k)如果所在变压器j有功平衡，则变压器i的有功量测合格，否则不合格；l)如果变压器卷i的PQI匹配，则变压器有功量测合格，否则不合格。④变压器无功量测评价：

式中：ΔSi为变压器卷i的无功量测得分变化值；设变压器i属于变压器j且与母线

k相连，有：

[0153]

[01]

m)如果母线k无功平衡，则所连变压器i的无功量测合格，否则不合格；[0156]n)如果所在变压器j无功平衡，则变压器i的无功量测合格，否则不合格；[0157]o)如果变压器i的PQI匹配，则变压器功量测合格，否则不合格。[0158]所述步骤⑺还包括其它校验：[0159]①为了提高数据质量，一些没有采集或者采集不对的量测点，可以通过做公式来进行解决，其中公式可以包括程序自动维护和人工维护。如果量测的计算方法有规律可循，可以通过程序实现，比如pqi之间的逻辑关系；如果没有规律，则需要人工维护公式。②线路设备，如果线路一侧线段端点的数据有步骤⑽里的数据质量问题，而对侧正常，则该数据值可以取对端代，即本侧的值等于对侧的数据值取反。③查找系统中所有封锁的遥测遥信点，确保这些点是否应该封锁，有必要在封锁的同时，将合理的遥测遥信值人工置。④遥测程序写库时，程序加入防跳变功能，防止遥测数据出现跳变；加入合理上下限功能，防止数据出现不合理的较大或较小值。

[0155]

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说　明　书　附　图

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图1

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说　明　书　附　图

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图2

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