[發(fā)明專利]一種基于偏互信息法的覆冰閃絡(luò)影響因素篩選方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710995427.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN108133280A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常康;郁琛;程松;任龍飛;褚云龍;段乃欣;呂友杰;謝云云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京南瑞集團(tuán)公司;國(guó)電南瑞科技股份有限公司;國(guó)家電網(wǎng)公司西北分部;南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/06;G06K9/62
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 劉豐

本發(fā)明公開了一種基于偏互信息法的覆冰閃絡(luò)影響因素篩選方法，屬于電力系統(tǒng)故障預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明基于偏互信息法考慮因素之間的相關(guān)影響，篩選出覆冰閃絡(luò)故障的主要影響因素。本發(fā)明以篩選覆冰閃絡(luò)故障主要影響因素為目標(biāo)，大大減少了覆冰閃絡(luò)預(yù)測(cè)模型的復(fù)雜度，使得覆冰閃絡(luò)特性研究成果可以在覆冰閃絡(luò)故障預(yù)警中得以應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)故障預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明涉及一種基于偏互信息法的覆冰閃絡(luò)影響因素的篩選方法。

背景技術(shù)

由于電力系統(tǒng)長(zhǎng)期暴露有自然環(huán)境中，輸電線路會(huì)經(jīng)常受到自然災(zāi)害的影響，而自然災(zāi)害引發(fā)電網(wǎng)故障的預(yù)警是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要途徑。覆冰災(zāi)害是影響電力系統(tǒng)運(yùn)行最為嚴(yán)重的災(zāi)害之一。覆冰災(zāi)害不僅會(huì)造成輸電線路跳閘，還會(huì)引起一次系統(tǒng)損壞，造成長(zhǎng)時(shí)間線路停運(yùn)，一直以來是電網(wǎng)災(zāi)害防御的重點(diǎn)。由于覆冰閃絡(luò)的影響因素較多，所以對(duì)于覆冰閃絡(luò)故障預(yù)警的研究也較為復(fù)雜。

在目前的覆冰閃絡(luò)研究中，普遍的做法是給出一個(gè)或多個(gè)因素與覆冰閃絡(luò)電壓直接的定量表達(dá)式。但在實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行過程中，覆冰閃絡(luò)是多個(gè)因素共同作用的結(jié)果，且實(shí)際參數(shù)分布與實(shí)驗(yàn)室模擬有很大差別，另外數(shù)據(jù)的采集也存在誤差，使得現(xiàn)有覆冰閃絡(luò)特性研究成果難以在覆冰閃絡(luò)故障預(yù)警中直接應(yīng)用。

隨著數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展，近年來基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法逐漸在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。覆冰閃絡(luò)特性模型中的參數(shù)能夠反應(yīng)覆冰閃絡(luò)的整體特性，同樣適用數(shù)據(jù)挖掘方法發(fā)掘其規(guī)律。但是由于覆冰閃絡(luò)影響因素較多，在預(yù)測(cè)模型中考慮全部因素將增加模型的復(fù)雜度，首先需要提取出關(guān)鍵的影響因素。而常用的偏最小二乘法和Schmidt變換雖能夠?qū)斎胱兞窟M(jìn)行特征提取以降低維數(shù)和消除相關(guān)性，但其在求解非線性問題中的表現(xiàn)較差，故難以應(yīng)用到覆冰閃絡(luò)特性模型的數(shù)據(jù)挖掘中。

互信息(mutual information，MI)是以信息論中的熵為基礎(chǔ)，用于反映變量間的線性和非線性相關(guān)關(guān)系的一種方法，能夠定量地反映變量間的相關(guān)程度，并且在描述線性和非線性變量時(shí)都具有較好的性能。在互信息的基礎(chǔ)上，偏互信息(partial mutualinformation，PMI)用條件期望剔除變量間的相關(guān)關(guān)系再計(jì)算其互信息，消除了變量之間的聯(lián)系，有效地提高了變量選擇的精確性。中國(guó)專利申請(qǐng)CN201410713154.5就公開了一種耦合偏互信息和CFS集合預(yù)報(bào)的小水電發(fā)電能力預(yù)測(cè)方法。如能將偏互信息應(yīng)用到覆冰閃絡(luò)特性模型的數(shù)據(jù)挖掘中，必然能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)冰閃故障提供幫助。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是：結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中的偏互信息方法，提供一種基于偏互信息法的覆冰閃絡(luò)影響因素篩選方法。

具體地說，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括如下步驟：

1)選取N個(gè)輸電線路覆冰閃絡(luò)的影響因素放入變量集X中，設(shè)輸出因變量為Y，Y代表是否發(fā)生冰閃跳閘現(xiàn)象，最優(yōu)輸入變量集為S，將S初始化為空集；

2)對(duì)于X中每個(gè)變量，計(jì)算其與Y的互信息I(X_i,Y)，其中Xi代表X中第i個(gè)變量；

3)記使I(X_i,Y)值最大的X中的那個(gè)變量為X_S，根據(jù)X_S計(jì)算AIC值，并將X_S從X中移入S；

AIC值的計(jì)算公式為：

式中，r_i為根據(jù)已選變量計(jì)算的Y回歸殘差；n為取值個(gè)數(shù)；p為已選變量個(gè)數(shù)，log對(duì)數(shù)取2為底，單位為比特；

4)若X不為空，對(duì)于其中每一個(gè)變量，計(jì)算u_i＝X_i-m_Xi(S)與v＝Y(jié)-m_Y(S)，并計(jì)算I(u_i,v)，其中：