[發明專利]計及環境要素的特高壓輸電線路近地面工頻電場強度預測方法

有效

• 申請號: 201810113464.1
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108469553B9
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 尹建光;謝連科;臧玉魏;馬新剛;劉輝;王坤;鞏泉泉;竇丹丹;張國英;李方偉;李佳煜;郭本祥;閆文晶
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種計及環境要素的特高壓輸電線路近地面工頻電場強度預測方法，對正常運行的線路進行斷面的檢測；把基于等效電荷法模型計算結果以及現場監測數據組成的數據集，對神經網絡模型進行訓練，其中理論計算值、環境要素和線路工況作為模型輸入，現場測量值作為模型輸出，構成多輸入單輸出的神經網絡模型；模型預測以檢驗誤差最小為目標，通過比較期望誤差與實際訓練誤差、實際檢驗誤差的關系，預估需要增減的隱含節點數，實現網絡結構優化，利用模型對現場監測數據進行特高壓輸電線路近地面工頻電場強度的預測。

技術領域

本發明涉及一種計及環境要素的特高壓輸電線路近地面工頻電場強度預測方法。

背景技術

我國能源稟賦在各區域有很大不同，用電負荷與能源稟賦呈現出相反的。特高壓輸電具有容量大、環保節能、效率高等有點，成為緩解電力需求和能源賦存之間矛盾的重要手段。為此，我國電網發展進入了特高壓為主干網架的時代。

隨著特高壓工程的陸續上馬，特高壓輸電線路對周圍環境的影響逐步成為公眾關心的問題，特別是對近地面(對人體影響最大)工頻電場強度的影響。

現階段對于特高壓輸電線路周圍電場強度的預測技術主要是通過理論計算(模擬電荷法、有限元分析)和類比分析。通過現場檢測和理論分析發現，單純的理論計算并不能真是的反映出線路周圍工頻電場強度的真實水平，主要是受周圍環境因素的影響，特別是氣象條件如濕度、溫度等因素的影響；類比分析主要是通過已投運的符合類比條件的線路來類比分析目標線路周圍的電場強度，該方法的特點是簡單便捷，只能做半定量分析。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種計及環境要素的特高壓輸電線路近地面工頻電場強度預測方法，本發明通過神經網絡技術將理論計算與實際測量進行結合，通過大量數據進行訓練，既能結合理論計算精確性優點又能夠把現場干擾因素考慮在內，能夠為以后特高壓輸電線路工程的建設、運維等提供一種可行的工頻電場強度的預測方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種計及環境要素的特高壓輸電線路近地面工頻電場強度預測方法，包括以下步驟：

對正常運行的線路進行斷面的檢測；

把基于等效電荷法模型計算結果以及現場監測數據組成的數據集，對神經網絡模型進行訓練，其中理論計算值、環境要素和線路工況作為模型輸入，現場測量值作為模型輸出，構成多輸入單輸出的神經網絡模型；

模型預測以檢驗誤差最小為目標，通過比較期望誤差與實際訓練誤差、實際檢驗誤差的關系，預估需要增減的隱含節點數，實現網絡結構優化，利用模型對現場監測數據進行特高壓輸電線路近地面工頻電場強度的預測。

進一步的，檢測數據包括：環境濕度和溫度。

進一步的，記錄檢測時的線路工況電壓、電流、有功功率和無功功率。

進一步的，采用等效電荷方法計算輸電線路周圍的工頻電場強度。

進一步的，將電極表面連續分布的自由電荷或介質分界面上連續分布的束縛電荷用一組離散化的等效電荷來替代，應用疊加原理將離散的等效電荷在空間所產生的場量疊加，即可得原連續分布電荷所產生的空間電場分布。

進一步的，等效電荷的位置視為在輸電導線的幾何中心，設輸電線路為無限長并且平行于地面，地面可視為良導體，利用鏡像法計算送電線上的等效電荷。

進一步的，根據當前誤差與期望誤差的差異判斷優化方向和調整幅度。

進一步的，樣本的應變量記錄值由理想值和數據噪聲兩者疊加構成。

進一步的，神經網絡模型的檢驗誤差為檢驗輸出變量值和模型的預測值差值平方的平均值。

模型的構建過程包括：