[發(fā)明專利]一種新型輸電線路覆冰預測方法

在審

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• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109242159A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設計）人: 牛東曉;王海潮;陳寒鈺;李偲
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發(fā)明公開了一種新型輸電線路覆冰預測方法，所述輸電線路覆冰預測方法包括以下步驟：步驟1：輸入選取指標并對各輸入指標進行標準化處理；步驟2：構建最小二乘支持向量機模型；步驟3：對最小二乘支持向量機進行改進，形成基于改進最小二乘支持向量機的輸電線路覆冰厚度預測模型。本發(fā)明采用小波核函數(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的徑向基核函數(shù)對最小二乘支持向量機進行改進。

技術領域

本發(fā)明涉及輸電線路覆冰預測技術領域，特別是涉及新型輸電線路覆冰預測方法。

背景技術

輸電線路覆冰會引起絕緣子覆冰閃絡、導地線斷線、桿塔倒塌等一系列事故，嚴重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。自有覆冰事故記錄起，國內外均有報道輸電線路覆冰造成高壓輸電線路倒塔、斷線的事故，有些災情比較嚴重。1998年1月，加拿大發(fā)生了長達一周的冰災，該災難造成了100萬用戶的停電。2008年1月，中國南方先后出現(xiàn)4次大范圍雨雪天氣，電網(wǎng)覆冰嚴重，電力線路多次發(fā)生斷線倒塔事故，造成直接經(jīng)濟損失104.5億元。因此，研究構建覆冰厚度預測模型，準確預測輸電線路覆冰厚度，對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行有著重要的意義。

目前，國內外學者對輸電線路覆冰厚度預測開展了多項研究，大致分為三個方面，分別是數(shù)學物理預測模型和統(tǒng)計預測模型。

數(shù)學物理預測模型多為基于導線覆冰的流體運動規(guī)律和傳熱機理對輸電線路冰厚度進行預測。除此之外，較為典型的覆冰厚度數(shù)學物理預測方法還包括Imai模型、Goodwin模型、Lenhard模型。然而，由于數(shù)學物理預測模型中的部分參量在實際線路中難以通過測量獲取，因此此類模型較難直接應用于實際輸電線路的覆冰預測。

統(tǒng)計預測模型是基于輸電線路覆冰厚度統(tǒng)計規(guī)律進行的預測，主要有極值預測模型等。但是，由這種基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法得到的覆冰厚度預測模型不能推廣到地理環(huán)境差異較大的其它輸電線路，因此這種模型的預期效果并不是很理想。

因此希望有一種新型輸電線路覆冰預測方法以解決現(xiàn)有技術中存在的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明公開了一種新型輸電線路覆冰預測方法，通過小波核函數(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的徑向基核函數(shù)對最小二乘支持向量機進行改進，提高最小二乘支持向量機回歸模型的泛化能力和魯棒性。

最小二乘支持向量機是支持向量機的一種擴展，它是將輸入向量非線性的投射高維空間中，構造最優(yōu)決策面，然后應用風險最小化原則，將支持向量機的不等式運算轉化為方程組的求解運算，從而降低了計算的復雜性，加快了運算速度。

一種新型輸電線路覆冰預測方法包括以下步驟：

步驟1：輸入選取指標并對各輸入指標進行標準化處理；

步驟2：構建最小二乘支持向量機的模型；

步驟3：對最小二乘支持向量機進行改進，形成基于改進最小二乘支持向量機的輸電線路覆冰厚度預測模型。

優(yōu)選地,所述步驟1中的選取指標包括：當前環(huán)境溫度、相對濕度、風速、風向、光照強度、大氣壓、海拔高度、凝結高度、導線方向、導線懸垂高度、負荷電流、降水量、導線表面溫度以及前T-i(i＝1,2,3,4)時刻的覆冰厚度值、溫度、相對濕度和風速。

優(yōu)選地,所述步驟1中各輸入指標具有不同的量綱和數(shù)量級，對所述各輸入指標進行如公式(1)的標準化處理：

其中，x_i是實際值，x_min和x_max分別是樣本數(shù)據(jù)的最小值和最大值。

優(yōu)選地,所述步驟2構建最小二乘支持向量機的模型的具體步驟包括：

設給定樣本集N為樣本總數(shù)，則樣本的回歸模型為公式(2)：