[發(fā)明專利]一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變電站保護(hù)室溫度預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011414728.0
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN112560322B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明澤;韓錦剛;梁浩;趙陽;陳立吉
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司錦州供電公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/25
• 分類號(hào): G06F30/25;G06F30/27;G06F111/06;G06F119/08
• 代理公司: 錦州遼西專利事務(wù)所(普通合伙) 21225
• 代理人: 李輝

1.一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變電站保護(hù)室溫度預(yù)測方法，其特征在于，具體步驟包括：

步驟1：數(shù)據(jù)處理，將變電站保護(hù)室測量的歷史溫度、室外溫度、空調(diào)使用年限、空調(diào)的臺(tái)數(shù)、空調(diào)的功率、保護(hù)室面積和屏柜的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理；

步驟2：選取變電站保護(hù)室測量的歷史溫度、室外溫度、空調(diào)使用年限和空調(diào)的臺(tái)數(shù)和空調(diào)的功率、保護(hù)室面積和屏柜的數(shù)量作為輸出量；

步驟3：初始化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淠Ｐ停_定輸入層、輸出層和隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)，確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的激活函數(shù)；

其中X＝(x₁,x₂,...,x_n,...x_m)^T表示輸入層輸入向量，Y＝(y₁,y₂,...,y_k,...y_u)^T表示隱含層輸出向量，O＝(o₁,o₂,...,o_j,...o_n)^T表示輸出層輸出向量；w_ik表示輸入層節(jié)點(diǎn)x_i到隱含層節(jié)點(diǎn)y_k間的連接權(quán)值，w_kj表示隱含層節(jié)點(diǎn)y_k到輸出層節(jié)點(diǎn)o_j間的連接權(quán)值，θ_k表示為隱含層節(jié)點(diǎn)的閥值，θ_j為輸出層節(jié)點(diǎn)的閥值，w_ik、w_kj、θ_k、θ_j初始值均為(0，1)隨機(jī)數(shù)；

將誤差定義公式展開至隱含層

推展到輸入層

E表示為輸出誤差，d_j和分別表示為第j個(gè)輸出神經(jīng)元的期望輸出值和實(shí)際輸出值；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出誤差可以看作關(guān)于權(quán)值和閥值的函數(shù)的函數(shù)，通過調(diào)整權(quán)值和閥值來減小誤差；

步驟4：將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閥值作為粒子，用骨干粒子群算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閥值，代入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，獲得最優(yōu)BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

引入骨干粒子群算法

表示通過計(jì)算得到的加權(quán)平均值；和表示兩個(gè)隨機(jī)數(shù)，范圍是0到1，N(·)表示高斯分布；表示高斯分布的均值，表示高斯分布的標(biāo)準(zhǔn)差，骨干粒子群算法采用高斯分布對每個(gè)粒子個(gè)體極值和全局極值的加權(quán)平均值，完成對粒子位置的更新；

將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閥值w_ik、w_kj、θ_k、θ_j代入公式(6)中對其進(jìn)行優(yōu)化，得到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閥值的最優(yōu)解；

步驟5：通過優(yōu)化的BP神經(jīng)算法的到輸出量，即變電站保護(hù)室溫度預(yù)測值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變電站保護(hù)室溫度預(yù)測方法，其特征在于，在處理歷史數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)對收集的數(shù)據(jù)先進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，將各個(gè)數(shù)據(jù)處理后均在[T_min，T_max]之間，T_min和T_max根據(jù)變電站保護(hù)室的運(yùn)行要求確定，去除極端和無用數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變電站保護(hù)室溫度預(yù)測方法，其特征在于，用于保護(hù)室溫度預(yù)測時(shí)，選取影響溫度的因素包括保護(hù)室歷史溫度、室外溫度、空調(diào)使用年限和空調(diào)的臺(tái)數(shù)和空調(diào)的功率、保護(hù)室面積和屏柜的數(shù)量，此時(shí)所述輸入層神經(jīng)元的個(gè)數(shù)為7。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變電站保護(hù)室溫度預(yù)測方法，其特征在于，根據(jù)保護(hù)室溫度數(shù)據(jù)預(yù)測未來短時(shí)溫度變化，當(dāng)溫度超過設(shè)置上限和下限時(shí)，通過遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)傳輸，運(yùn)維人員會(huì)通過移動(dòng)設(shè)備觀察溫度變化，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。