本發(fā)明屬于配電網(wǎng)輸電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法。

背景技術(shù)：

在35kV配電網(wǎng)中，雷電擊中輸電線路會(huì)導(dǎo)致線路跳閘、負(fù)荷停電，對(duì)電力系統(tǒng)及負(fù)荷用戶設(shè)備都有可能帶來重大設(shè)備損失和人員傷亡。如何根據(jù)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、地理氣象條件、電網(wǎng)和負(fù)荷運(yùn)行條件，對(duì)35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊指數(shù)進(jìn)行有效預(yù)測，對(duì)線路雷擊跳閘風(fēng)險(xiǎn)做出評(píng)估，實(shí)現(xiàn)35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測能夠保障配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。以往35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法的特點(diǎn)是忽略網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與地理氣象條件間的相互作用關(guān)系，由單一的氣象條件對(duì)輸電線路雷擊可能性大小進(jìn)行計(jì)算，不能有效利用電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)及地理氣象綜合數(shù)據(jù)資源，計(jì)算準(zhǔn)確度和可靠度不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，包括：

步驟1：對(duì)35kV配電網(wǎng)進(jìn)行輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)測量；所述輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)，包括：輸電線路電壓、輸電線路電流、35kV配電網(wǎng)所在環(huán)境的溫度、濕度、氣壓；

步驟2：測量數(shù)據(jù)歸一化處理；

步驟3：利用35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)數(shù)學(xué)模型，針對(duì)歸一化處理后的測量數(shù)據(jù)對(duì)下一時(shí)刻的雷擊風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測；所述35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)數(shù)學(xué)模型的輸入為歸一化處理后的測量數(shù)據(jù)，輸出為35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)越大則發(fā)生雷擊風(fēng)險(xiǎn)的可能性越大。

所述步驟2中測量數(shù)據(jù)歸一化處理的方法如下：

對(duì)于測量數(shù)據(jù)進(jìn)行如下歸一化處理：

其中，i＝1，2，…，5n，n表示對(duì)每類測量數(shù)據(jù)采集的個(gè)數(shù)，glx_i表示第i個(gè)歸一化測量數(shù)據(jù)，rglx_i表示第i個(gè)測量數(shù)據(jù)，rglxi_max、rglx_imin分別表示第i類測量數(shù)據(jù)的最大值和最小值。

所述步驟3，包括：

步驟3.1：建立帶有懲罰因子和約束項(xiàng)的35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)數(shù)學(xué)模型：

y_ayz＝minf_mb(glx_i)+g_cf(glx_i)+r_ys(glx_i)

其中，y_ayz為35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，目標(biāo)函數(shù)35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)目標(biāo)函數(shù)的懲罰因子g_ef(glx_i)＝ln(max(glx_i)-min(glx_i))，35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)目標(biāo)函數(shù)的約束項(xiàng)max(glx_i)為歸一化處理后的測量數(shù)據(jù)中的最大值，min(glx_i)為歸一化處理后的測量數(shù)據(jù)中的最小值；

步驟3.2：利用支持向量機(jī)求解35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)數(shù)學(xué)模型，得到35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測值。

所述步驟3.2，包括：

步驟3.2.1：選取支持向量機(jī)的核函數(shù)其中，|glx_i+1-glx_i|為glx_i+1與glx_i間的距離，σ為不等于零的常數(shù)；

步驟3.2.2：利用人工免疫網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練支持向量機(jī)的核函數(shù)中的σ；

步驟3.2.3：求解35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)數(shù)學(xué)模型，得到35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測值。

所述步驟3.2.2，包括：

步驟3.2.2.1：將目標(biāo)函數(shù)值A(chǔ)_ps作為人工免疫網(wǎng)絡(luò)克隆的原型，確定克隆的數(shù)目N_clo＝K_CCA_ps，其中，N_clo為克隆的數(shù)目，K_CC為克隆常數(shù)；

步驟3.2.2.2：根據(jù)克隆的數(shù)目得到克隆矩陣其中的為從所有歸一化處理后的測量數(shù)據(jù)中隨機(jī)選擇的測量數(shù)據(jù)，即初始人工免疫網(wǎng)絡(luò)中的記憶抗體；

步驟3.2.2.3：對(duì)克隆矩陣進(jìn)行變異得到克隆結(jié)果：

C_clo(X_pps)＝C_clo(X_pps)-α_pps(C_clo(X_pps)-glx_i)

其中，第X_pps(X_pps＝1，2，...，Nx_lo)代克隆的變異率α_pps＝rand()×||C_clo(X_pps)-glx_i||×R_pps，R_pps為變異常數(shù)，rand()為[0，1]之間的隨機(jī)數(shù)；

步驟3.2.2.4：遍歷中所有的記憶抗體，執(zhí)行步驟3.2.2.3的變異操作；

步驟3.2.2.5：確定記憶抗體中差值最小的兩個(gè)記憶抗體，將其從克隆矩陣C_clo中刪除，至此完成了人工免疫網(wǎng)絡(luò)的一代進(jìn)化；

步驟3.2.2.6：當(dāng)進(jìn)化代數(shù)達(dá)到設(shè)置的進(jìn)化代數(shù)genc時(shí)結(jié)束進(jìn)化，求得||·||為向量范數(shù)。

有益效果：

本發(fā)明針對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)及地理氣象環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，選取配電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)--輸電線路電壓、輸電線路電流，以及35kV配電網(wǎng)所在環(huán)境地理氣象環(huán)境參數(shù)——溫度、濕度、氣壓；并根據(jù)監(jiān)測參數(shù)對(duì)35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測進(jìn)行預(yù)測，根據(jù)計(jì)算結(jié)果實(shí)時(shí)地對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行控制，能夠有效避免配電網(wǎng)系統(tǒng)因雷擊停電等事故造成的損失，顯著提高配電網(wǎng)電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式中的35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法流程圖；

圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式中的步驟3的流程圖；

圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式中的步驟3.2.2的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說明。

一種35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，如圖1所示，包括：

步驟1：對(duì)35kV配電網(wǎng)進(jìn)行輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)測量；所述輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)，包括：輸電線路電壓、輸電線路電流、35kV配電網(wǎng)所在環(huán)境的溫度、濕度、氣壓；

根據(jù)采集的測量數(shù)據(jù)，依據(jù)采樣時(shí)刻建立如下序列：

在固定時(shí)間間隔對(duì)輸電線路電壓，輸電線路電流、溫度、濕度、氣壓進(jìn)行測量，則在一系列采樣時(shí)刻tlt₁，tlt₂，…，tlt_n(n為自然數(shù)，n＝1，2，…)得到測量值：輸電線路電壓tslU₁，tslU₂，...，tslU_n，輸電線路電流tslI₁，tslI₂，...，tslI_n，溫度tszt₁，tszt₂，...，tszt_n，濕度tszh₁，tszh₂，...，tszh_n，氣壓tszp₁，tszp₂，...，tszp_n。

步驟2：為統(tǒng)一數(shù)據(jù)量綱和變化范圍，對(duì)測量數(shù)據(jù)歸一化處理；

對(duì)于測量數(shù)據(jù)進(jìn)行如下歸一化處理：

其中，i＝1，2，…，5n，n表示對(duì)每類測量數(shù)據(jù)采集的個(gè)數(shù)，glx_i表示第i個(gè)歸一化測量數(shù)據(jù)，rglx_i表示第i個(gè)測量數(shù)據(jù)，rglx_imax、rglx_imin分別表示第i類測量數(shù)據(jù)的最大值和最小值。

步驟3：利用35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)數(shù)學(xué)模型，針對(duì)歸一化處理后的測量數(shù)據(jù)對(duì)下一時(shí)刻的雷擊風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測；所述35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)數(shù)學(xué)模型的輸入為歸一化處理后的測量數(shù)據(jù)，輸出為35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)越大則發(fā)生雷擊風(fēng)險(xiǎn)的可能性越大。

所述步驟3，如圖2所示，包括：

步驟3.1：建立帶有懲罰因子和約束項(xiàng)的35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)數(shù)學(xué)模型：

y_ayz＝minf_mb(glx_i)+g_cf(glx_i)+r_ys(glx_i)

其中，y_ayz為35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，目標(biāo)函數(shù)35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)目標(biāo)函數(shù)的懲罰因子g_ef(glx_i)＝ln(max(glx_i)-min(glx_i))，35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)目標(biāo)函數(shù)的約束項(xiàng)max(glx_i)為歸一化處理后的測量數(shù)據(jù)中的最大值，min(glx_i)為歸一化處理后的測量數(shù)據(jù)中的最小值；

步驟3.2：利用支持向量機(jī)求解35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)數(shù)學(xué)模型，得到35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測值。

所述步驟3.2，包括：

步驟3.2.1：選取支持向量機(jī)的核函數(shù)其中，|glx_i+1-glx_i|為glx_i+1與glx_i間的距離，σ為不等于零的常數(shù)；

步驟3.2.2：利用人工免疫網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練支持向量機(jī)的核函數(shù)中的σ；

具體步驟如圖3所示，包括：

步驟3.2.2.1：將目標(biāo)函數(shù)值A(chǔ)_ps作為人工免疫網(wǎng)絡(luò)克隆的原型，確定克隆的數(shù)目N_clo＝K_CCA_ps，其中，N_clo為克隆的數(shù)目，K_CC為克隆常數(shù)，取K_CC＝1.057，；

步驟3.2.2.2：根據(jù)克隆的數(shù)目得到克隆矩陣其中的為從所有歸一化處理后的測量數(shù)據(jù)中隨機(jī)選擇的測量數(shù)據(jù)，即初始人工免疫網(wǎng)絡(luò)中的記憶抗體；

步驟3.2.2.3：對(duì)克隆矩陣進(jìn)行變異得到克隆結(jié)果：

C_clo(X_pps)＝C_clo(X_pps)-α_pps(C_clo(X_pps)-glx_i)

其中，第X_pps(X_pps＝1，2，…，N_clo)代克隆的變異率α_pps＝rand()×||C_clo(X_pps)-glx_i||×R_pps，R_pps為變異常數(shù)，取R_pps＝0.8253，rand()為[0，1]之間的隨機(jī)數(shù)；

步驟3.2.2.4：遍歷中所有的記憶抗體，執(zhí)行步驟3.2.2.3的變異操作；

步驟3.2.2.5：確定記憶抗體中差值最小的兩個(gè)記憶抗體，將其從克隆矩陣C_clo中刪除，至此完成了人工免疫網(wǎng)絡(luò)的一代進(jìn)化；

步驟3.2.2.6：當(dāng)進(jìn)化代數(shù)達(dá)到設(shè)置的進(jìn)化代數(shù)genc＝13時(shí)結(jié)束進(jìn)化，求得為向量范數(shù)。

步驟3.2.3：求解35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)數(shù)學(xué)模型，得到35kV配電網(wǎng)輸電線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測值。