本發(fā)明涉及電網(wǎng)安全領(lǐng)域，尤指一種輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法及裝置。

背景技術(shù)：

覆冰對電網(wǎng)的危害，按照其引發(fā)原因可分五類：(1)線路過荷載。寒冷雨雪天氣下，覆冰在導(dǎo)線上不斷增長，導(dǎo)致輸電導(dǎo)線的質(zhì)量和體積不斷增大，使導(dǎo)線弧垂增大、對地間距減小，積累到一定程度時(shí)，就可能發(fā)生閃絡(luò)事故。同時(shí)，導(dǎo)線弧垂和體積增大，在風(fēng)力作用下，有可能造成兩導(dǎo)線或?qū)Ь€與地面相碰，發(fā)生短路跳閘、燒傷甚至燒斷導(dǎo)線的事故。當(dāng)覆冰質(zhì)量進(jìn)一步增大，超過導(dǎo)線、金屬、絕緣子以及塔桿的機(jī)械強(qiáng)度時(shí)，可能使導(dǎo)線從壓接管內(nèi)抽出，或外層鋁股斷裂、鋼芯抽出。而覆冰質(zhì)量超過桿塔額定負(fù)載時(shí)，可能導(dǎo)致桿塔塔基下沉、傾斜或者爆裂。桿塔折斷甚至倒塌。(2)相鄰檔不均勻覆冰或不同期脫冰。會產(chǎn)生張力差使導(dǎo)線在線夾內(nèi)滑動，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)線外層鋁股在線夾口處全部斷裂、鋼芯抽動，線夾另一側(cè)的鋁股將擁擠在線夾附近。(3)絕緣子串冰閃。冰閃是污閃的一種特殊形式，嚴(yán)重覆冰的情況下，絕緣子大量傘形出現(xiàn)冰凌橋接，使絕緣子絕緣強(qiáng)度降低，泄露距離縮短。融冰過程中，冰體或冰晶體的表面水膜可很快溶解污穢中的電解質(zhì)，提高融冰水或者冰面水膜的電導(dǎo)率，引起絕緣子串電壓分布及單片絕緣子表面電壓分布的畸變，從而降低覆冰絕緣子串的閃絡(luò)電壓。(4)輸電導(dǎo)線舞動損壞電力設(shè)備。風(fēng)力作用下發(fā)生低頻(通常0.1～3hz)大幅度(振幅為導(dǎo)線直徑的5～300倍)的震動或舞動。導(dǎo)線舞動時(shí)，將損壞桿塔、導(dǎo)線、金具及部件，造成頻繁跳閘甚至停電事故。(5)變電站設(shè)備覆冰事故。變電站中，許多戶外高壓隔離開關(guān)采用了閘刀式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在高寒冷冰凍條件下，甚至不能正常分和，極大地干擾了電網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2008年初，低溫雨雪冰凍天氣覆蓋我國南方，華中、華東地區(qū)，導(dǎo)致貴州、湖南，廣東、云南、廣西和江西等省輸電線路大面積、長時(shí)間停運(yùn)，造成全國范圍電網(wǎng)停運(yùn)電力線路36740條，停運(yùn)變電站共2018座，110～500kv線路共有8381基桿塔傾倒及損壞。全國共170個(gè)縣(市)發(fā)生供電中斷的情況。南方電網(wǎng)供電區(qū)域的貴州大部分地區(qū)、廣西桂北地區(qū)、廣東粵北地區(qū)和云南滇東北地區(qū)設(shè)施遭受到嚴(yán)重破壞。這次冰災(zāi)給國民經(jīng)濟(jì)和人民生活造成巨大損失，僅南方電網(wǎng)的直接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)150多億元，基于此，如何提供一種準(zhǔn)確有效的覆冰預(yù)測方法，成為業(yè)內(nèi)亟需解決的一個(gè)問題。目前覆冰預(yù)報(bào)的技術(shù)主要是將氣象要素與覆冰觀測直接訓(xùn)練建立模型。這種方法嚴(yán)重依賴覆冰觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量。本文結(jié)合中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，通過預(yù)報(bào)無量綱的冰厚系數(shù)來間接預(yù)報(bào)電線覆冰厚度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于減少觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量問題引入的誤差，提供一種統(tǒng)一成對標(biāo)準(zhǔn)冰厚的預(yù)報(bào)有助于比較不同地區(qū)冰厚情況的輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法及裝置。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明所提供的輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法具體包含：獲取電線覆冰厚度半徑和含導(dǎo)線的覆冰半徑，根據(jù)所述電線覆冰厚度半徑和所述含導(dǎo)線的覆冰半徑計(jì)算獲得第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；獲取中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算獲得第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；根據(jù)所述第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚和所述第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚，計(jì)算獲得冰厚系數(shù)；根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)獲得預(yù)定類別及數(shù)量的天氣要素；將所述冰厚系數(shù)與所述天氣要素帶入svm機(jī)器學(xué)習(xí)模型即支持向量機(jī)中進(jìn)行擬合，獲得擬合函數(shù)模型；將待測數(shù)據(jù)所對應(yīng)的中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)帶入所述擬合函數(shù)模型，獲得預(yù)測冰厚系數(shù)，根據(jù)所述預(yù)測冰厚系數(shù)獲得預(yù)測電線覆冰厚度信息。

在上述輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法中，優(yōu)選的，根據(jù)所述電線覆冰厚度半徑和所述含導(dǎo)線的覆冰半徑計(jì)算獲得第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚包含：根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)公式獲得所述第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；

在上述公式中：robs為第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；r為電線覆冰厚度半徑；ρ為覆冰密度；r為包含導(dǎo)線的覆冰半徑；k表示覆冰形狀系數(shù)，對于雨凇、霧凇、雨霧松混合物為0.8～0.9，濕雪為0.9～0.95，小覆冰k值靠下限選，大覆冰k值靠上限選。

在上述輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法中，優(yōu)選的，根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算獲得第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚包含：根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式獲得所述第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；

在上述公式中：rsm為二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；ρi為覆冰密度；i為與觀測對應(yīng)的各個(gè)時(shí)間；ρ0為水的密度；p為降水量；v為風(fēng)速；w為液態(tài)水含量。

在上述輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法中，優(yōu)選的，根據(jù)所述第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚和所述第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚，計(jì)算獲得冰厚系數(shù)包含：根據(jù)以下冰厚系數(shù)公式獲得所述冰厚系數(shù)；

在上述公式中：robs為第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；rsm為二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；t為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，i為訓(xùn)練數(shù)據(jù)對應(yīng)的時(shí)間；為i時(shí)刻的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

在上述輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法中，優(yōu)選的，根據(jù)所述預(yù)測冰厚系數(shù)獲得預(yù)測電線覆冰厚度信息包含：根據(jù)所述冰厚系數(shù)公式、所述經(jīng)驗(yàn)公式和所述預(yù)測冰厚系數(shù)獲得預(yù)測電線覆冰厚度信息。

在上述輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法中，優(yōu)選的，根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)獲得預(yù)定類別及數(shù)量的天氣要素包含：根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)獲得露點(diǎn)溫度、溫度、降水量和凍雨百分?jǐn)?shù)四個(gè)類別每個(gè)時(shí)辰所對應(yīng)的四個(gè)天氣要素。

在上述輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法中，優(yōu)選的，將所述冰厚系數(shù)與所述天氣要素帶入svm機(jī)器學(xué)習(xí)模型中進(jìn)行擬合包含：通過高斯內(nèi)核函數(shù)對所述冰厚系數(shù)與所述天氣要素進(jìn)行擬合。

在上述輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法中，優(yōu)選的，通過高斯內(nèi)核函數(shù)對所述冰厚系數(shù)與所述天氣要素進(jìn)行擬合包含：根據(jù)以下公式通過高斯內(nèi)核函數(shù)對所述冰厚系數(shù)與所述天氣要素進(jìn)行擬合；

上式中：x表示觀測數(shù)據(jù)的向量，x^p表示支持向量，σ表示方差。

本發(fā)明還提供一種輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測裝置，所述裝置包含標(biāo)準(zhǔn)冰厚計(jì)算模塊、冰厚系數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊、天氣要素獲取模塊、學(xué)習(xí)模塊和預(yù)測模塊；所述標(biāo)準(zhǔn)冰厚計(jì)算模塊用于獲取電線覆冰厚度半徑和含導(dǎo)線的覆冰半徑，根據(jù)所述電線覆冰厚度半徑和所述含導(dǎo)線的覆冰半徑計(jì)算獲得第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；以及獲取中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算獲得第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；所述冰厚系數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊用于根據(jù)所述第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚和所述第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚，計(jì)算獲得冰厚系數(shù)；所述天氣要素獲取模塊用于根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)獲得預(yù)定類別及數(shù)量的天氣要素；所述學(xué)習(xí)模塊用于將所述冰厚系數(shù)與所述天氣要素帶入svm機(jī)器學(xué)習(xí)模型中進(jìn)行擬合，獲得擬合函數(shù)模型；所述預(yù)測模塊用于將待測數(shù)據(jù)所對應(yīng)的中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)帶入所述擬合函數(shù)模型，獲得預(yù)測冰厚系數(shù)，根據(jù)所述預(yù)測冰厚系數(shù)獲得預(yù)測電線覆冰厚度信息。

在上述輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測裝置中，優(yōu)選的，所述標(biāo)準(zhǔn)冰厚計(jì)算模塊包含第一電線覆冰計(jì)算單元和第二電線覆冰計(jì)算單元；所述第一電線覆冰計(jì)算單元用于獲取電線覆冰厚度半徑和含導(dǎo)線的覆冰半徑，根據(jù)所述電線覆冰厚度半徑和所述含導(dǎo)線的覆冰半徑計(jì)算獲得第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；所述第二電線覆冰計(jì)算單元用于獲取中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算獲得第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚。

本發(fā)明所提供的輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法及裝置結(jié)合中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，通過預(yù)報(bào)無量綱的冰厚系數(shù)來間接預(yù)報(bào)電線覆冰厚度，根據(jù)無量綱數(shù)的運(yùn)用時(shí)能夠減少觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量問題引入的誤差的優(yōu)勢，統(tǒng)一成對標(biāo)準(zhǔn)冰厚，有效預(yù)報(bào)比較不同地區(qū)冰厚情況。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明所提供的輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明所提供的輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。

本發(fā)明所提供的輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法原理上主要由以下流程：首先，獲得電線覆冰厚度數(shù)據(jù)，將電線覆冰厚度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)冰厚數(shù)據(jù)；然后，用中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬暴風(fēng)雨尺度的天氣，獲得中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的預(yù)報(bào)結(jié)果，將預(yù)報(bào)結(jié)果代入電線覆冰厚度經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷玫綐?biāo)準(zhǔn)冰厚數(shù)據(jù)；再次，確定冰厚系數(shù)，綜合由觀測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成的標(biāo)準(zhǔn)冰厚數(shù)據(jù)、由中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到的標(biāo)準(zhǔn)冰厚數(shù)據(jù)而來；以冰厚系數(shù)作為機(jī)器學(xué)習(xí)的預(yù)報(bào)目標(biāo)；最后，根據(jù)覆冰的動力學(xué)和物理學(xué)原理選擇中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬的天氣要素，將這些要素作為機(jī)器學(xué)習(xí)的特征因子，冰厚系數(shù)作為機(jī)器學(xué)習(xí)的目標(biāo)，代入機(jī)器學(xué)習(xí)模型中，進(jìn)行電線覆冰厚度預(yù)測模型訓(xùn)練；通過不斷調(diào)試電線覆冰厚度預(yù)測模型的參數(shù)得到最優(yōu)模型方案進(jìn)行電線覆冰厚度預(yù)報(bào)。

根據(jù)上述原理，請參考圖1所示，本發(fā)明所提供的輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法具體包含：s101獲取電線覆冰厚度半徑和含導(dǎo)線的覆冰半徑，根據(jù)所述電線覆冰厚度半徑和所述含導(dǎo)線的覆冰半徑計(jì)算獲得第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；s102獲取中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算獲得第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；s103根據(jù)所述第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚和所述第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚，計(jì)算獲得冰厚系數(shù)；s104根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)獲得預(yù)定類別及數(shù)量的天氣要素；s105將所述冰厚系數(shù)與所述天氣要素帶入svm機(jī)器學(xué)習(xí)模型中進(jìn)行擬合，獲得擬合函數(shù)模型；s106將待測數(shù)據(jù)所對應(yīng)的中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)帶入所述擬合函數(shù)模型，獲得預(yù)測冰厚系數(shù)，根據(jù)所述預(yù)測冰厚系數(shù)獲得預(yù)測電線覆冰厚度信息。

為更清楚的說明上述輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測方法的各流程與步驟，以下以具體實(shí)例對其做進(jìn)一步說明：

在上述步驟s101中，根據(jù)所述電線覆冰厚度半徑和所述含導(dǎo)線的覆冰半徑計(jì)算獲得第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚包含：從電網(wǎng)微氣象觀測設(shè)備中獲得電線覆冰厚度半徑數(shù)據(jù)，和導(dǎo)線半徑數(shù)據(jù)；通過以下標(biāo)準(zhǔn)公式獲得所述第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；

在上述公式中：其中，robs為標(biāo)準(zhǔn)冰厚，單位mm。r為電線覆冰厚度半徑。ρ為覆冰密度，g/cm³，r為包含導(dǎo)線的覆冰半徑(導(dǎo)線半徑加上覆冰半徑)，k表示覆冰形狀系數(shù)，對于雨凇、霧凇、雨霧松混合物為0.8～0.9，濕雪為0.9～0.95，小覆冰k值靠下限選，大覆冰k值靠上限選；這樣將觀測到的冰厚都轉(zhuǎn)化成密度為0.9g/cm³的標(biāo)準(zhǔn)冰厚，方便數(shù)值計(jì)算和比較。

在上述步驟s102中，根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算獲得第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚包含：獲取中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)觀測到的覆冰區(qū)域和時(shí)間設(shè)置中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的區(qū)域、時(shí)間和物理參數(shù)，分辨率設(shè)計(jì)成觀測數(shù)據(jù)所對應(yīng)的暴風(fēng)雨天氣的尺度，以準(zhǔn)確模擬各暴風(fēng)雨的動力發(fā)展過程，使中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的預(yù)報(bào)結(jié)果更接近實(shí)際；中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的模擬結(jié)果包括逐半小時(shí)降水、風(fēng)速、液態(tài)水含量、露點(diǎn)溫度、溫度、降水量、凍雨百分?jǐn)?shù)；從得到的wrf結(jié)果中取出逐半小時(shí)降水、風(fēng)速和液態(tài)水含量數(shù)據(jù)，并代入以下經(jīng)驗(yàn)公式獲得到各個(gè)時(shí)刻所對應(yīng)的所述第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；

在上述公式中：rsm為二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；ρi為覆冰密度；i為與觀測對應(yīng)的各個(gè)時(shí)間；ρ0為水的密度；p為降水量；v為風(fēng)速；w為液態(tài)水含量；其中各變量的時(shí)間分辨率計(jì)算周期可為半小時(shí)也可為其他時(shí)間，本發(fā)明在此并不做限制。

實(shí)際工作中，上述氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)來自中尺度天氣預(yù)報(bào)模式wrf(weatherresearchandforecasting)，它是由美國環(huán)境中心(ncep)和美國國家大氣研究中心(ncar)為主開發(fā)的中尺度數(shù)值預(yù)報(bào)模式；它已經(jīng)過多年的開發(fā)和升級，可在并行計(jì)算平臺上運(yùn)行，可以模擬幾米到幾千千米尺度的大氣運(yùn)動過程；是目前運(yùn)用最廣泛的天氣預(yù)報(bào)模式之一；在運(yùn)行中尺度預(yù)報(bào)模式時(shí)，需要設(shè)計(jì)模擬區(qū)域、模擬時(shí)間、需要給出參數(shù)化方案；其中參數(shù)化方案又叫物理參數(shù)，包括邊界層過程、微物理過程、陸面過程等的參數(shù)選擇；由于不同模擬地區(qū)的大氣條件、地理特征、天氣特征等都不同，選擇的參數(shù)化方案也會不同；以下僅提供兩種選擇參數(shù)化方案的方法供解釋說明：1、根據(jù)人工經(jīng)驗(yàn)設(shè)置，通過分析模擬區(qū)域的歷史大氣特征和氣候特征給出經(jīng)驗(yàn)參數(shù)方案；2、通過模擬歷史天氣過程的多種參數(shù)化方案對比，篩選出最優(yōu)方案。上述兩種方案僅為便于理解，實(shí)際使用時(shí)可著情選擇適宜的方案進(jìn)行使用，本發(fā)明在此并不做限制。

在上述步驟s103中，根據(jù)所述第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚和所述第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚，計(jì)算獲得冰厚系數(shù)包含：將由電網(wǎng)微氣象觀測數(shù)據(jù)換算得到的標(biāo)準(zhǔn)冰厚數(shù)據(jù)robs和對應(yīng)時(shí)間的由中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式和經(jīng)驗(yàn)公式得到的標(biāo)準(zhǔn)冰厚數(shù)據(jù)rsm代入以下冰厚系數(shù)公式獲得所述冰厚系數(shù)；

在上述公式中：y為冰厚系數(shù)；robs為第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；rsm為二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；t為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，i為訓(xùn)練數(shù)據(jù)對應(yīng)的時(shí)間；為i時(shí)刻的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

在上述步驟s104中，主要根據(jù)覆冰的動力學(xué)和物理學(xué)原理，在上述尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的結(jié)果中選擇與覆冰形成強(qiáng)相關(guān)的氣象要素，分別為：露點(diǎn)溫度、溫度、降水量、凍雨百分?jǐn)?shù)，每個(gè)時(shí)次對應(yīng)四個(gè)天氣要素，這四個(gè)天氣要素作為機(jī)器學(xué)習(xí)的特征因子；由此，在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施例中，根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)獲得預(yù)定類別及數(shù)量的天氣要素包含：根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)獲得露點(diǎn)溫度、溫度、降水量和凍雨百分?jǐn)?shù)四個(gè)類別每個(gè)時(shí)辰所對應(yīng)的四個(gè)天氣要素。上述四個(gè)要素跟覆冰的相關(guān)性最密切，其他要素很多都是這四個(gè)要素的衍生要素，選擇意義不大；當(dāng)然本發(fā)明在此并不限制要素具體數(shù)量和類別，實(shí)際工作中可根據(jù)實(shí)際需要選擇添加或刪減。

在上述步驟s105中，主要將上述得到的電線冰厚系數(shù)和氣象要素代入機(jī)器學(xué)習(xí)模型中，特征因子為四個(gè)氣象要素和上一時(shí)次的觀測標(biāo)準(zhǔn)冰厚，預(yù)報(bào)目標(biāo)為一個(gè)冰厚系數(shù)，縱列為對應(yīng)的覆冰觀測數(shù)據(jù)的觀測時(shí)間；通過多次訓(xùn)練和參數(shù)調(diào)試，得到最優(yōu)的擬合函數(shù)模型，用該模型進(jìn)行覆冰預(yù)報(bào)，輸入數(shù)據(jù)為中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式輸出的四個(gè)氣象要素場，輸出數(shù)據(jù)為預(yù)測冰厚系數(shù)；其中將所述冰厚系數(shù)與所述天氣要素帶入svm機(jī)器學(xué)習(xí)模型中進(jìn)行擬合包含：根據(jù)以下公式通過高斯內(nèi)核函數(shù)對所述冰厚系數(shù)與所述天氣要素進(jìn)行擬合；

上式中：x表示觀測數(shù)據(jù)的向量，x^p表示支持向量，σ表示方差。

通過上述實(shí)施例獲得擬合函數(shù)模型，并根據(jù)該擬合函數(shù)模型和待測數(shù)據(jù)所對應(yīng)的中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)獲得預(yù)測冰厚系數(shù)后，還需要對該預(yù)測冰厚系數(shù)進(jìn)行處理計(jì)算，為此可將所述預(yù)測冰厚系數(shù)分別帶入上述冰厚經(jīng)驗(yàn)公式(1)和/或冰厚系數(shù)公式(2)中，以此通過冰厚經(jīng)驗(yàn)公式(1)得到的經(jīng)驗(yàn)冰厚和冰厚系數(shù)公式(2)計(jì)算得到覆冰厚度，獲得預(yù)測覆冰厚度。

為提高所述擬合函數(shù)模型的準(zhǔn)確性，實(shí)際工作中，當(dāng)有新的覆冰厚度觀測數(shù)據(jù)時(shí)，可以將前一時(shí)刻觀測數(shù)據(jù)和當(dāng)前氣象要素場同時(shí)放入該模型，不斷進(jìn)行模型調(diào)試優(yōu)化該模型參數(shù)，增強(qiáng)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度；本發(fā)明在此就不做過多限制，工作人員可根據(jù)實(shí)際情況比較調(diào)試。

請參考圖2所示，本發(fā)明還提供一種輸電導(dǎo)線覆冰厚度預(yù)測裝置，所述裝置包含標(biāo)準(zhǔn)冰厚計(jì)算模塊201、冰厚系數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊202、天氣要素獲取模塊203、學(xué)習(xí)模塊204和預(yù)測模塊205；所述標(biāo)準(zhǔn)冰厚計(jì)算模塊201用于獲取電線覆冰厚度半徑和含導(dǎo)線的覆冰半徑，根據(jù)所述電線覆冰厚度半徑和所述含導(dǎo)線的覆冰半徑計(jì)算獲得第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；以及獲取中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算獲得第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；所述冰厚系數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊202用于根據(jù)所述第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚和所述第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚，計(jì)算獲得冰厚系數(shù)；所述天氣要素獲取模塊203用于根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)獲得預(yù)定類別及數(shù)量的天氣要素；所述學(xué)習(xí)模塊204用于將所述冰厚系數(shù)與所述天氣要素帶入svm機(jī)器學(xué)習(xí)模型中進(jìn)行擬合，獲得擬合函數(shù)模型；所述預(yù)測模塊205用于將待測數(shù)據(jù)所對應(yīng)的中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)帶入所述擬合函數(shù)模型，獲得預(yù)測冰厚系數(shù)，根據(jù)所述預(yù)測冰厚系數(shù)獲得預(yù)測電線覆冰厚度信息。

在上述實(shí)施例中，所述標(biāo)準(zhǔn)冰厚計(jì)算模塊包含第一電線覆冰計(jì)算單元和第二電線覆冰計(jì)算單元；所述第一電線覆冰計(jì)算單元用于獲取電線覆冰厚度半徑和含導(dǎo)線的覆冰半徑，根據(jù)所述電線覆冰厚度半徑和所述含導(dǎo)線的覆冰半徑計(jì)算獲得第一電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚；所述第二電線覆冰計(jì)算單元用于獲取中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)氣象要素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算獲得第二電線覆冰的標(biāo)準(zhǔn)冰厚。

以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。