一種架空輸電線路弧垂實(shí)時(shí)評(píng)估及預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輸電線路弧垂的評(píng)估，具體地指一種架空輸電線路弧垂實(shí)時(shí)評(píng)估及預(yù) 警方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 弧垂是架空導(dǎo)線安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要參數(shù)之一。導(dǎo)線溫度升高，導(dǎo)線弧垂下降，如 果弧垂幅度下降過大，極易發(fā)生相間短路、對(duì)地短路、交叉跨越線間短路從而導(dǎo)致線路跳閘 停電事故。尤其是每年的迎峰度夏期間，由于線路負(fù)荷重、環(huán)境溫度高，這一事故更容易發(fā) 生。
[0003] 現(xiàn)有的評(píng)估架空線路弧垂的方法主要分為間接法和直接法。間接法主要包括通 過狀態(tài)方程、應(yīng)力積累等理論計(jì)算，通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)導(dǎo)線溫度變化、導(dǎo)線張力變化、傾角變化 等間接推導(dǎo)弧垂。直接方法主要包括安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)弧垂變化，以及利用測(cè)量設(shè)備 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)等。間接法以及直接法中直接測(cè)量弧垂等，所需安裝設(shè)備較多，且需要通過GSM/ GPRS/CDMA、光纜等通信方式將數(shù)據(jù)傳回后臺(tái)進(jìn)行處理，其結(jié)果不僅依靠設(shè)備采樣的準(zhǔn)確 性，還依靠計(jì)算模型的依靠性，此外，前期安裝設(shè)備需要大量的人力物力，后期對(duì)所安裝的 設(shè)備進(jìn)行維護(hù)也需要大量的人力物力，成本較高，并且受安裝設(shè)備受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響大，長時(shí) 間運(yùn)行也受限?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量得到的弧垂結(jié)果跟實(shí)際值相當(dāng)，但所需工作量大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，不 適合對(duì)整條線路的弧垂情況進(jìn)行評(píng)估和掌控。
[0004] 因此如何采用簡(jiǎn)單方便經(jīng)濟(jì)的方法即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整條架空線路的弧垂進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn) 確評(píng)估和預(yù)警成為了電網(wǎng)運(yùn)行管理部門亟待解決的重要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種架空輸電線路弧垂實(shí)時(shí)評(píng) 估及預(yù)警方法，該評(píng)估方法通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)學(xué)習(xí)就將架空輸電線路弧垂與運(yùn)行負(fù) 荷電流、氣象環(huán)境溫度、檔距之間的內(nèi)在關(guān)系通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值分布實(shí)現(xiàn)了隱性表 達(dá)，無需安裝現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，只需通過后臺(tái)計(jì)算機(jī)、電力調(diào)度部門和氣象部門所傳輸?shù)膶?shí)時(shí) 數(shù)據(jù)便可實(shí)現(xiàn)對(duì)架空輸電線路弧垂的實(shí)時(shí)評(píng)估和預(yù)警。
[0006] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是：1、一種架空輸電線路弧垂實(shí)時(shí)評(píng)估及預(yù)警方 法，其特征在于，包括：
[0007] (1)建立用于架空輸電線路弧垂評(píng)估的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，確定輸入輸出向量；
[0008] (2)收集待測(cè)架空輸電線路的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)：負(fù)荷電流、氣象環(huán)境溫度、檔距、弧 垂；
[0009] (3)根據(jù)所收集的待測(cè)架空輸電線路上述的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)初始化所建BP神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)和權(quán)值；
[0010] (4)利用所收集的歷史數(shù)據(jù)對(duì)所建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練；
[0011] (5)收集所待測(cè)架空輸電線路的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)：負(fù)荷電流、氣象環(huán)境溫度、檔距， 利用測(cè)距儀現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)待測(cè)架空輸電線路的弧垂實(shí)際值；
[0012] (6)將所收集的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)作為測(cè)試樣本對(duì)訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測(cè) 試，輸出弧垂評(píng)估值，判斷弧垂評(píng)估值與實(shí)際值之間的誤差是否小于給定值，若是則執(zhí)行步 驟（7)，若不是，則對(duì)權(quán)值進(jìn)行修正，直到誤差小于給定值或迭代次數(shù)超過設(shè)定值；
[0013] (7)根據(jù)氣象部門所傳輸?shù)膶?shí)時(shí)環(huán)境溫度值和調(diào)度部門所傳輸?shù)膶?shí)時(shí)導(dǎo)線負(fù)荷電 流值以及現(xiàn)有的檔距數(shù)據(jù)值，實(shí)時(shí)評(píng)估架空輸電線路的弧垂值；
[0014] (8)若所述評(píng)估值大于設(shè)定預(yù)警值，則系統(tǒng)預(yù)警。
[0015] 本發(fā)明無需考慮輸電線路本身的物性參數(shù)，僅在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ) 上就將架空輸電線路弧垂與運(yùn)行負(fù)荷電流、氣象環(huán)境溫度、檔距之間的內(nèi)在關(guān)系通過BP神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值分布實(shí)現(xiàn)了隱性表達(dá)，且無需安裝現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，只需通過后臺(tái)計(jì)算機(jī)、電力 調(diào)度部門和氣象部門所傳輸?shù)膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)便可實(shí)現(xiàn)對(duì)架空輸電線路弧垂的實(shí)時(shí)評(píng)估和預(yù)警， 所需計(jì)算參數(shù)少，計(jì)算過程簡(jiǎn)單，結(jié)果準(zhǔn)確度高，而且還大大減小了輸電線路運(yùn)維人員的工 作時(shí)間，降低了他們的勞動(dòng)強(qiáng)度以及電網(wǎng)的運(yùn)行成本，對(duì)保障架空輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn) 行具有普遍推廣應(yīng)用的重要意義和經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明架空輸電線路弧垂實(shí)時(shí)評(píng)估及預(yù)警方法的流程圖。
[0017] 圖2為用于本發(fā)明架空輸電線路弧垂實(shí)時(shí)評(píng)估及預(yù)警方法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。
[0018] 圖3為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入量和輸出量不意圖。
[0019] 圖4為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0021] 圖1示出了架空輸電線路弧垂實(shí)時(shí)評(píng)估方法及預(yù)警系統(tǒng)流程圖，主要包括如下步 驟：
[0022] S100、建立用于架空輸電線路弧垂評(píng)估的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，確定輸入輸出向量。
[0023] S200、收集待測(cè)架空輸電線路的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)：負(fù)荷電流、氣象環(huán)境溫度、檔距、弧 垂；
[0024] S300、根據(jù)所收集的待測(cè)架空輸電線路上述的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)初始化所建BP神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)和權(quán)值；
[0025] S400、利用所收集的歷史數(shù)據(jù)對(duì)所建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練；
[0026] S500、收集所待測(cè)架空輸電線路的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)：負(fù)荷電流、氣象環(huán)境溫度、檔距， 利用測(cè)距儀現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)待測(cè)架空輸電線路的弧垂；
[0027] S600、將所收集的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)作為測(cè)試樣本對(duì)訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò) 測(cè)試，判斷輸出的評(píng)估值與實(shí)際值之間的誤差是否小于給定值，若是則執(zhí)行步驟S700,若不 是，則對(duì)權(quán)值進(jìn)行修正，直到誤差小于給定值或迭代次數(shù)超過設(shè)定值；
[0028] S700、根據(jù)氣象部門所傳輸?shù)膶?shí)時(shí)環(huán)境溫度值和調(diào)度部門所傳輸?shù)膶?shí)時(shí)導(dǎo)線負(fù)荷 電流值以及現(xiàn)有的檔距數(shù)據(jù)值，實(shí)時(shí)評(píng)估架空輸電線路的弧垂值；
[0029] S800、若所述評(píng)估值大于設(shè)定預(yù)警值，則系統(tǒng)預(yù)警。
[0030] 為了更加清晰本發(fā)明的技術(shù)方案，下面闡述架空輸電線路弧垂實(shí)時(shí)評(píng)估方法及預(yù) 警系統(tǒng)實(shí)施過程中的較佳實(shí)施例。
[0031] 對(duì)于步驟S100,作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，具體地，建立用于架空輸電線路弧垂評(píng) 估和預(yù)警的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，如圖2所示，包括輸入層、隱層和輸出層，設(shè)輸入向量為X，輸 出向量為Y，輸入層到隱層的權(quán)值矩陣和偏差矩陣為1、，隱層到輸出層的權(quán)值矩陣和偏 差矩陣為W2、B2，隱層和輸出層的神經(jīng)元傳輸函數(shù)分別用f\、f2表示，則網(wǎng)絡(luò)輸出表達(dá)式為：
[0032]Y=f2[ff2 ?f!(ffi?X-Bi) -B2] (1)
[0033] 根據(jù)弧垂評(píng)估和預(yù)警的目標(biāo)確定所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入向量X和輸出向量Y，如 圖3所示，本BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入量X為：待測(cè)架空輸電線路運(yùn)行的負(fù)荷電流、氣象環(huán)境 溫度、檔距；輸出量Y為：待測(cè)架空輸電線路的弧垂。
[0034] 對(duì)于步驟S200,本實(shí)施例的具體操作如下：
[0035] 根據(jù)待測(cè)架空輸電線路所處的位置，向氣象部門收集該位置區(qū)域的歷史環(huán)境溫度 數(shù)據(jù)，向電力調(diào)度部門收集該架空輸電線路的歷史負(fù)荷電流數(shù)據(jù)，向電網(wǎng)運(yùn)行管理部門收 集該架空輸電線路的