專利名稱：：基于粒子群支持向量機(jī)的絕緣子等值鹽密光纖檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)智能狀態(tài)檢測(cè)
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種高壓絕緣子等值鹽密的檢測(cè)方法，具體涉及一種基于粒子群支持向量機(jī)的絕緣子等值鹽密光
背景技術(shù)：
：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展一方面對(duì)電力的需求和可靠性要求越來(lái)越高，導(dǎo)致高壓輸變電系統(tǒng)電壓等級(jí)不斷提高；另一方面，工業(yè)污染導(dǎo)致空氣環(huán)境及氣象條件變差，暴露在污穢條件下的絕緣子表面會(huì)沉積污穢，污穢層受潮后使絕緣子的外絕緣能力下降，并常引起污閃事故，嚴(yán)重影響了供電系統(tǒng)的可靠性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于污穢而引起的絕緣閃絡(luò)事故次數(shù)目前在電力系統(tǒng)總事故數(shù)中位居第二，僅次于雷害事故，但污閃事故所造成的損失卻是雷害事故的10倍。全國(guó)六大電網(wǎng)幾乎都發(fā)生過(guò)大面積污閃，造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。等值附鹽密度(TheEqualSaltDepositDensity,ESDD)是以絕緣子表面每平方厘米的面積上附著的污穢中導(dǎo)電物質(zhì)的含量所相當(dāng)?shù)腘aCL數(shù)(mg/cm2)，簡(jiǎn)稱等值鹽密，可表征污穢層中可溶物質(zhì)導(dǎo)電率的大小。等值鹽密目前采用的是停電測(cè)量，方法如下在測(cè)量時(shí)，首先以一定量的蒸餾水將絕緣子絕緣件表面上的污穢物全部清洗下來(lái)，并將洗下的污液全部收集在干凈的容器內(nèi)。然后，將污液充分?jǐn)嚢瑁垡撼浞秩芙夂?，用電?dǎo)儀測(cè)量污液的電導(dǎo)率《，并同時(shí)測(cè)量污液的溫度。由電導(dǎo)儀測(cè)量的污液電導(dǎo)率換算到20。C吋的值H《(1)式中——20。C時(shí)的污液電導(dǎo)率(//5/，)；《——fC時(shí)的污液電導(dǎo)率(//S/cm);&——換算系數(shù)。然后，在含鹽量一電導(dǎo)率曲線中，根據(jù)換算后的2(TC時(shí)的污液電導(dǎo)率査出相應(yīng)的IOO毫升溶液中含鹽的毫克數(shù)，再按公式式中_y——等值附鹽密度(mg/，2);M——洗污穢用的蒸餾水量(m丄)；S——絕緣件表面總面積(cm2);TV——IOO毫升溶液中含鹽的毫克數(shù)(mg/cm2)。計(jì)算!t',等值附鹽密度。等值附鹽密度是目前確定污穢等級(jí)和繪制電網(wǎng)污區(qū)分布圖的主要依據(jù)，被不少國(guó)家采用，我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中也推薦使用等值附鹽密度。上述傳統(tǒng)測(cè)量絕緣子等值鹽密的方法雖然簡(jiǎn)單易行，但它易受測(cè)量用水量的影響，測(cè)量結(jié)果分散性較大；同時(shí)需投入大量人力物力，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于復(fù)雜多變的氣象因素和大氣污穢程度的加劇，盡管電力運(yùn)行部門定期測(cè)量輸變電系統(tǒng)絕緣子等值鹽密并進(jìn)行了清掃，但減少污閃的效果仍不理想。主要原W在于H前缺乏對(duì)絕緣子表面等值鹽密的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，無(wú)法準(zhǔn)確確定清周期所致。因此，研究探索一種新的檢測(cè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓絕緣子表面等值鹽密的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，是十分必要的。既可以減少污閃事故的發(fā)生，又避免了傳統(tǒng)檢測(cè)下停電測(cè)量帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和帶電測(cè)量的惡劣環(huán)境。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供基于粒子群支持向量機(jī)的絕緣子等值鹽密光纖檢測(cè)方法，解決現(xiàn)有檢測(cè)方法效率低，不能實(shí)時(shí)在線檢測(cè)的問(wèn)題，以減少污閃事故的發(fā)生，提高供電系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，基于粒子群支持向量機(jī)的高壓絕緣子等值鹽密光纖檢測(cè)方法，具體按照以下步驟實(shí)施步驟1:將石英玻璃棒置于高壓絕緣子附近的大氣環(huán)境中作為光纖測(cè)量絕緣子等值鹽密的傳感器，利用激光發(fā)生與合成器產(chǎn)生入射激光，入射激光從石英玻璃棒的一端輸入，從石英玻璃棒的另一端輸出，利用光檢測(cè)器檢測(cè)入射激光的入射光強(qiáng)度A和出射光強(qiáng)度A，用A-A得到光通量衰減&，同時(shí)利用濕度傳感器測(cè)量相對(duì)濕度RH，將光通量衰減dh和相對(duì)濕度RH通過(guò)無(wú)線通訊的方式傳送給管理計(jì)算機(jī)；步驟2:管理計(jì)算機(jī)接收光通量衰減A和相對(duì)濕度RH的數(shù)據(jù)信息，對(duì)光通量衰減①,按照以下公式進(jìn)行歸一化預(yù)處理，得到歸一化預(yù)處理后的光通量裒減<J)2:"一/式中A為入射光強(qiáng)度，A為出射光強(qiáng)度；步驟3:參照塵埃比率X與光通量衰減0>2、相對(duì)濕度RH的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系曲線圖，根據(jù)步驟2得到的光通量衰減02和相對(duì)濕度RH，查找對(duì)應(yīng)的塵埃比率X;步驟4:用粒子群支持向量機(jī)建立絕緣子表面等值鹽密值ESDD、光通量衰減0)2、相對(duì)濕度RH、塵埃比率X之間的非線性回歸模型，模型的輸入?yún)?shù)為光通量衰減02、相對(duì)濕度RH、塵埃比率X，輸出參數(shù)為等值鹽密值ESDD;步驟5:將步驟2得到的光通量衰減02、相對(duì)濕度RH和步驟3得到的塵埃比率X代入步驟4得到的非線性回歸模型中，得到絕緣子表面等值鹽密值ESDD。本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，其中的步驟4建立模型具體按照以下步驟實(shí)施(1)在人工污穢實(shí)驗(yàn)室和電力生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采集樣本數(shù)據(jù)，包括光通量衰減、相對(duì)濕度、等值鹽密值、塵埃比率，對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和預(yù)處理，并將樣本數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本兩部分；(2)進(jìn)行初始化設(shè)置，包括設(shè)置群體規(guī)模、迭代次數(shù)，隨機(jī)給出y和cr作為粒子的初始位置；(3)采用粒子個(gè)體對(duì)應(yīng)的y和a，建立LS-SVM的學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型，并用該模型對(duì)測(cè)試樣本的預(yù)測(cè)錯(cuò)誤率作為該粒子的適應(yīng)值少,；(4)將粒子適應(yīng)值少,與該粒子自身最優(yōu)適應(yīng)值>^,,進(jìn)行比較，若^小于少,,,,,、,,，則用新的適應(yīng)值取代前一輪的適應(yīng)值，用新的粒子取代前一輪的粒子，即力&,",.=乂，4,.,,=、；(5)將各個(gè)粒子的自身最優(yōu)適應(yīng)值;v^分別與前一輪所有粒子的最優(yōu)適應(yīng)值^、,進(jìn)行比較，若;>,,,小于&^，則用每個(gè)粒子的最優(yōu)適應(yīng)值取代原粒子適應(yīng)值，同時(shí)保存粒子的當(dāng)前狀態(tài)；(6)判斷適應(yīng)值或迭代次數(shù)是否滿足要求，如果不滿足要求，再進(jìn)行新一-輪的計(jì)算，按公式v=wv+w(A(;、,-戶)+c2r2(gto-p)禾Bp=;+".v將粒子進(jìn)行移動(dòng)，從而產(chǎn)生新的粒子，返回步驟(3)，式中p為粒子當(dāng)前的位置；i，是粒子的速度；-為約束因子；c,和^為兩個(gè)正常數(shù)；^和^為兩個(gè)獨(dú)立的介于之間的隨機(jī)數(shù)；w為動(dòng)量項(xiàng)系數(shù)；如果適應(yīng)值滿足要求，計(jì)算結(jié)束，該粒子個(gè)體即對(duì)應(yīng)最適合的LS-SVM的/和cr，從而建立基于LS-SVM的非線性回歸模型。本發(fā)明檢測(cè)方法的有益效果是，利用石英玻璃棒與絕緣子的表面積污特性具有較好的一致性，及光在光纖芯區(qū)外介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)折射率發(fā)生變化產(chǎn)生光能損耗的特點(diǎn)，將低損耗石英玻璃棒置于高壓絕緣子附近的大氣環(huán)境中作為光纖測(cè)量絕緣子等值鹽密的傳感器，檢測(cè)一定波長(zhǎng)激光通過(guò)受污傳感器后其光能損耗，同時(shí)檢測(cè)相對(duì)濕度、塵埃比率等環(huán)境因素，并利用粒子群支持向量機(jī)建立好絕緣子表面等值鹽密值、光能損耗、相對(duì)濕度、塵埃比率等之間的非線性回歸模型，最后利用現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)量和回歸模型來(lái)預(yù)測(cè)絕緣子等值鹽密。相對(duì)來(lái)說(shuō)，光通量衰減和環(huán)境參數(shù)的測(cè)量比現(xiàn)場(chǎng)人工測(cè)量等值鹽密要更加節(jié)省人力和物力。因此，該方法既可以減少污閃事故的發(fā)生，又避免了傳統(tǒng)檢測(cè)下停電測(cè)量帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和帶電測(cè)量的惡劣環(huán)境。圖1為本發(fā)明方法中光纖測(cè)污原理圖2為本發(fā)明實(shí)施例中塵埃比率X與光通量衰減02、相對(duì)濕度RH的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系曲線圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。低損耗石英玻璃棒是一個(gè)以棒為芯、大氣為包層的多模介質(zhì)光波導(dǎo)，如圖1所示，將其置于高壓絕緣子附近的大氣中作為光纖測(cè)量絕緣子等值鹽密的傳感器，在傳感器的一端輸入一定波長(zhǎng)的激光并在另一端接收。當(dāng)石英棒上無(wú)污染時(shí)，由光波導(dǎo)中的基模和高次模共同傳輸光能，其中絕大部分光能在光波導(dǎo)的芯中傳輸，少部分光能沿纖芯與包層的界面即大氣傳輸，光波傳輸過(guò)程中光能損耗很小；當(dāng)石英棒上有污染時(shí)，其附鹽部分的折射率增大，一部分透射光在傳感器外部漏掉，產(chǎn)生了光能損耗；且附著的鹽分量越多，其光能損耗(即光衰減量)也相應(yīng)地增大。同時(shí)光通量衰減除了與傳感器表面污穢狀況有關(guān)外，還受環(huán)境濕度、塵埃比率等因素的影響，并且和各因素之間存在著復(fù)雜的非線性關(guān)系。如果預(yù)先研究并建立這幾個(gè)物理量之間的非線性回歸模型，則通過(guò)檢測(cè)光能損耗的程度(石英棒光通量衰減)和環(huán)境參數(shù)即可推算出絕緣子等值鹽密值。因此建立非線性回歸模型成了本檢測(cè)方法的關(guān)鍵。通過(guò)人工污穢試驗(yàn)可得到的物理量有光衰減量①、相對(duì)濕度RH、等值鹽密ESDD、塵埃比率X，其中O、RH是直接測(cè)量量，X是間接測(cè)量量，ESDD是最終測(cè)量量。利用試驗(yàn)所提供的若干組數(shù)據(jù)RH、X、ESDD和O建立一個(gè)反映ESDD與RH、X和O之間關(guān)系的非線性模型，就可通過(guò)該模型得到一組給定的RH、X和O所對(duì)應(yīng)的鹽密值ESDD。利用支持向量機(jī)(SupportVectorMachine,SVM)在解決小樣本、非線性、高維數(shù)、局部極小點(diǎn)等方面的優(yōu)勢(shì)來(lái)建立上述非線性回歸模型，并利用粒子群優(yōu)化(ParticleSwarmOptimization,PSO)算法來(lái)對(duì)回歸模型參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以快速獲得高精度的SVM模型，避免通過(guò)傳統(tǒng)交叉驗(yàn)證試算的盲目性。對(duì)于非線性樣本向量(x"y,)，(x2，y2)，，(Xi，yi)，，(X/，y/)，XiGRn，yieR，i=l，，/，采用最小二乘支持向量機(jī)回歸進(jìn)行函數(shù)估計(jì)，優(yōu)化問(wèn)題為忍2(3)約束條件為少,[ft/0(x,)+一卜《/=1，…，/(4)引入拉格朗日函數(shù)并根據(jù)KKT條件消去"和f得到如下的線性系統(tǒng)—/Q+廠1/—(5)式中i,=卩;.'.;]](3二[A;..;"/]式(5)為一線性方程組，可用最小二乘法求出a和b，由此得到(6)出y(x)=^a,$(x)7'cD(x)+6選用徑向基核函數(shù)(7)『H2o"2(8)其中Ihl卜搭(/—x，)2，。為核寬度<則非線性預(yù)測(cè)模型為少")=Z",KfeA)+6(9)/-111預(yù)測(cè)模型中的懲罰因子/和核參數(shù)C7是影響模型精度的重要參數(shù)，采用PSO算法來(lái)優(yōu)化，粒子根據(jù)如下兩個(gè)公式更新自己的速度和位置V=wv+Oto-p)+c,2-p)(10)p=p+".v(11)式屮p為粒子當(dāng)前的位置；v是粒子的速度，決定下一代p的更新方向；"為約束因子，控制速度的權(quán)重；q和^分別為兩個(gè)正常數(shù)，稱為加速因子；/!和^為兩個(gè)獨(dú)立的介于之間的隨機(jī)數(shù)；w為動(dòng)量項(xiàng)系數(shù)，調(diào)整其大小可改變搜索能力的強(qiáng)弱。本發(fā)明基于粒子群支持向量機(jī)的高壓絕緣子等值鹽密光纖檢測(cè)方法，具體按照以下步驟實(shí)施步驟1:將低損耗石英玻璃棒置于高壓絕緣子附近的大氣環(huán)境中作為光纖測(cè)量絕緣子等值鹽密的傳感器，利用激光發(fā)生與合成器產(chǎn)生入射激光，入射激光從石英玻璃棒的一端輸入，從石英玻璃棒的另一端輸出，利用光檢測(cè)器檢測(cè)入射激光的入射光強(qiáng)度A和出射光強(qiáng)度A，用A-A即為光通量衰減O,，同時(shí)利用濕度傳感器測(cè)量相對(duì)濕度RH，將光通量衰減Oi和相對(duì)濕度RH通過(guò)無(wú)線通訊的方式傳送給管理計(jì)算機(jī)；步驟2:管理計(jì)算機(jī)接收光通量衰減A和相對(duì)濕度RH的數(shù)據(jù)信息，對(duì)光通量衰減A按照以下公式進(jìn)行歸一化預(yù)處理，得到歸一化預(yù)處理后的光通量衰減o2:0=AzAxl00%(12)式中A為入射光強(qiáng)度，/。為出射光強(qiáng)度。歩驟3:參照塵埃比率X與光通量衰減02、相對(duì)濕度RH的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系曲線圖，根據(jù)上步得到的光通量衰減02和相對(duì)濕度RH，査找對(duì)應(yīng)的塵埃比率X;步驟4:用粒子群支持向量機(jī)建立絕緣子表面等值鹽密值ESDD、光通量衰減。2、相對(duì)濕度RH、塵埃比率X之間的非線性回歸模型，具體按照以K歩驟實(shí)施-(1)在人工污穢實(shí)驗(yàn)室和電力生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采集樣本數(shù)據(jù)，包括光通量衰減、相對(duì)濕度、等值鹽密值、塵埃比率，對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和預(yù)處理，并將樣本數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本兩部分；(2)進(jìn)行初始化設(shè)置，包括設(shè)置群體規(guī)模、迭代次數(shù)，隨機(jī)給出y和o"作為粒子的初始位置；(3)采用粒子個(gè)體對(duì)應(yīng)的y和^T，建立LS-SVM的學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型，并用該模型對(duì)測(cè)試樣木的預(yù)測(cè)錯(cuò)誤率作為該粒子的適應(yīng)值乂；(4)將粒子適應(yīng)值y,與該粒子自身最優(yōu)適應(yīng)值;vw,進(jìn)行比較，若乂.小于>V、,,，則用新的適應(yīng)值取代前一輪的適應(yīng)值，用新的粒子取代前一輪的粒子，(5)將各個(gè)粒子的自身最優(yōu)適應(yīng)值分別與前一輪所有粒子的最優(yōu)適應(yīng)值;^,進(jìn)行比較，若少一,,,小于力^，則用每個(gè)粒子的最優(yōu)適應(yīng)值取代原粒子適應(yīng)值，同時(shí)保存粒子的當(dāng)前狀態(tài)；(6)判斷適應(yīng)值或迭代次數(shù)是否滿足要求，如果不滿足要求，再進(jìn)行新一輪的計(jì)算，按公式V=WV+M-P)+(gto-/7)和p=p+/V將粒子進(jìn)行移動(dòng)，從而產(chǎn)生新的粒子，返回步驟(3)，如果適應(yīng)值滿足要求，計(jì)算結(jié)束，該粒子個(gè)體即對(duì)應(yīng)最適合的LS-SVM的y和cr，從而建立基于LS-SVM的非線性回歸模型，模型的輸入?yún)?shù)為光通量衰減、相對(duì)濕度、塵埃比率，輸出參數(shù)為等值鹽密值；步驟5:將步驟2得到的光通量衰減02、相對(duì)濕度RH和步驟3得到的塵埃比率X代入步驟4得到的非線性回歸模型中，得到絕緣子表面等值鹽密值ESDD;步驟6:根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T5582-93《高壓電力設(shè)備外絕緣污穢等級(jí)》中規(guī)定的污欏等級(jí)與等值鹽密值的關(guān)系來(lái)劃分測(cè)點(diǎn)污穢等級(jí)；通過(guò)對(duì)一個(gè)或幾個(gè)區(qū)域的輸變電系統(tǒng)多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的連續(xù)在線監(jiān)測(cè)，利用獲得的等值鹽密值得到污穢等級(jí)，即可繪制并修訂污區(qū)分布圖。實(shí)施例步驟1:將在試驗(yàn)室進(jìn)行了全面測(cè)試的檢測(cè)系統(tǒng)安裝在某110KV高壓輸電線上，絕緣子為懸式玻璃絕緣子LXP-160?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置檢測(cè)五個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)的光通量衰減①i和環(huán)境相對(duì)濕度RH，如表1所示。表1五個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)的光通量衰減&和環(huán)境相對(duì)濕度RH序3測(cè)試吋間入射光強(qiáng)度/uw出射光強(qiáng)度/uw光通量衰減①i/uw104-09-18102.35288.76413.588205-03-2698.76162.04936.712305-11-0799.65770.62229.035406-06-22101.21683.88217.334507-04-1799.45375.86723.586將光通量衰減O,、相對(duì)濕度RH通過(guò)無(wú)線通訊的方式傳送給管理計(jì)算步驟2:管理計(jì)算機(jī)接收光通量衰減A和相對(duì)濕度RH的數(shù)據(jù)信息，對(duì)光通量衰減Oh按照以下公式進(jìn)行歸一化預(yù)處理，得到歸一化預(yù)處理后的光14通量衰減①2:①xl。0%式中/,為入射光強(qiáng)度，/。為出射光強(qiáng)度。處理結(jié)果如下表所示表2歸一化預(yù)處理后的光通量衰減O:序號(hào)測(cè)試吋間入射光強(qiáng)度出射光強(qiáng)度光通量衰減光通量衰減/uw/uwOj/uwo2/%104-09-18102.35288.76413.58813.276205-03-2698.76162,04936.71237.173305-11-0799.65770.62229.03529.135406-06-22101.21683.88217.33417.126507-04-1799.45375.86723.58623.716步驟3:參照塵埃比率X與光通量衰減02、相對(duì)濕度RH的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系曲線圖，如圖2所示，根據(jù)檢測(cè)到的光通量衰減3)2和相對(duì)濕度RH，查找對(duì)應(yīng)的塵埃比率X，如表3所示。表3光通量衰減(1)2、相對(duì)濕度RH及對(duì)應(yīng)的塵埃比率X序號(hào)測(cè)試時(shí)間光通量衰減0>2/。/0相對(duì)濕度目％塵埃比率"％104-09-1813.2769060205-03-2637.1737880305-11-0729.1356570406-06-2217.1269540507-04-1723.716832015步驟4:用粒子群支持向量機(jī)建立絕緣子表面等值鹽密值ESDD、光通量衰減02、相對(duì)濕度RH、塵埃比率X之間的非線性回歸模型，具體按照以下步驟實(shí)施(1)在人工污穢實(shí)驗(yàn)室和電力生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采集樣本數(shù)據(jù)，包括光衰減量、相對(duì)濕度、等值鹽密值、塵埃比率，對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和預(yù)處理，并將樣本數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本兩部分；(2)進(jìn)行初始化設(shè)置，包括設(shè)置群體規(guī)模、迭代次數(shù)，隨機(jī)給出/和c7作為粒子的初始位置；(3)采用粒子個(gè)體對(duì)應(yīng)的^和C7，建立LS-SVM的學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型，并用該模型對(duì)測(cè)試樣本的預(yù)測(cè)錯(cuò)誤率作為該粒子的適應(yīng)值少,；(4)將粒子適應(yīng)值;;,與該粒子自身最優(yōu)適應(yīng)值;vw,進(jìn)行比較，若乂小于3V,,，則用新的適應(yīng)值取代前一輪的適應(yīng)值，用新的粒子取代前一輪的粒子，艮卩力fe",-乂，A',、,，=弋；(5)將各個(gè)粒子的自身最優(yōu)適應(yīng)值>^,,,分別與前一輪所有粒子的最優(yōu)適應(yīng)值、,、,進(jìn)行比較，若^,、,,小于&^，則用每個(gè)粒子的最優(yōu)適應(yīng)值取代原粒子適應(yīng)值，同時(shí)保存粒子的當(dāng)前狀態(tài)；(6)判斷適應(yīng)值或迭代次數(shù)是否滿足要求，如果不滿足要求，再進(jìn)行新一輪的計(jì)算，按公式v=w.v+-p)+c2r2-/)禾np=p+/.v將粒子進(jìn)行移動(dòng)，從而產(chǎn)生新的粒子，返回步驟(3)，如果適應(yīng)值滿足要求，計(jì)算結(jié)束，該粒子個(gè)體即對(duì)應(yīng)最適合的LS-SVM的y和c，從而建立基于LS-SVM的非線性回歸模型，模型的輸入?yún)?shù)為光通量衰減、相對(duì)濕度、塵埃比率，輸出參數(shù)為等值鹽密值；步驟5:將步驟2得到的光通量衰減02、相對(duì)濕度RH和步驟3得到的塵埃比率X代入步驟4得到的非線性回歸模型中，得到絕緣子表面等值鹽密值ESDD，得到的結(jié)果如表4所示表4絕緣子表面等值鹽密值ESDD<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>由表4可以看出，按本發(fā)明方法預(yù)測(cè)的高壓絕緣子等值鹽密值和采用傳統(tǒng)方法定期測(cè)量的等值鹽密值，二者的相對(duì)誤差在4.5%-6.9%范圍內(nèi)，滿足系統(tǒng)的測(cè)量誤差小于10%的要求。本發(fā)明基于粒子群支持向量機(jī)的高壓絕緣子等值鹽密光纖監(jiān)測(cè)方法實(shí)現(xiàn)了絕緣子鹽密的在線檢測(cè)、準(zhǔn)確率高、適用于各種電壓等級(jí)，避免了傳統(tǒng)測(cè)量鹽密方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、測(cè)量效果不好的缺點(diǎn)，提高了供電系統(tǒng)可靠性。序號(hào)測(cè)試時(shí)間光通相對(duì)塵埃系統(tǒng)測(cè)人工測(cè)相對(duì)量衰濕度比率量的量的誤差減。2/%麗％X/%ESDD值ESDD值/%mg/cm2mg/cm2測(cè)功I射功而入光if均差A(yù)平誤"權(quán)利要求1.一種基于粒子群支持向量機(jī)的高壓絕緣子等值鹽密光纖檢測(cè)方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施步驟1將石英玻璃棒置于高壓絕緣子附近的大氣環(huán)境中作為光纖測(cè)量絕緣子等值鹽密的傳感器，利用激光發(fā)生與合成器產(chǎn)生入射激光，入射激光從石英玻璃棒的一端輸入，從石英玻璃棒的另一端輸出，利用光檢測(cè)器檢測(cè)入射激光的入射光強(qiáng)度βi和出射光強(qiáng)度βo，用βi-βo得到光通量衰減Φ1，同時(shí)利用濕度傳感器測(cè)量相對(duì)濕度RH，將光通量衰減Φ1和相對(duì)濕度RH通過(guò)無(wú)線通訊的方式傳送給管理計(jì)算機(jī)；步驟2管理計(jì)算機(jī)接收光通量衰減Φ1和相對(duì)濕度RH的數(shù)據(jù)信息，對(duì)光通量衰減Φ1按照以下公式進(jìn)行歸一化預(yù)處理，得到歸一化預(yù)處理后的光通量衰減Φ2<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>&Phi;</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>&beta;</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>&beta;</mi><mi>o</mi></msub></mrow><msub><mi>&beta;</mi><mi>i</mi></msub></mfrac><mo>&times;</mo><mn>100</mn><mo>%</mo></mrow>]]></math></maths>式中βi為入射光強(qiáng)度，βo為出射光強(qiáng)度；步驟3參照塵埃比率X與光通量衰減Φ2、相對(duì)濕度RH的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系曲線圖，根據(jù)步驟2得到的光通量衰減Φ2和相對(duì)濕度RH，查找對(duì)應(yīng)的塵埃比率X；步驟4用粒子群支持向量機(jī)建立絕緣子表面等值鹽密值ESDD、光通量衰減Φ2、相對(duì)濕度RH、塵埃比率X之間的非線性回歸模型，模型的輸入?yún)?shù)為光通量衰減Φ2、相對(duì)濕度RH、塵埃比率X，輸出參數(shù)為等值鹽密值ESDD；步驟5將步驟2得到的光通量衰減Φ2、相對(duì)濕度RH和步驟3得到的塵埃比率X代入步驟4得到的非線性回歸模型中，得到絕緣子表面等值鹽密值ESDD。2.按照權(quán)利要求1所述的基于粒子群支持向量機(jī)的高壓絕緣子等值鹽密光纖檢測(cè)方法，其特征在于，所述的步驟4建立模型具體按照以下步驟實(shí)施(1)在人工污穢實(shí)驗(yàn)室和電力生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采集樣本數(shù)據(jù)，包括光通量衰減、相對(duì)濕度、等值鹽密值、塵埃比率，對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和預(yù)處理，并將樣本數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本兩部分；(2)進(jìn)行初始化設(shè)置，包括設(shè)置群體規(guī)模、迭代次數(shù)，隨機(jī)給出;K和cx作為粒子的初始位置；(3)采用粒子個(gè)體對(duì)應(yīng)的y和cr,建立LS-SVM的學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型，并用該模型對(duì)測(cè)試樣本的預(yù)測(cè)錯(cuò)誤率作為該粒子的適應(yīng)值乂；(4)將粒子適應(yīng)值乂與該粒子自身最優(yōu)適應(yīng)值少一,,,進(jìn)行比較，若x小于JV,、.,,，則用新的適應(yīng)值取代前一輪的適應(yīng)值，用新的粒子取代前一輪的粒子，艮卩te,,=x，^c",-、；(5)將各個(gè)粒子的自身最優(yōu)適應(yīng)值》、,,分別與前一輪所有粒子的最優(yōu)適應(yīng)值八、,進(jìn)行比較，若》,,,小于^^，則用每個(gè)粒子的最優(yōu)適應(yīng)值取代原粒子適應(yīng)值，同時(shí)保存粒子的當(dāng)前狀態(tài)；(6)判斷適應(yīng)值或迭代次數(shù)是否滿足要求，如果不滿足要求，再進(jìn)行新一輪的計(jì)算，按公式v=wi;+m-;;)+c2r2-;7)禾口p=;;+,v將粒子進(jìn)行移動(dòng)，從而產(chǎn)生新的粒子，返回步驟(3)，式中p為粒子當(dāng)前的位置；v是粒子的速度；/為約束因子；c,和^為兩個(gè)正常數(shù)；。和。為兩個(gè)獨(dú)立的介于之間的隨機(jī)數(shù)；^為動(dòng)量項(xiàng)系數(shù)；如果適應(yīng)值滿足要求，計(jì)算結(jié)束，該粒子個(gè)體即對(duì)應(yīng)最適合的LS-SVM的^和cr，從而建立基于LS-SVM的非線性回歸模型。全文摘要本發(fā)明基于粒子群支持向量機(jī)的高壓絕緣子等值鹽密光纖檢測(cè)方法，首先檢測(cè)光通量衰減、相對(duì)濕度并通過(guò)無(wú)線通訊的方式傳送給管理計(jì)算機(jī)；再對(duì)光通量衰減進(jìn)行歸一化預(yù)處理；參照塵埃比率與光通量衰減、相對(duì)濕度的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系曲線圖，查找對(duì)應(yīng)的塵埃比率；用粒子群支持向量機(jī)建立絕緣子表面等值鹽密值、光通量衰減、相對(duì)濕度、塵埃比率之間的非線性回歸模型；將光通量衰減、相對(duì)濕度和塵埃比率代入非線性回歸模型中，得到絕緣子表面等值鹽密值。本發(fā)明基于粒子群支持向量機(jī)的高壓絕緣子等值鹽密光纖監(jiān)測(cè)方法實(shí)現(xiàn)了絕緣子鹽密的在線檢測(cè)、準(zhǔn)確率高、適用于各種電壓等級(jí)，避免了傳統(tǒng)測(cè)量鹽密方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、測(cè)量效果不好的缺點(diǎn)，提高了供電系統(tǒng)可靠性。文檔編號(hào)G01N21/59GK101655456SQ20091002401公開日2010年2月24日申請(qǐng)日期2009年9月22日優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日發(fā)明者青張,焦尚彬申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)