專利名稱：基于灰多元線性回歸的覆冰與氣象關系的分析方法
技術領域：
本發(fā)明是屬于輸變電設備狀態(tài)在線監(jiān)測技術領域，具體涉及的是基于灰色系統(tǒng)理論的多元線性回歸分析的覆冰在線監(jiān)測方法。
背景技術：
隨著社會的發(fā)展，電力日益成為國民經(jīng)濟的重要組成部分，現(xiàn)代工農業(yè)的快速發(fā)展對電力供應的質量和數(shù)量提出了更高的要求，由于輸電線路所處 環(huán)境的不確定性，線路運行是否安全已成為電網(wǎng)可靠性的一項重要指標。2009年國家電網(wǎng)公司提出構建以特高壓為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展的智能電網(wǎng)以及智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略框架的六個環(huán)節(jié)更突顯了輸電線路的重要性。輸電線路由于線路長，所處地形復雜、微氣象條件多變，故而受微氣象、微地形、線路本身等因素的影響，其中微氣象是覆冰的主要影響因素。輸電線路會發(fā)生絕緣子閃絡、斷線、倒塔等事故，嚴重影響了供電的可靠性。在輸電線路事故中，輸電線路覆冰雪是最為普遍，也是最為重要的事故原因，我國也是發(fā)生輸電線路覆冰事故較多的國家之一，覆冰事故已嚴重威脅了我國電力系統(tǒng)的安全運行，并造成了巨大的經(jīng)濟損失。因此，如何準確預測輸電線路覆冰與微氣象之間的關系，確定覆冰的突出氣象影響因素，建立輸電線路覆冰生長模型對覆冰研究具有重大意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于灰色系統(tǒng)理論的多元線性回歸的覆冰厚度預測方法，解決現(xiàn)有分析方法由于參數(shù)估計而呈現(xiàn)的很強的不穩(wěn)定性而導致準確度不夠高的問題，通過灰預測，得出覆冰突出影響因素，并建立較為準確的覆冰厚度預測模型。本發(fā)明所采用的技術方案是基于灰多元線性回歸方法的覆冰突出影響因素分析方法，包括下述步驟步驟I :通過輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)獲取包括環(huán)境濕度、環(huán)境風速、環(huán)境溫度在內的微氣象數(shù)據(jù)以及導線拉力數(shù)據(jù)，根據(jù)導線拉力數(shù)據(jù)通過理論計算模型轉換為實際覆冰厚度值；包括水平張力求解、計算主桿塔與副桿塔間的高度差、計算主桿塔兩側對應的等效檔距以及計算得到導線的綜合載荷qz，并采用環(huán)形覆冰厚度計算模型，根據(jù)求得的覆冰載荷qB，并結合覆冰的密度(O. 9g/cm3)和導線直徑來求得到覆冰厚度；步驟2 :研究導線覆冰厚度實際值與環(huán)境濕度、環(huán)境風速、環(huán)境溫度在內的微氣象信息值之間的關系，得出影響導線覆冰的突出影響因素，并運用GM(1，I)對微氣象數(shù)據(jù)進行預測；包括選取覆冰有效數(shù)據(jù)序列，選取原有數(shù)據(jù)進行級比判斷，如合適才能進行灰色預測，并通過灰色模型得到預測值；步驟3 :根據(jù)原有數(shù)據(jù)運用多元線性回歸分析方法建立覆冰厚度模型，基于微氣象的預測數(shù)據(jù)對覆冰厚度進行預測；包括根據(jù)原有數(shù)據(jù)建立基于微氣象的覆冰厚度多元線性回歸分析模型，并將運用灰預測得到的微氣象預測數(shù)據(jù)代入覆冰厚度的多元線性回歸模型中，通過建立基于灰多元回歸分析的覆冰厚度預測模型，以達到對覆冰生長準確預測的目的。本發(fā)明結合灰預測建模GM(1，I)和多元線性回歸分析方法，對覆冰現(xiàn)場監(jiān)測有效數(shù)據(jù)進行分析，建立覆冰的生長模型。本發(fā)明的有益效果是(I)在先前研究的灰關聯(lián)分析方法的基礎上，提出了一種新型的覆冰厚度生長模型，解決灰關聯(lián)分析方法因為數(shù)據(jù)累加和累減使得方程組呈現(xiàn)病態(tài)性，而且參數(shù)估計而呈現(xiàn)出很強的不穩(wěn)定性等問題。 (2)本發(fā)明采用的數(shù)據(jù)來源于覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場實時監(jiān)測的覆冰數(shù)據(jù)，能夠提供詳細監(jiān)測輸電線路覆冰前后的重量變化、絕緣子串的傾斜角度、環(huán)境溫濕度、風速等信息，還能根據(jù)監(jiān)測現(xiàn)場采集得到的導線拉力等信息通過計算得到輸電線路覆冰的厚度。


圖I是本發(fā)明方法步驟2、3的分析流程圖；圖2是本發(fā)明實施例中分析數(shù)據(jù)來源一覆冰厚度數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖；圖3是本發(fā)明實施例中分析數(shù)據(jù)來源一環(huán)境濕度數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖；圖4是本發(fā)明實施例中分析數(shù)據(jù)來源一環(huán)境風速數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖；圖5是本發(fā)明實施例中分析數(shù)據(jù)來源一環(huán)境溫度數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖；圖6是本發(fā)明方法覆冰厚度計算模型的主桿塔等效檔距示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明。如圖I所示，本發(fā)明輸電線路覆冰突出影響因素分析方法，具體按照以下步驟實施步驟I :通過輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)獲取包括環(huán)境濕度、環(huán)境風速、環(huán)境溫度在內的微氣象數(shù)據(jù)以及導線拉力數(shù)據(jù)，根據(jù)導線拉力數(shù)據(jù)通過理論計算模型轉換為實際覆冰厚度值，具體按照以下步驟實施如圖6所示，考慮到主桿塔上導線絕緣子串存在傾角Θ 4且兩側桿塔上絕緣子串傾角對等值覆冰厚度計算有影響。水平張力求解導線在自重載荷下長度S1，由于覆冰時溫度較低，會引起導線收縮，故導線在自重載荷下的長度為_5°C時導線長度St，用St來計算水平張力。St=S1-S1 α Δ T (I)式中，AT為常溫與覆冰時溫度(取_5°C)差值；α為導線的綜合線性溫度膨脹系數(shù)，I/。。。由懸掛點不等高導線水平張力公式以及
Γα 1 hzS1=I+-^ + -(2)
1 24Τη2 21
得到
權利要求
1.基于灰多元線性回歸的覆冰與氣象關系的分析方法，其特征在于，該方法包括下述步驟 步驟I:通過輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)獲取包括環(huán)境濕度、環(huán)境風速、環(huán)境溫度在內的微氣象數(shù)據(jù)以及導線拉力數(shù)據(jù)，根據(jù)導線拉力數(shù)據(jù)通過理論計算模型轉換為實際覆冰厚度值； 步驟2 :選取有效數(shù)據(jù)，運用灰預測GM(1，I)建模對選取的有效微氣象數(shù)據(jù)進行預測； 步驟3 :根據(jù)原有數(shù)據(jù)運用多元線性回歸分析方法建立覆冰厚度模型，基于微氣象的預測數(shù)據(jù)對覆冰厚度進行預測。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于灰多元線性回歸的覆冰與氣象關系的分析方法，其特征在于，所述步驟I中，根據(jù)導線拉力數(shù)據(jù)通過理論計算模型轉換為實際覆冰厚度值，具體按照以下步驟實施 1)水平張力求解導線在自重載荷下長度S1，導線在自重載荷下的長度為-5°C時導線長度St，用St來計算水平張力St=S1-S1 α Δ T (I) 式中，ΛT為常溫與覆冰時溫度差值；α為導線的綜合線性溫度膨脹系數(shù)； 2)計算主桿塔與副桿塔間的高度差 由懸掛點不等高導線水平張力公式
3.根據(jù)權利要求2所述的基于灰多元線性回歸的覆冰與氣象關系的分析方法，其特征在于，所述導線是分裂導線，若分成η分裂導線則
4.根據(jù)權利要求2所述的基于灰多元線性回歸的覆冰與氣象關系的分析方法，其特征在于，所述常溫與覆冰時溫度差值AT為_5°C ;導線的綜合線性溫度膨脹系數(shù)α為1/°C。
5.根據(jù)權利要求I所述的基于灰多元線性回歸的覆冰與氣象關系的分析方法，其特征在于，所述步驟2中，選取有效數(shù)據(jù)，運用GM(1，I)對選取的有效微氣象數(shù)據(jù)進行預測；具體包括下述步驟 1)選取覆冰有效數(shù)據(jù)序列 選取有效環(huán)境濕度、環(huán)境風速、環(huán)境溫度數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)序列如下
6.根據(jù)權利要求I所述的基于灰多元線性回歸的覆冰與氣象關系的分析方法，其特征在于，所述步驟3中，根據(jù)原有數(shù)據(jù)運用多元線性回歸分析方法建立覆冰厚度模型，基于微氣象的預測數(shù)據(jù)對覆冰厚度進行預測，具體包括下述步驟 O利用原始數(shù)據(jù)序列建立覆冰厚度的多元線性回歸分析模型將覆冰厚度因變量序列，環(huán)境濕度、風速及溫度作為自變量序列，建立多元線性回歸模型，并求出該模型的參數(shù)，多元線性回歸分析的模型 Y= β 0+ ^ iXl+· · · + ^ mXm+ ￡ (19) 式中，m≥2，1是111+1個回歸系數(shù)，ε、(0，σ 2)為模型的隨機誤差，將模型用y的η個觀測值和與之相聯(lián)系的諸Xm值來表示，則整個模型變?yōu)? 令
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于灰多元線性回歸的覆冰與氣象關系的分析方法，包括步驟1通過輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)獲取包括環(huán)境濕度、環(huán)境風速、環(huán)境溫度在內的微氣象數(shù)據(jù)以及導線拉力數(shù)據(jù)，根據(jù)導線拉力數(shù)據(jù)通過理論計算模型轉換為實際覆冰厚度值；步驟2選取有效數(shù)據(jù)，運用灰色GM(1,1)建模對微氣象數(shù)據(jù)進行預測；步驟3根據(jù)選取的有效數(shù)據(jù)運用多元線性回歸分析方法建立覆冰厚度模型，基于上述微氣象GM(1,1)建模對覆冰厚度進行預測，建立灰多元回歸分析的覆冰厚度預測模型。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術數(shù)據(jù)累加減使方程組呈現(xiàn)病態(tài)性，且參數(shù)估計而呈現(xiàn)出不穩(wěn)定性等問題。能夠提供詳細監(jiān)測輸電線路覆冰前后的重量變化、絕緣子串的傾斜角度、環(huán)境溫濕度、風速等信息，根據(jù)現(xiàn)場采集信息通過計算得到輸電線路覆冰的厚度。
文檔編號G06F17/17GK102789447SQ20121023583
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權日2012年7月9日
發(fā)明者嚴爾梅, 馮文斌, 劉家兵, 吳曉東, 徐梁剛, 李君 , 畢家啟, 王坤輝, 王婭娜, 虢韜, 郎嵐 申請人:貴州電網(wǎng)公司輸電運行檢修分公司