专利名称：基于灰多元线性回归的覆冰与气象关系的分析方法
技术领域：
本发明是属于输变电设备状态在线监测技术领域，具体涉及的是基于灰色系统理论的多元线性回归分析的覆冰在线监测方法。
背景技术：
随着社会的发展，电力日益成为国民经济的重要组成部分，现代工农业的快速发展对电力供应的质量和数量提出了更高的要求，由于输电线路所处 环境的不确定性，线路运行是否安全已成为电网可靠性的一项重要指标。2009年国家电网公司提出构建以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的智能电网以及智能电网发展战略框架的六个环节更突显了输电线路的重要性。输电线路由于线路长，所处地形复杂、微气象条件多变，故而受微气象、微地形、线路本身等因素的影响，其中微气象是覆冰的主要影响因素。输电线路会发生绝缘子闪络、断线、倒塔等事故，严重影响了供电的可靠性。在输电线路事故中，输电线路覆冰雪是最为普遍，也是最为重要的事故原因，我国也是发生输电线路覆冰事故较多的国家之一，覆冰事故已严重威胁了我国电力系统的安全运行，并造成了巨大的经济损失。因此，如何准确预测输电线路覆冰与微气象之间的关系，确定覆冰的突出气象影响因素，建立输电线路覆冰生长模型对覆冰研究具有重大意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于灰色系统理论的多元线性回归的覆冰厚度预测方法，解决现有分析方法由于参数估计而呈现的很强的不稳定性而导致准确度不够高的问题，通过灰预测，得出覆冰突出影响因素，并建立较为准确的覆冰厚度预测模型。本发明所采用的技术方案是基于灰多元线性回归方法的覆冰突出影响因素分析方法，包括下述步骤步骤I :通过输电线路在线监测系统获取包括环境湿度、环境风速、环境温度在内的微气象数据以及导线拉力数据，根据导线拉力数据通过理论计算模型转换为实际覆冰厚度值；包括水平张力求解、计算主杆塔与副杆塔间的高度差、计算主杆塔两侧对应的等效档距以及计算得到导线的综合载荷qz，并采用环形覆冰厚度计算模型，根据求得的覆冰载荷qB，并结合覆冰的密度(O. 9g/cm3)和导线直径来求得到覆冰厚度；步骤2 :研究导线覆冰厚度实际值与环境湿度、环境风速、环境温度在内的微气象信息值之间的关系，得出影响导线覆冰的突出影响因素，并运用GM(1，I)对微气象数据进行预测；包括选取覆冰有效数据序列，选取原有数据进行级比判断，如合适才能进行灰色预测，并通过灰色模型得到预测值；步骤3 :根据原有数据运用多元线性回归分析方法建立覆冰厚度模型，基于微气象的预测数据对覆冰厚度进行预测；包括根据原有数据建立基于微气象的覆冰厚度多元线性回归分析模型，并将运用灰预测得到的微气象预测数据代入覆冰厚度的多元线性回归模型中，通过建立基于灰多元回归分析的覆冰厚度预测模型，以达到对覆冰生长准确预测的目的。本发明结合灰预测建模GM(1，I)和多元线性回归分析方法，对覆冰现场监测有效数据进行分析，建立覆冰的生长模型。本发明的有益效果是(I)在先前研究的灰关联分析方法的基础上，提出了一种新型的覆冰厚度生长模型，解决灰关联分析方法因为数据累加和累减使得方程组呈现病态性，而且参数估计而呈现出很强的不稳定性等问题。 (2)本发明采用的数据来源于覆冰在线监测系统现场实时监测的覆冰数据，能够提供详细监测输电线路覆冰前后的重量变化、绝缘子串的倾斜角度、环境温湿度、风速等信息，还能根据监测现场采集得到的导线拉力等信息通过计算得到输电线路覆冰的厚度。
图I是本发明方法步骤2、3的分析流程图；图2是本发明实施例中分析数据来源一覆冰厚度数据统计图；图3是本发明实施例中分析数据来源一环境湿度数据统计图；图4是本发明实施例中分析数据来源一环境风速数据统计图；图5是本发明实施例中分析数据来源一环境温度数据统计图；图6是本发明方法覆冰厚度计算模型的主杆塔等效档距示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。如图I所示，本发明输电线路覆冰突出影响因素分析方法，具体按照以下步骤实施步骤I :通过输电线路在线监测系统获取包括环境湿度、环境风速、环境温度在内的微气象数据以及导线拉力数据，根据导线拉力数据通过理论计算模型转换为实际覆冰厚度值，具体按照以下步骤实施如图6所示，考虑到主杆塔上导线绝缘子串存在倾角Θ 4且两侧杆塔上绝缘子串倾角对等值覆冰厚度计算有影响。水平张力求解导线在自重载荷下长度S1，由于覆冰时温度较低，会引起导线收缩，故导线在自重载荷下的长度为_5°C时导线长度St，用St来计算水平张力。St=S1-S1 α Δ T (I)式中，AT为常温与覆冰时温度(取_5°C)差值；α为导线的综合线性温度膨胀系数，I/。。。由悬挂点不等高导线水平张力公式以及
Γα 1 hzS1=I+-^ + -(2)
1 24Τη2 21
得到
权利要求
1.基于灰多元线性回归的覆冰与气象关系的分析方法，其特征在于，该方法包括下述步骤 步骤I:通过输电线路在线监测系统获取包括环境湿度、环境风速、环境温度在内的微气象数据以及导线拉力数据，根据导线拉力数据通过理论计算模型转换为实际覆冰厚度值； 步骤2 :选取有效数据，运用灰预测GM(1，I)建模对选取的有效微气象数据进行预测； 步骤3 :根据原有数据运用多元线性回归分析方法建立覆冰厚度模型，基于微气象的预测数据对覆冰厚度进行预测。
2.根据权利要求I所述的基于灰多元线性回归的覆冰与气象关系的分析方法，其特征在于，所述步骤I中，根据导线拉力数据通过理论计算模型转换为实际覆冰厚度值，具体按照以下步骤实施 1)水平张力求解导线在自重载荷下长度S1，导线在自重载荷下的长度为-5°C时导线长度St，用St来计算水平张力St=S1-S1 α Δ T (I) 式中，ΛT为常温与覆冰时温度差值；α为导线的综合线性温度膨胀系数； 2)计算主杆塔与副杆塔间的高度差 由悬挂点不等高导线水平张力公式
3.根据权利要求2所述的基于灰多元线性回归的覆冰与气象关系的分析方法，其特征在于，所述导线是分裂导线，若分成η分裂导线则
4.根据权利要求2所述的基于灰多元线性回归的覆冰与气象关系的分析方法，其特征在于，所述常温与覆冰时温度差值AT为_5°C ;导线的综合线性温度膨胀系数α为1/°C。
5.根据权利要求I所述的基于灰多元线性回归的覆冰与气象关系的分析方法，其特征在于，所述步骤2中，选取有效数据，运用GM(1，I)对选取的有效微气象数据进行预测；具体包括下述步骤 1)选取覆冰有效数据序列 选取有效环境湿度、环境风速、环境温度数据作为原始数据序列如下
6.根据权利要求I所述的基于灰多元线性回归的覆冰与气象关系的分析方法，其特征在于，所述步骤3中，根据原有数据运用多元线性回归分析方法建立覆冰厚度模型，基于微气象的预测数据对覆冰厚度进行预测，具体包括下述步骤 O利用原始数据序列建立覆冰厚度的多元线性回归分析模型将覆冰厚度因变量序列，环境湿度、风速及温度作为自变量序列，建立多元线性回归模型，并求出该模型的参数，多元线性回归分析的模型 Y= β 0+ ^ iXl+· · · + ^ mXm+ ￡ (19) 式中，m≥2，1是111+1个回归系数，ε、(0，σ 2)为模型的随机误差，将模型用y的η个观测值和与之相联系的诸Xm值来表示，则整个模型变为 令
全文摘要
本发明公开了一种基于灰多元线性回归的覆冰与气象关系的分析方法，包括步骤1通过输电线路在线监测系统获取包括环境湿度、环境风速、环境温度在内的微气象数据以及导线拉力数据，根据导线拉力数据通过理论计算模型转换为实际覆冰厚度值；步骤2选取有效数据，运用灰色GM(1,1)建模对微气象数据进行预测；步骤3根据选取的有效数据运用多元线性回归分析方法建立覆冰厚度模型，基于上述微气象GM(1,1)建模对覆冰厚度进行预测，建立灰多元回归分析的覆冰厚度预测模型。本发明解决了现有技术数据累加减使方程组呈现病态性，且参数估计而呈现出不稳定性等问题。能够提供详细监测输电线路覆冰前后的重量变化、绝缘子串的倾斜角度、环境温湿度、风速等信息，根据现场采集信息通过计算得到输电线路覆冰的厚度。
文档编号G06F17/17GK102789447SQ20121023583
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者严尔梅, 冯文斌, 刘家兵, 吴晓东, 徐梁刚, 李君 , 毕家启, 王坤辉, 王娅娜, 虢韬, 郎岚 申请人:贵州电网公司输电运行检修分公司