基于支持向量分类的输电线路覆冰等级长期预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电气工程技术领域，具体涉及一种基于支持向量分类的输电线路覆冰 等级长期预测方法。
【背景技术】
[0002] 受冬季强冷空气影响，我国南方地区电网易遭受覆冰灾害，造成大面积倒塔断线 事故，严重威胁电网安全稳定运行，特别是随着我国特高压电网建设和运行逐步延伸至覆 冰灾害严重区域，电网覆冰灾害防治显得尤为迫切。电网覆冰等级长期预测可为电网抗冰 提供较长的预见期，为提前针对不同覆冰等级部署相应的抗冰措施争取了宝贵的时间，可 显著提高电网冰灾处置的效率和效果。然而，电网覆冰长期观测的数据样本往往系列长度 较短，且电网覆冰影响因素众多，传统的预测方法难以处理多种要素的非线性关系且对于 小样本数据的学习能力有限，预测精度有待进一步提高。支持向量分类是一种新型高效的 学习分类方法，能够将低维空间的数据通过数学变换映射到高维空间中，使得在低维空间 的非线性关系在高维空间中呈现线性关系，有效提高非线性关系处理能力，同时该方法对 于小样本数据学习性能优越。目前，基于支持向量分类的电网覆冰等级预测方法方面的研 宄尚未见诸报道。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种基于支持向量分 类的输电线路覆冰等级长期预测方法，可有效提高电网覆冰等级长期预测精度，为电网抗 冰提供可靠的数据支撑，对提前部署电网抗冰措施和保障电网运行可靠性有重要作用。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0005] 一种基于支持向量分类的输电线路覆冰等级长期预测方法，包括以下步骤：
[0006] (1)根据电网覆冰年平均日数历史统计数据以及现有融冰措施的抗冰能力，将电 网覆冰划分为若干个等级；
[0007] (2)采用相关系数分析方法，计算出历史统计数据中各气象气候因子与电网覆冰 年平均日数的相关系数，选取相关系数最大的前若干个气象气候因子作为覆冰等级预测因 子；
[0008] (3)采用归一化计算公式将相关系数最大的前若干个覆冰等级预测因子的数据归 一化到[0, 1]范围，归一化计算公式如下：
【主权项】
1. 一种基于支持向量分类的输电线路覆冰等级长期预测方法，其特征在于：包括以下 步骤： (1) 根据电网覆冰年平均日数历史统计数据以及现有融冰措施的抗冰能力，将电网覆 冰划分为若干个等级； (2) 采用相关系数分析方法，计算出历史统计数据中各气象气候因子与电网覆冰年平 均日数的相关系数，选取相关系数最大的前若干个气象气候因子作为覆冰等级预测因子； (3) 采用归一化计算公式将相关系数最大的前若干个覆冰等级预测因子的数据归一化 到[〇, 1]范围，归一化计算公式如下：
式中，Mi为第i个覆冰等级预测因子的值；max {}为取最大值;min {}为取最小值；η为 覆冰等级预测因子的个数；Si为第i个覆冰等级预测因子的值归一化后的值； (4) 以覆冰等级预测因子归一化后的值作为支持向量分类模型的输入样本，以相对应 的电网覆冰等级作为模型的输出结果，基于支持向量分类模型的训练学习方法，建立基于 多分类支持向量分类模型； (5) 选定需要进行电网覆冰预测的年份，获取该年份的覆冰等级预测因子的值，并将其 归一化后作为支持向量分类模型的输入，得到该年份的电网覆冰等级预测结果。
2. 根据权利要求1所述的基于支持向量分类的输电线路覆冰等级长期预测方法，其特 征在于：所述步骤（2)中，选取相关系数最大的前17个气象气候因子作为覆冰等级预测因 子，所述17个气象气候因子分别为：太阳黑子、海温异常、大气环流、副热带高压、副热带高 压强度季节变换、副热带高压面积与脊线、副热带高压与相似年比较、东亚环流、旱涝、二月 最高气温、九月中旬平均气温、九月下半月高温天数、十月最高气温、四五月气温距平、九月 降水量、北极涛动、严重和特别严重覆冰年后。
3. 根据权利要求1所述的基于支持向量分类的输电线路覆冰等级长期预测方法，其特 征在于：所述步骤（1)中，电网覆冰等级的划分具体为： 轻度覆冰为1级，年平均覆冰日数< 3天； 中等程度覆冰为2级，3天<年平均覆冰日数< 5天； 严重程度覆冰为3级，5天<年平均覆冰日数< 11天； 特别严重程度覆冰为4级，年平均覆冰日数多11天。
【专利摘要】本发明公开了一种基于支持向量分类的输电线路覆冰等级长期预测方法，包括电网覆冰等级划分、覆冰等级预测因子提取、电网覆冰等级预测因子数据归一化、建立基于多分类支持向量分类模型和电网覆冰等级长期预测的步骤。该预测方法可有效提高电网覆冰等级长期预测精度，为电网抗冰提供可靠的数据支撑，对提前部署电网抗冰措施和保障电网运行可靠性有重要作用，且其思路清晰，操作方便，实用性强，可有效处理电网覆冰预测因子与电网覆冰等级间的非线性映射关系，并且对于小样本数据具有良好的训练学习性能。
【IPC分类】G06Q10-04, G06Q50-06, G06K9-62
【公开号】CN104766143
【申请号】CN201510193562
【发明人】陆佳政, 郭俊, 张红先, 方针, 李波, 谭艳军
【申请人】国家电网公司, 国网湖南省电力公司, 国网湖南省电力公司防灾减灾中心
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月22日