一种基于误差序列修正的开关柜母排温升预警方法及系统与流程

本发明属于电力系统开关柜状态预测，尤其涉及一种基于误差序列修正的开关柜母排温升预警方法及系统。

背景技术：

1、开关柜是电力系统中不可或缺的一部分，用于控制和分配电力。由于电力系统中的高电压、大电流等特点，开关柜在长期运行中易受到高温、电磁等因素的影响，从而发生过热现象。开关柜的温度过高会导致绝缘材料老化、热膨胀等问题，进而影响电力系统的安全和稳定运行。为了保证电力系统的安全运行，需要对开关柜的温升进行实时监测和预测，其中开关柜母排室是过热故障。因此，如何发展更加高效、准确且可靠的开关柜母排温升预测方法，成为当前电力系统领域的一个热门研究主题。

2、传统的预测方法通常采用基于统计学模型进行预测，这种方法通常只考虑历史时序数据的趋势性和规律性，而忽略了其他可能影响时序数据的因素作用，这种方法建立的模型往往对其他未被考虑到的参数敏感，当开关柜运行环境变化，模型的预测精度将变得不可靠，甚至出现模型完全不可用情况；其次，传统方法对于异常值敏感，如果历史数据中存在异常值，会对模型的预测结果产生较大的干扰。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于误差序列修正的开关柜母排温升预警方法及系统，用于解决模型预测精度不高的技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种基于误差序列修正的开关柜母排温升预警方法，包括：

3、获取开关柜母排处的历史温升数据，根据所述历史温升数据构建温升时序数据集；

4、将所述温升时序数据集输入至预设的lstm温升预测模型中，并将所述lstm温升预测模型输出各预测时间步长的预值与实际观测值作差，得到温升预测误差值；

5、将所述温升预测误差值以及与所述温升预测误差值对应的预测结果、实际结果作为预设的温升误差预测模型的输入序列，得到所述温升误差预测模型输出的误差修正值；

6、将所述误差修正值以及与所述误差修正值对应的lstm温升预测模型输出的各预测时间步长的预测结果作为最终的温升目标预测值；

7、基于最小二乘法寻找所述温升目标预测值与实际观测值之间误差平方和最小的目标参数组合，其中，所述目标参数组合中包含目标温升稳定速度，其中，计算所述实际观测值的表达式为：

8、，

9、式中，为实际观测值，为触点接收电流产生的热量和与环境的热交换量之和，即所谓的热容量，为温升稳定速度，为触点的初始温度，为时间，为触点的初始温度，为环境温度，为经过导体的电流，为触点电阻，为平均换热系数，为表面积，为物体密度，为比热容，为体积；

10、判断所述目标参数组合中的目标温升稳定速度是否大于预设阈值；

11、若大于预设阈值，则发送预警信号。

12、第二方面，本发明提供一种基于误差序列修正的开关柜母排温升预警系统，包括：

13、获取模块，配置为获取开关柜母排处的历史温升数据，根据所述历史温升数据构建温升时序数据集；

14、计算模块，配置为将所述温升时序数据集输入至预设的lstm温升预测模型中，并将所述lstm温升预测模型输出各预测时间步长的预值与实际观测值作差，得到温升预测误差值；

15、第一输出模块，配置为将所述温升预测误差值以及与所述温升预测误差值对应的预测结果、实际结果作为预设的温升误差预测模型的输入序列，得到所述温升误差预测模型输出的误差修正值；

16、第二输出模块，配置为将所述误差修正值以及与所述误差修正值对应的lstm温升预测模型输出的各预测时间步长的预测结果作为最终的温升目标预测值；

17、寻找模块，配置为基于最小二乘法寻找所述温升目标预测值与实际观测值之间误差平方和最小的目标参数组合，其中，所述目标参数组合中包含目标温升稳定速度，其中，计算所述实际观测值的表达式为：

18、，

19、式中，为实际观测值，为触点接收电流产生的热量和与环境的热交换量之和，即所谓的热容量，为温升稳定速度，为触点的初始温度，为时间，为触点的初始温度，为环境温度，为经过导体的电流，为触点电阻，为平均换热系数，为表面积，为物体密度，为比热容，为体积；

20、判断模块，配置为判断所述目标参数组合中的目标温升稳定速度是否大于预设阈值；

21、发送模块，配置为若大于预设阈值，则发送预警信号。

22、第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的基于误差序列修正的开关柜母排温升预警方法的步骤。

23、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的基于误差序列修正的开关柜母排温升预警方法的步骤。

24、本申请的基于误差序列修正的开关柜母排温升预警方法及系统，引入预测误差来修正预测模型，通过充分挖掘预测误差中有效信息，来补偿模型误差，从而达到提高预测精度的目的，同时，为了实现温升预警，提出了基于温升理论与温升预测的温升发热特性参数辨识方法，通过参数提取预警温升故障的发生。

技术特征：

1.一种基于误差序列修正的开关柜母排温升预警方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于误差序列修正的开关柜母排温升预警方法，其特征在于，所述温升时序数据集包括温升时序数据训练子集和温升时序数据测试子集。

3.根据权利要求2所述的一种基于误差序列修正的开关柜母排温升预警方法，其特征在于，在将所述温升时序数据集输入至预设的lstm温升预测模型中之前，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于误差序列修正的开关柜母排温升预警方法，其特征在于，其中，所述lstm温升预测模型的输入和输出的关系为：

5.根据权利要求1所述的一种基于误差序列修正的开关柜母排温升预警方法，其特征在于，其中，计算最终的温升目标预测值的表达式为：

6.一种基于误差序列修正的开关柜母排温升预警系统，其特征在于，包括：

7.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至5任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开一种基于误差序列修正的开关柜母排温升预警方法及系统，方法包括：将温升时序数据集输入至预设的LSTM温升预测模型中，并将输出的各预测时间步长的预值与实际观测值作差，得到温升预测误差值；将温升预测误差值以及与温升预测误差值对应的预测结果、实际结果作为预设的温升误差预测模型的输入序列，得到温升误差预测模型输出的误差修正值；将误差修正值与预测结果作为最终的温升目标预测值；寻找温升目标预测值与实际观测值之间误差平方和最小的目标参数组合；判断目标参数组合中的目标温升稳定速度是否大于预设阈值。引入预测误差来修正预测模型，通过充分挖掘预测误差中有效信息，来补偿模型误差，从而提高预测精度。

技术研发人员：龙国华,邹阳,李琼,晏年平,廖旭,周银彪,程梦盈,鄢文清
受保护的技术使用者：国网江西省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13