[发明专利]一种配电网避雷器故障风险指数预测方法

权利要求书

1.一种配电网避雷器故障风险指数预测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：建立避雷器故障风险指数演化系统的时间序列：

在固定时间间隔对避雷器累积故障时间、温度、湿度、风速、降雨量进行测量，将避雷器累积故障时间与避雷器总运行时间的比作为避雷器故障风险指数，即：

则，在一系列时刻t₁,t₂,...,t_n(n为自然数，n＝1,2,…)得到避雷器故障风险指数、温度、湿度、风速、降雨量时间序列：

fv11,fv12,...,fv1nfv21,fv22,...,fv2nfv31,fv32,...,fv3nfv41,fv42,...,fv4nfv51,fv52,...,fv5n---(1)]]>

步骤二：重构避雷器故障风险指数演化非线性动力学系统的相空间F_Y：

FY=PF1=(fv1,1,fv1,1-τ1,...,fv1,1-(m1-1)τ1,...,fvjt,1,fvjt,1-τjt,...,fvjt,1-(mjt-1)τjt)...PFi=(fv1,i,fv1,i-τ1,...,fv1,i-(m1-1)τ1,...,fvjt,i,fvjt,i-τjt,...,fvjt,i-(mjt-1)τjt)...PFN=(fv1,N,fv1,N-τ1,...,fv1,N-(m1-1)τ1,...,fvjt,N,fvjt,N-τjt,...,fvjt,N-(mjt-1)τjt)---(2)]]>

PF_i为重构的时间序列相空间相内的相点，i＝1,2,…,N，N表示第N时刻，τ_jt和m_jt为第jt个时间序列的延迟时间和嵌入维数，重构相空间的嵌入维数m＝m₁+m₂+...+m_jt；第jt个时间序列的嵌入维数m_jt由下式决定：

M(mjt)=1N-mjtτjtΣi=1N-mjtτjtα(i,mjt)---(3)]]>

其中：PF_i(m_jt+1)是(m_jt+1)维重构的系统相空间中的第i个相点，n(i,m_jt)是在m_jt维系统相空间中使相点是相点PF_i(m_jt)的最邻近点的整数，jt＝1,2,…,5；

延迟时间τ_jt的选择采用自相关函数法，选取自相关函数：

Czzmjt(τjt)=1NΣi=1NΣj=1mjt-1(PFi-PF‾)(PFi+jτjt-PF‾)---(4)]]>

取自相关函数第一个过零点时对应的τ_jt为延迟时间，其中，j＝1,2,…,m_it-1；

步骤三：计算避雷器故障风险指数演化系统相空间中下一时刻的相点：

在相空间F_Y中计算根据已知的N个相点，建立权值函数：

THDIST(PFi)=e-(di-dmin)Σi=1Ne-(di-dmim)---(5)]]>

其中：i＝1,2,…,N，第i个相点到相空间中心点并且到PF_centr的距离为d_i＝||PF_i-PF_centr||，d_min是d_i中的最小值，建立下一时刻未知相点的线性拟合函数为：

PF_N+1＝a·e+b·PF_N(6)

其中，i＝1,2,...,N，e＝(1,1,...,1)^T，a,b为拟合参数，应用加权最小二乘法：

Fun=min{Σi=1NTHDIST(PFi+1-a-b·PFi)2}---(7)]]>

将F_un对参数a,b求偏导有：

Σi=1NTHDIST(PFi+1-a-b·PFi)=0Σi=1NTHDIST(PFi+1-a-b·PFi)PFi=0---(8)]]>

求解方程组可得拟合参数a,b，则可计算出下一未知相点预测值为：

PF_N+1＝a+bPF_N (9)

步骤四：计算避雷器故障风险指数预测值：

将步骤三中计算得到的PF_N+1作为相空间(2)中的第N+1个相点，则可得新的相空间为：

FY′=PF1=(fv1,1,fv1,1-τ1,...,fv1,1-(m1-1)τ1,...,fvjt,1,fvjt,1-τjt,...,fvjt,1-(mjt-1)τjt)...PFi=(fv1,i,fv1,i-τ1,...,fv1,i-(m1-1)τ1,...,fvjt,i,fvjt,i-τjt,...,fvjt,i-(mjt-1)τjt)...PFN=(fv1,N,fv1,N-τ1,...,fv1,N-(m1-1)τ1,...,fvjt,N,fvjt,N-τjt,...,fvjt,N-(mjt-1)τjt)PFN+1=(fv1,N+1,fv1,N+1-τ1,...,fv1,N+1-(m1-1)τ1,...,fvjt,N+1,fvjt,N+1-τjt,...,fvjt,N+1-(mjt-1)τjt)---(10)]]>

令τ_jt＝1(jt＝1,2,…,5)，可得其中的fv_1,N+1即为避雷器故障风险指数预测值。