[发明专利]一种配电网避雷器非雷击闪络风险指数预测方法

权利要求书

1.一种配电网避雷器非雷击闪络风险指数预测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：建立避雷器非雷击闪络风险指数演化系统的时间序列：

在固定时间间隔对非雷击闪络次数、降雨量、湿度、风速进行测量，将非雷击闪络次数与避雷器全部放电次数的比作为非雷击闪络风险指数，即：

则，在一系列时刻t₁,t₂,...,t_n，n为自然数，n＝1,2,…，得到非雷击闪络风险指数、温度、湿度、风速时间序列：

{fv11,fv12,...,fv1nfv21,fv22,...,fv2nfv31,fv32,...,fv3nfv41,fv42,...,fv4n---(1)]]>

步骤二：重构时间序列(1)所代表的污秽沉降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，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+...+m₅；

延迟时间τ_jt的选择采用互信息法，关于延迟时间τ_jt的互信息函数为：

INTER(τjt)=Σi=1→NPROB(fvjt,i,fvjt,i+τjt)lnPROB(fvjt,i,fvjt,i+τjt)PROB(fvjt,i)PROB(fvjt,i+τjt)---(3)]]>

取互信息函数I_NTER(τ_jt)首次出现极小值时的τ_jt作为相空间重构的延迟时间，其中P_ROB(fv_jt,i)为在第i时刻fv_jt,i出现的概率，为在第i时刻fv_jt,i和同时出现的概率，i＝1,2,…,N；

嵌入维数m_jt由微分关联函数：

DFCL(mjt)=d(ln(1(n-(mjt-1)τjt)(n-(mjt-1)τjt-1)Σi,jt=1,i≠jtn-(mjt-1)τjtH(ϵ-||fvjt,i-fvjt,i+τjt||))/lnϵ)dmjt---(4)]]>

的第M_jt次过零点时的m_jt值确定，M_jt为给定的精度控制参数，ε为预先设定的相点间欧式距离的上限值，H(·)是Heaviside符号函数：

H(x)=0,x<00.5,x=01,x>0]]>

步骤三：计算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-dmin)---(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：计算非雷击闪络风险指数预测值：

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即为非雷击闪络风险指数预测值。