[发明专利]一种架空输电线路线夹发热预警和动态增容边缘计算方法

权利要求书

1.一种架空输电线路线夹发热预警和动态增容边缘计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A1：采集架空输电线路线夹发热信息；首先通过超高频无线信号传输温度数据的温度传感器，根据实时测量的线夹温度、微气候数据和输电线路参数计算线夹温度是否越限；然后根据线路负荷电流数据，计算线夹热量裕度并发布预警信号；

步骤A2：进行架空输电线路线夹发热边缘计算；在线夹发热预警中，引入基于分层贝叶斯处理的线夹发热边缘计算模型，将通过超高频无线信号传输的温度数据进行处理后，再送往监控主站，直接将架空输电线路线夹的温度数据送往监控主站进行预警判断；所述基于分层贝叶斯处理的线夹发热边缘计算模型由计算层和预知层组成；贝叶斯计算模块从训练模块输入大量的微气象信息样本集进行统一的贝叶斯训练，直到形成完备的贝叶斯分类器；形成贝叶斯分类器之后，主控模块将贝叶斯分类器的参数信息分发给代理层以保证各代理模块在进行业务流分类感知时的一致性；各代理模块都从主控层获得相同的贝叶斯分类器，并使用相同的分类器进行业务流分类感知；

步骤B1：对架空输电线路动态增容的多节点传感器进行信息采集；首先根据气象传感器传回的当前实测气象条件数据构建气候测量模型，其输入量包括：环境温度、日照辐射强度、风向因子、风速因子、空气密度、空气导热率；采用边缘计算技术将实时测量的导线张力、微气候数据、输电线路参数的庞大数据进行就地处理，并计算标准的导线稳态热平衡方程，包括导线的对流散热、热辐射散热、太阳辐射吸热、导线的焦耳热构建导线温度模型，从系统中获取线路负荷电流数据，计算线路稳定热容量值，对供电网络进行整体动态增容计算提供信息；

所述步骤B1中的标准的导线稳态热平衡方程为：

q_c+q_r＝q_s+q_j

式中，q_c为对流散热，q_r为热辐射散热，q_s为太阳辐射吸热，q_j为电流作用下导线的焦耳热；

其中，导线的焦耳热为：

q_j＝I²R(T_C)

式中，I为预设载流量，R(Tc)为温度Tc时导线的交流电阻，单位为Ω/m；

导线的太阳辐射吸热为：

q_S＝Q_SAε

式中，Qs为太阳辐射强度，单位为W/m²；A为单位长度导线横向投影面积，单位为m²；ε为导线对太阳辐射的吸收系数；

步骤B2：进行基于回声状态网络模型的动态增容边缘计算；采用回声状态网络模型对输电线路周围的环境温度、日照和风速进行实时动态监测，利用具体气象条件计算出导线实际的最大允许载流量；

所述步骤B2中回声状态网络的节点简化部分为储备池结构，为降低回声状态网络的复杂度，将储备池结构简化为N个单元节点所构成的环形拓扑；其中，生成储备池内节点的动力学方程为

式中，x(t)为传感器的时变信息，P为节点平均生成速率，取值19.8，τ为动态增容计划时长，δ为节点消亡率，α为激励系数，取值为1；

所述步骤B2中最大允许载流量的计算公式如下：

T_c＝T_allowed+(T₀-T_allowed)e^-t/τ

式中，θ为导线允许的载流温升；V为风向风速；A为单位长度导线横向投影面积；α为导线表面辐射系数，光亮新线为0.23-0.46，发黑旧线为0.90-0.95；S为史蒂芬-玻尔茨曼常数5.67×10^-8W/m2；T_c为导线表面温度；T_allowed为导线允许最大温度；T₀为导线初始状态量；τ为动态增容计划时长；T_a为环境温度；Q_s为太阳辐射强度；ε为太阳辐射吸收系数；k为肌肤效应系数；R_dc为T_c时导线的直流电阻。