[发明专利]基于LSTM网络的输电线路温度预测与温升预警方法

说明书

本发明属于输电线路运维技术领域，具体涉及一种基于LSTM网络的输电线路温度预测与温升预警方法，所述方法包括以下步骤：获取网格化输电线路各个时刻的导线数据；基于获取的所述各个时刻的导线数据，构建多网格多时刻的导线参数张量；构建基于LSTM网络的输电线路温度预测与温升预警模型，对模型进行训练和测试；预测下一时刻或者未来时刻的导线温度并预警。本发明利用气象参数、物理参数、电气参数和地理参数预测输电线路的导线温度和预警导线温升，预测精度高，为高压输电网运行和维护提供指导依据。

技术领域

本发明属于输电线路运维技术领域，具体涉及一种基于LSTM网络的输电线路温度预测与温升预警方法。

背景技术

输电线路的运行温度是联系电气量(电流)和机械量(弧垂、应力)的关键参量，对于确定输电线路的输送容量，评估输电线路的绝缘安全距离(弧垂或净距)具有重要意义。因此，输电线路温度是电网运维人员十分关注的运行参量。

由于全球气候变化，极端高温事件时有发生，此时电网处于高负荷运行，在重负荷电流和不利于导线散热的高温环境共同作用下，导线温升越限可能引发弧垂越限，导致对地或对树木的净距不足，进而引发触树等故障，影响电力系统安全运行。此外，为了应对大规模新能源接入弱电网，以及重负荷地区电网升级改造困难等问题，有希望尽可能利用现有输电线路，增大负荷电流，提高输电能力，提高输电能力本质上是增大线路的载流量，而载流量的增加会导致线路的温度增加，导致线路的弧垂增加，离地净距超过安全值，而且电流的增加与复杂的气象条件还会引起导线径向温度的增加，对于钢芯铝绞线而言，此时钢芯的温度会明显高于铝线表面温度，加之钢芯与铝线的热膨胀系数不一致，还会引起导线形变，甚至引发蠕变，对线路的输电安全性造成巨大影响。

现有的导线温度计算模型主要为IEEE 738-2012、CIGRE TB 601，CIGRE TB 601导线温度计算方法，涵盖了架空输电线路的导体在低电流密度(1.5Amm^-2)和最高允许运行温度(一般100℃，我国规定为70℃)下的热行为，不考虑天气条件或电流随时间的变化。而IEEE 738-2012只适用于25℃-75℃温度下，架空钢芯铝绞线的温度计算。上述两种方法依赖环境温度、风速、风向、日照强度等输入，模型计算结果存在较大一些差异，对于有线路老化等情况，模型误差更大，难以满足导线温度计算和载流评估需求，而且上述模型中的部分参数不能通过严密的数学公式推导而确定，只能由人为经验公式所得出，而线路实际运行的情况复杂多变，因此上述模型的计算精度有限，不适用线路温度精度较高要求的情况。

发明内容

针对现有方法的不足，本发明提供一种基于LSTM网络的输电线路温度预测与温升预警方法，根据输电线路在线监测装置收集导线电流和温度电气参数，杆塔微气象站收集环境温度、风速、气压、空气密度、日照强度和湿度气象参数，输电线路GIS记录输电线路网格地理位置信息和海拔地理参数，以及导线型号物理参数，预测输电线路的导线温度和预警导线温升，预测精度高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于LSTM网络的输电线路温度预测与温升预警方法，包括以下步骤：

获取网格化输电线路各个时刻的导线数据；

基于获取的所述各个时刻的导线数据，构建多网格多时刻的导线参数张量；

构建基于LSTM网络的输电线路温度预测与温升预警模型，对模型进行训练和测试；

预测下一时刻或者未来时刻的导线温度并预警。

优选地，所述导线数据包括气象参数、物理参数、电气参数和地理参数。

优选地，所述气象参数包括环境温度、风速、气压、空气密度、日照强度和湿度；

所述物理参数包括导线型号；

所述电气参数包括导线电流和温度；