[发明专利]一种配电网避雷器故障风险指数预测方法

摘要

本发明属于输配电监测技术领域，特别涉及一种配电网避雷器故障风险指数预测方法。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；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；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；步骤四计算避雷器故障风险指数预测值。本发明通过建立适合工程实际应用的配电网避雷器故障风险指数预测模型，有效地解决对避雷器故障未来状态的掌握，进而合理安全的安排避雷器运行检修及更换。对沿海、沿江等配电网自然气象条件恶劣多变的地区，可以实现完整可靠的预测体系，不受恶劣环境的影响。

主权项

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,...,tn(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FY：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)]]>PFi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，τjt和mjt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+...+mjt；第jt个时间序列的嵌入维数mjt由下式决定：M(mjt)=1N-mjtτjtΣi=1N-mjtτjtα(i,mjt)---(3)]]>其中：PFi(mjt+1)是(mjt+1)维重构的系统相空间中的第i个相点，n(i,mjt)是在mjt维系统相空间中使相点是相点PFi(mjt)的最邻近点的整数，jt＝1,2,…,5；延迟时间τjt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τjt为延迟时间，其中，j＝1,2,…,mit‑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FY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PFcentr的距离为di＝||PFi‑PFcentr||，dmin是di中的最小值，建立下一时刻未知相点的线性拟合函数为：PFN+1＝a·e+b·PFN(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Fun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：PFN+1＝a+bPFN   (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PFN+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τjt＝1(jt＝1,2,…,5)，可得其中的fv1,N+1即为避雷器故障风险指数预测值。