[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

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非雷击闪络风险指数预测方法。包括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；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；步骤三计算相空间中下一时刻的相点；步骤四计算非雷击闪络风险指数预测值。本发明预测精确，通过建立适合工程实际应用的配电网避雷器非雷击闪络风险指数预测模型，有效地实现了对避雷器非雷击闪络风险指数的精确预测。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,...,tn，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，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+...+m5；延迟时间τjt的选择采用互信息法，关于延迟时间τjt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INTER(τjt)首次出现极小值时的τjt作为相空间重构的延迟时间，其中PROB(fvjt,i)为在第i时刻fvjt,i出现的概率，为在第i时刻fvjt,i和同时出现的概率，i＝1,2,…,N；嵌入维数mjt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Mjt次过零点时的mjt值确定，Mjt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-dmin)---(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：计算非雷击闪络风险指数预测值：将步骤三中计算得到的PFN+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τjt＝1，jt＝1,2,…,5，可得其中的fv1,N+1即为非雷击闪络风险指数预测值。