[发明专利]一种基于Adaboost的输电线舞动风险预警方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统的架空输电线的故障风险预警技术领域，具体而言是一种基于Adaboost算法的输电线舞动风险预警方法。 

背景技术

输电线舞动是指导线在风力及(或)不对称覆冰的作用下引起的低频率、大幅度的自激振动，是一种空气动力失稳现象。输电线舞动多发生在冬季，其能量很大，且持续时间长，易对输电线路造成机械损坏和电气故障，轻则引起相间闪络、损伤导线、地线及金具等，重则导致断股、断线、甚至倒塔等恶劣事故，严重威胁着输电线路的安全稳定运行。 

运行观测和统计资料表明，我国是输电线舞动灾害最严重的国家之一。随着我国电网规模的发展和恶劣天气的频繁出现，输电线舞动事故的发生频率和危害程度均有明显的增加，且输电线舞动区域已不仅局限在少数范围内，也遍及到国家电网的大部分地区。因此，对输电线舞动及其预防措施的研究具有重要的理论意义和工程实用价值。 

近些年来，国内外学者对输电线舞动激发机理、计算仿真及输电线防舞动措施等进行了多方面研究，取得了很多重要成果并应用于实际工程。遗憾的是，由于输电线和气流相互作用所造成的耦合以及输电线的大幅运动所造成的几何非线性等，使输电线舞动问题变得十分复杂，迄今为止尚无统一、普适的输电线舞动激发理论。 

现行的输电线防舞动措施概括起来可分为三大类：一是从气象条件考虑，避开易于形成舞动的覆冰区域与线路走向；二是从机械与电气的角度，设计提高线路系统的抗舞动能力；三是采取各种防舞装置，抑制舞动的发生，对于已 建成的线路，更是唯一可行的办法。但值得注意的是，目前的输电线舞动防御措施尚有以下不足： 

1)考虑到节省线路走廊的经济性设计要求以及施工便宜性等因素，使得部分输电线路是无法完全避开舞动区的； 

2)在实际应用中，输电线质量提高技术及抗舞设计尚不够详实和规范，经济性以及可操作性较差，同时也缺乏实践经验； 

3)防舞器是基于不同输电线舞动机理开发得到，导致目前应用较多的几种防舞装置，都具有其明显的设计特点和应用局限性，防舞效果也存在很大差异。 

显然，要想完全制服输电线舞动还需很长一段时间的努力，目前迫切需要一种主动性更强、应用范围更广的输电线防舞动辅助决策方法，来减轻输电系统遭受的舞动灾害。近年来输电线舞动在线监测装置和方法得到了蓬勃发展，而输电线舞动在线监测系统的成功运行为研究输电线舞动积累了宝贵的气象资料；此外，近年来气象预报的精细化程度以及准确度都有较大提升，与电网合作越来越密切，使利用气象信息来实现输电线舞动风险预警是一种可行的、科学的途径。 

发明内容

针对上述分析的现有措施的不足，本发明提供了一种基于Adaboost的输电线舞动风险预警方法，能够实现对输电线舞动气象特征因素的预报信息和输电线路的结构参数等相关数据的计算处理，并输出所在区域的输电线舞动灾害预警分析结果。 

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是： 

一种基于Adaboost的输电线舞动风险预警方法，包括以下步骤； 

(1)、将输电线舞动的内因进行分类，并按分类结果对输电线历史舞动事 故下的气象特征因素进行统计； 

其中内因分类结果包括有：①线路的类型，分为单导线和分裂导线；②线路的截面积，分为大、中、小截面线路；③线路档距，分为大、中、小档距线路； 

气象特征因素包括有：①风速；②风向对导线轴向的夹角；③温度；④相对湿度； 

(2)、根据被预测的输电线路信息，选择与输电线舞动内因分类结果中对应的一类，并以该类中历史舞动事故条件下的气象特征因素信息记录构成训练样本集，以Adaboost集成学习算法形成分类器，再将从气象部门获取的步骤1中描述的输电线舞动气象特征因素的预报数据作为输入，通过分类器得到输电线路舞动预警输出结果和置信度margin值； 

(3)、根据步骤2所述的预警输出结果，根据输电线舞动预测结果的置信度margin值，判定得到输电线舞动风险预警等级。 

其中所述的步骤(2)具体如下： 

2.1)、输入：训练样本集X，其中应包括样本类别标签；N为训练样本数；T为训练次数，也即弱分类器个数；其中弱分类器分类算法为C，样本类别标签中规定1表示输电线发生舞动，-1表示输电线未发生舞动； 

2.2)、初始化：样本权值分布w₁(i)＝1/N，i＝1,2,…,N； 

2.3)、当t＝1,2,…,T：