[发明专利]一种基于支持向量机的配电网低电压预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统配电网技术，具体涉及一种基于支持向量机的配电网低电压预测方法。

背景技术

近年来，随着用电负荷的迅猛增长，全国各地的配电网(含中压和低压)均出现了不同程度的低电压现象。低电压不仅影响普通电器的正常和有效工作，对于使用变频设备的工厂，还会造成生产中断(变频器对电压幅度比较敏感)。对于低电压现象，各级供电公司一直比较重视。每年，各供电公司均会安排一定的资金用于配变增容、无功补偿、重负荷线路分流等项目，但这个工作从本质上讲具有滞后性，即往往出现了低电压情况(至少是苗头)才会立项改造。为了更好地解决配网层面的低电压问题，亟需构建配电网低电压预测模型，用现有数据尽可能准确地预测已有配电网或将建配电网出现低电压的可能性，以期为合理安排技改项目提供科学依据。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有方案存在的上述问题，提供一种科学适用的配电网低电压预测方法，为配电网低电压预防及治理提供全面支撑。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于支持向量机的配电网低电压预测方法，包括以下步骤：

1)从配电网低电压成因及影响因素中，筛选出不同类型的指标；

2)从现有的各种信息系统(包括生产管理系统、能量管理系统、地理信息系统、用电信息采集系统、营销系统)中提取指标样本数据，构建不同类型的指标集(按指标所属类型将指标数据划分为不同的指标集)；

3)基于不同类型的指标集，分别构造基于支持向量机的配电网低电压预测模型；

4)利用粒子群算法对各预测模型中待优化参数进行参数寻优；

5)将寻优得到的参数代入预测模型，并将待测配电网的指标数据输入各预测模型，利用各预测模型分别对配电网低电压进行预测；综合各预测结果，得到最终的配电网低电压预测结果(若输入的数据为配电网当前的指标数据，则预测结果为配电网当前的低电压状态，即配电网当前电压为正常电压或低电压)。

进一步地，所述步骤1)中，基于现有配电网低电压现状，挖掘分析配电网低电压成因及影响因素，筛选出线路参数和线路运行两类指标，其中，线路参数指标具体包括线径大小、供电半径和配变容量这三项指标(从生产管理系统、地理信息系统、营销系统中获得)；线路运行指标具体包括电压有效值、故障次数、电流有效值和低压投诉频率这四项指标(从能量管理系统、用电信息采集系统、营销系统中获得)；基于提取的指标数据，分别构建线路参数指标集和线路运行指标集；将线路参数指标集记为{(s_i,t_i)|i＝1,2,…,L}，将线路运行指标集记为{(u_i,v_i)|i＝1,2,…,M}；其中，L为线路参数指标集中指标样本数据的组数，s_i为第i组线路参数指标样本数据，是由线径大小、供电半径、配变容量作为坐标值的三维向量；M为线路运行指标集中指标样本数据的组数，u_i为第i组线路运行指标样本数据，是由电压有效值、电流有效值、故障次数、低压投诉频率为坐标值的四维向量；t_i和v_i分别是对应于s_i和u_i的配电网低电压状态值，取值为-1或1，其中取值为-1表示正常电压，取值为1表示低电压。

进一步地，所述步骤3)中，首先对指标集中的指标数据进行预处理，再利用其构造基于支持向量机的配电网低电压预测模型；所述步骤5)中，首先对待测配电网的指标数据进行预处理，再将其代入预测模型进行预测；所述预处理包括数据饱和以及归一化处理；其中，数据饱和是为了避免异常数据取值范围过大对各项指标的预测灵敏度产生干扰，归一化是为了以相同的尺度衡量不同取值范围的指标数据对低电压预测结果的影响；数据饱和与归一化处理的公式分别如式(1)和式(2)所示：

z′＝min(z,z_rate)(1)

其中，z表示指标数据的原始值；z_rate表示指标数据的给定上限值；z_min表示指标数据中的最小值；z′表示z的饱和处理结果；z″表示z′的归一化处理结果。