The present invention relates to a method of transmission line icing prediction based on particle swarm optimization wavelet neural network, and belongs to the technical field of transmission line icing prediction. The method first preprocesses the data of transmission line icing thickness; secondly, optimizes the wavelet neural network by using particle swarm optimization algorithm, and determines the parameters of the wavelet neural network by searching the optimal connection weights and node thresholds of each layer in the search space of each particle; lastly, trains and tests the prediction model of transmission line icing based on particle swarm optimization wavelet neural network. Type. The method uses particle swarm optimization wavelet neural network to build model, overcomes the inherent defect that artificial neural network is easy to fall into local optimum, and can effectively use the historical data of icing thickness itself to predict, reduce the influence of micro-meteorological factors on prediction accuracy, and the prediction is simple and easy to realize in engineering.
【技术实现步骤摘要】
一种基于粒子群优化小波神经网络输电线路覆冰预测的方法
本专利技术涉及一种基于粒子群优化小波神经网络输电线路覆冰预测的方法,属于输电线路覆冰预测
技术介绍
近些年,国家加大对电力事业的投资和建设,大量高压、特高压电网应运而生。这些架设在野外的高压输电线路,在寒冷的冬季容易受到冰冻灾害的影响,从而产生覆冰。严重时可能会造成断线、倒塔、绝缘子冰闪、通信中断等线路覆冰事故,甚至因为抢修困难,很容易造成本地区的长时期大面积停电,严重影响老百姓的日常生活,给我国的工农业生产也造成了巨大的经济损失。频繁遭受冰灾,暴露出电网由于缺乏有效的监测手段和预警机制,无法提前掌握线路的覆冰情况,导致覆冰线路跳闸或断线等突发事故时常发生。从输电线路的覆冰、倒塔、冰闪等事故发生的过程可以看出,输电线路事故一般滞后恶劣天气几天的时间发生,这表明若能够预测输电线路的覆冰状况,及时采取措施,可以将恶劣的天气给输电线路带来的各类损失降低到最低的水平。输电线路覆冰预测公知方法有基于模糊逻辑理论的输电线路覆冰厚度预测模型、基于粗糙集的输电线路覆冰预测模型、多变量模糊控制技术的输电线路覆冰预测模型等。这些模型受自然微地形、微气象环境的误差影响,预测精度不高。本专利技术以覆冰厚度时间序列本身为研究对象,充分提取输电线路覆冰的各种影响因素信息,避开了由于微地形微气象等外界因素导致的偏差积累。利用粒子群优化小波神经网络建立预测模型,克服了人工神经网络方法易陷入局部最优的固有缺陷,也为非线型的覆冰厚度时间序列提供一种新的预测方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于粒子群优化小波神经网络输电线路覆 ...
【技术保护点】
1.一种基于粒子群优化小波神经网络输电线路覆冰预测的方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:(1)采集输电线路在线覆冰监测系统中的覆冰厚度时间序列作为预测研究的对象;(2)对输电线路覆冰厚度数据进行预处理,将输入数据归一化到[0,1]区间内,归一化公式为:
【技术特征摘要】
1.一种基于粒子群优化小波神经网络输电线路覆冰预测的方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:(1)采集输电线路在线覆冰监测系统中的覆冰厚度时间序列作为预测研究的对象;(2)对输电线路覆冰厚度数据进行预处理,将输入数据归一化到[0,1]区间内,归一化公式为:式中,P为归一化后的输入数据;pa为原始输入数据;pmin为原始输入数据最小值;pmax为原始输入数据最大值;(3)确定小波神经网络的结构;将小波神经网络的层数设为3层,其中输入层、隐含层和输出层的神经元个数分别为Ni、Nh、No,并且输入层到隐含层的连接权值表示为W′,隐含层到输出层的连接权值表示为W″,隐含层神经元小波基函数的伸缩因子和平移因子分别表示为a和b;(4)确定粒子群中粒子的维数及映射编码方式;对于小波神经网络的训练,其目的是得到优化合理的网络连接权值及隐层神经元的伸缩因子和平移因子;(5)粒子群算法相关参数及粒子的位置向量和速度向量初始化;主要设置粒子群的规模大小,最大迭代次数,加速度因子的取值、粒子位置和速度的最大最小值;(6)根据适应度函数评价每个粒子的适应度值;选取小波神经网络输出与期望输出之间的均方误差来作为粒子的适应度函数,即适应度函数为:式中:E为适应度值;R为训练样本总数,No为输出层神经元个数,;yij、y′ij分别为小波神经网络的输出和期望输出。(7)将每一个粒子的适应度值E与其经历过的最佳性能Pbest作比较,如果当前适应度值更小,则将适应度值作为该粒子当前的最佳性能Pbest,并将当前粒子的位置作为自身最佳位置xpbest,即pbest=E(3)xpbest=x(4)式中:Pbest为粒子自身的最佳性能,xpbest为自身最佳位置,x为前粒子的位置;(8)将每一个粒子的适应度值E与全局所经历的最佳性能gbest作比较,如果该粒子的适应度值更小,则记录该粒子序号,并将适应度值设置为全局最佳性能gbest,并将当前粒子的位置作为全局最佳位置xgbest,即gbest=E(5)xgbest=x(6)式中:gbest为全局最佳性能,全局最佳位置为xgbest;(9)判断训练是否满足结束条件;如果算法的迭代次数已经达到最大给定迭代次数或全局最优的适应度值已满足训练要求时,则训练结束,输出全局最优位置,所对应的粒子值就是小波神经网络训练的最优值;否则,根据粒子群的速度和位置更新公式更新粒子的速度和位置,从而产生出一组新的粒子并且转向歩骤(4);(10)通过粒子群优化算法得到小波神经网络的最优权值、伸缩因子和平移因子;(11)样本分类;把覆冰厚度数据分为训练样本和测试样本,分别用于训练网络和测试网络预...
【专利技术属性】
技术研发人员:李英娜,杨静,李川,
申请(专利权)人:昆明理工大学,
类型:发明
国别省市:云南,53
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