本发明专利技术涉及一种基于多传感器信息融合的输电线路覆冰状态评估方法，该方法包括以下步骤：1)获取环境温度和环境相对湿度，并判断是否达到覆冰条件，若为是，则执行步骤2)；2)获取环境温度差、覆冰持续时间和覆冰厚度，并根据专家经验计算出环境温度差、等效覆冰厚度和覆冰持续时间的覆冰隶属度值；3)采用BP神经网络对各个覆冰隶属度值进行数据融合，分别计算出无覆冰概率、有覆冰概率和严重覆冰概率；4)根据有覆冰概率和严重覆冰概率和覆冰持续时间输出评估结果。与现有技术相比，本发明专利技术具有评估准确等优点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，该方法包括以下步骤：1)获取环境温度和环境相对湿度，并判断是否达到覆冰条件，若为是，则执行步骤2)；2)获取环境温度差、覆冰持续时间和覆冰厚度，并根据专家经验计算出环境温度差、等效覆冰厚度和覆冰持续时间的覆冰隶属度值；3)采用BP神经网络对各个覆冰隶属度值进行数据融合，分别计算出无覆冰概率、有覆冰概率和严重覆冰概率；4)根据有覆冰概率和严重覆冰概率和覆冰持续时间输出评估结果。与现有技术相比，本专利技术具有评估准确等优点。【专利说明】
本专利技术涉及一种输电安全技术，尤其是涉及一种基于多传感器信息融合的输电线 路覆冰状态评估方法。
技术介绍
众所周知，在电力系统遭受的各种自然灾害中，冰灾是最为严重的威胁之一。与其 他事故相比，冰灾给电网造成的损失更为严重，轻则导致输、变电设备闪络跳闸、金具损坏， 重则造成架空线路断线、杆塔倒塌，甚至造成大范围区域电网瘫痪。由于冰灾期间往往天气 恶劣、冰雪封山导致交通受阻、通信中断，电力抢修极为困难，因而经常造成电网长时间停 电，给工农业生产造成严重损失，尤其给人民生活带来不便，经济损失惨重，社会影响恶劣。 近年来，受全球气候变化影响，冰灾发生的频率有逐渐增多和难以预测的趋势。 针对输电设备的在线评估研究较少，日本KoichiNara等人建立了 187kV和66kV 架空线路防覆冰决策专家系统，它利用在线测量到的气象参数（如环境温度、相对湿度、风 速、降雪量等）对当前架空线路状态作出判断，以便运行人员选择何种防、除冰方式来处理 线路覆冰。我国国内在这方面研究很少。架空线路覆冰受众多因素的影响，如气象因素、 海拔高度、导线直径、电场强度和微地形等，各因素与覆冰之间存在着高度的复杂性和非线 性。IEC推荐采用统计方法和经验模型来评估线路覆冰状况。Farzaneh等人根据加拿大魁 北克多个覆冰试验站两年的实测气象数据与结冰速率，通过拟合回归曲线，建立了基于微 气象参数的导线结冰速率预测经验模型。但该模型没有考虑现场的相对湿度，没有考虑高 电压、大电流对导线覆冰的影响，因此不能直接真实地反映线路覆冰。中国西南电力设计院 根据三峡观冰站的观测资料，研究了导线覆冰与气象要素的关系，采用回归分析方法建立 了冰重与气象要素之间的定量关系。由于数据基于观冰站，并非架空线路在线监测数据，与 实际情况不同。西安工程大学基于在线监测数据进行了线路覆冰与局部气象因素关系研 究，利用线性拟合的方式分别得到了覆冰厚度与环境温度、相对湿度、风速的关系式。但其 相关性较差，且分析用数据样本量过小。由于研发时间较短，基于海量现场数据的架空线路 覆冰状态评估和故障诊断、预警研究还未开展，针对采集到的现场数据未提出科学的利用 方法，导致大量的现场有用数据未得到充分利用。国内各电网公司线路覆冰监测系统的功 能一般包括：数据采集和处理、设备管理、统计分析、参数设置、趋势分析、报警服务和覆冰 增长趋势分析等，其中报警只是采用设定的报警阈值的单值报警方式，报警准确度不高。 由于存在技术缺陷和测量技术不精确等因素，目前的覆冰在线监测技术需要不断 完善以提高评估的准确性，研究表明，输电线路覆冰受气象因素影响较大，尤其是环境温度 和相对湿度对覆冰形成有决定性的影响。因此，线路覆冰状态既具有不确定性，又有多因素 影响的特点。单一的传感器数据已很难判断出线路覆冰的最终状态，由于多传感器信息融 合可以优化融合多数据源信息，克服了单一传感器的局限，能够很好的获得对发生事件更 加客观而准确的描述与评估，并对未来态势的发展方向做出准确的预测。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于多传感器 信息融合的输电线路覆冰状态评估方法。 本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现： -种基于多传感器信息融合的输电线路覆冰状态评估方法，该方法包括以下步 骤： 1)获取环境温度和环境相对湿度，并判断是否达到覆冰条件，若为是，则执行步骤 2); 2)获取环境温度差AT、覆冰持续时间F和覆冰厚度H，并根据专家经验计算出环 境温度差、等效覆冰厚度和覆冰持续时间的覆冰隶属度值； 3)采用BP神经网络对各个覆冰隶属度值进行数据融合，分别计算出无覆冰概率、 有覆冰概率和严重覆冰概率； 4)根据有覆冰概率和严重覆冰概率和覆冰持续时间输出评估结果。 所述步骤1)中覆冰条件为： 【权利要求】1. ，其特征在于，该方法包 括以下步骤： 1) 获取环境温度和环境相对湿度，并判断是否达到覆冰条件，若为是，则执行步骤2); 2) 获取环境温度差ΛT、覆冰持续时间F和覆冰厚度H，并根据专家经验计算出环境温 度差、等效覆冰厚度和覆冰持续时间的覆冰隶属度值； 3) 采用BP神经网络对各个覆冰隶属度值进行数据融合，分别计算出无覆冰概率、有覆 冰概率和严重覆冰概率； 4) 根据有覆冰概率和严重覆冰概率和覆冰持续时间输出评估结果。2. 根据权利要求1所述的， 其特征在于，所述步骤1)中覆冰条件为：其中：T为环境温度，炉为环境相对湿度。3. 根据权利要求1所述的， 其特征在于，所述步骤2)中环境温度差的隶属度值μ(ΛΤ)为：所述覆冰厚度的隶属度值μ(H)为： 所述覆冰持续时间的隶属度值μ(F)为：O4. 根据权利要求3所述的一种基于多传感器信息融合的输电线路覆冰状态评估方 法，其特征在于，所述环境温度差的隶属度函数的的基本论域为-6°C_6°C，覆冰持续厚度 的隶属度函数的基本论域为基本论域为0_60mm，覆冰持续时间的隶属度函数的基本论域为 0-200h。5. 根据权利要求1所述的， 其特征在于，所述步骤3)中BP神经网络为三输入三输出模式，包括一个输入层、两个隐层 和一个输出层。6. 根据权利要求5所述的， 其特征在于，所述两个隐层的节点数均为7个。7. 根据权利要求1所述的， 其特征在于，所述步骤4)具体包括步骤： 401) 导入线路有覆冰概率y2和严重覆冰概率y3，若y2 > 0. 7且y3 < 0. 3,则输出线路 发生较轻微的覆冰，若y2和y3均大于0. 7,则输出线路发生较为严重覆冰，若y2和y3均小 于〇. 3,则输出线路为无覆冰状态，否则，执行步骤402); 402) 计算有覆冰概率、严重覆冰概率和覆冰持续时间的模糊隶属度值； 403) 根据有覆冰概率、严重覆冰概率和覆冰持续时间的模糊隶属度值进行模糊推理输 出模糊推理结果U，并输出评价结果。8.根据权利要求7所述的， 其特征在于，所述有覆冰概率的模糊隶属度值为：其中：y2为有覆冰概率，O为有覆冰概率的标准差，取值为〇. 4,μi为有覆冰概率的平 均值，取值为〇、〇. 5和1 ; 所述严重覆冰概率的模糊隶属度值为：其中：y3为严重覆冰概率，〇为严重覆冰概率的标准差，取值为〇. 4,μ2为严重覆冰概 率的平均值，取值为〇、〇. 5和1 ; 所述覆冰持续时间的模糊隶属度值为：其中：T为覆冰持续时间，σ为覆冰持续时间的标准差0.4,μ3为覆冰持续时间的阈 值，取值为！^和！^。【文档编号】G06N3/02GK104318347SQ201410520372【公本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于多传感器信息融合的输电线路覆冰状态评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 1)获取环境温度和环境相对湿度，并判断是否达到覆冰条件，若为是，则执行步骤2)； 2)获取环境温度差ΔT、覆冰持续时间F和覆冰厚度H，并根据专家经验计算出环境温度差、等效覆冰厚度和覆冰持续时间的覆冰隶属度值； 3)采用BP神经网络对各个覆冰隶属度值进行数据融合，分别计算出无覆冰概率、有覆冰概率和严重覆冰概率； 4)根据有覆冰概率和严重覆冰概率和覆冰持续时间输出评估结果。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚金明，杨俊杰，王向文，王恩来，樊如森，余鲲，任堂正，谭志强，邓集瀚，杜小敏，宋涛，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海;31
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