一种短空气间隙击穿电压的预测方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术提供一种短空气间隙击穿电压的预测方法、系统及存储介质，所述方法包括对短空气间隙进行击穿试验和耐压试验，多次采集短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，得到多个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值；根据多个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，构建样本数据集后抽取部分样本数据集，得到训练样本集；根据训练样本集，通过分类算法构建击穿电压预测模型；根据击穿电压预测模型，预测短空气间隙的击穿电压。本发明专利技术短空气间隙击穿电压的预测方法提高了预测的精准度，仅仅需要少量数据，就能实现对不同温度值和不同相对湿度值下短空气间隙击穿电压的预测。

【技术实现步骤摘要】
一种短空气间隙击穿电压的预测方法、系统及存储介质
本专利技术涉及电力系统领域，尤其涉及一种短空气间隙击穿电压的预测方法、系统及存储介质。
技术介绍
在电力系统中，短空气间隙的放电特性是高压输变电工程外绝缘设计的重要依据，因此，需要对短空气间隙的击穿的击穿电压进行预测。目前，针对短空气间隙的击穿特性研究，一般是通过对电极进行击穿放电试验，并利用回归分析或间隙系数等方式预测短空气间隙的击穿电压。但是，依靠回归分析或间隙系数预测实际短空气间隙的击穿电压的预测精度不高，尤其是在外界环境温度和相对湿度的变化情况下，短空气间隙的击穿电压预测将特别困难。因此，在考虑环境温度和相对湿度的变化对间隙击穿电压的影响下，如何设计一种短空气间隙击穿电压的预测方法成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种短空气间隙击穿电压的预测方法、系统及存储介质，以解决现有短空气间隙击穿电压预测方法精度不高、在考虑外界环境温度和相对湿度的变化情况下对击穿电压预测困难的问题。第一方面，本专利技术提供一种短空气间隙击穿电压的预测方法，所述方法包括：S1：对短空气间隙进行击穿试验和耐压试验，在击穿试验和耐压试验中，多次采集短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，得到多个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值；S2：根据多个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，构建样本数据集后抽取部分样本数据集，得到训练样本集；S3：根据训练样本集，通过分类算法构建击穿电压预测模型；S4：根据击穿电压预测模型，预测短空气间隙的击穿电压。可选择的，所述对短空气间隙进行击穿试验和耐压试验，在击穿试验和耐压试验中，至少采集十次短空气间隙击穿状态和十次耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，采集短空气间隙击穿状态下电压值、温度值和相对湿度值的次数与短空气间隙耐受状态下电压值、温度值和相对湿度值的次数相同。可选择的，所述击穿电压预测模型以温度值、相对湿度值和对应的电压值为输入，以表示短空气间隙是否击穿的状态量0和1为输出。可选择的，所述所述对短空气间隙进行击穿试验和耐压试验，在击穿试验和耐压试验中，至少采集十次短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，采集短空气间隙击穿状态下电压值、温度值和相对湿度值的次数与短空气间隙耐受状态下电压值、温度值和相对湿度值的次数相同包括：S11：对短空气间隙缓慢升压进行击穿试验；S12：升压至短空气间隙出现击穿；S13：采集短空气间隙出现击穿时对应的电压值、温度值和相对湿度值，即击穿状态下的电压值、温度值和相对湿度值；S14：将电压降至零，等待30S；S15：对短空气间隙缓慢升压进行耐受试验，耐受试验所用的电压是S12中短空气间隙出现击穿时电压的K倍；S16：判断短空气间隙是否出现击穿，若出现击穿，则跳转至S12，反之则视为短空气间隙耐受，进行S17；S17：采集短空气间隙耐受时对应的电压值、温度值和相对湿度值，即耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值；S18：将电压降至零，等待30S后跳转至S11；S19：采集至少十个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，并且所采集短空气间隙击穿状态下的电压值、温度值和相对湿度值的次数与所采集短空气间隙耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值的次数相同时停止。可选择的，所述根据多个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，构建样本数据集后抽取部分样本数据集，得到训练样本集包括：S21：对采集到的多个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值进行数据标注，得到样本数据集，以短空气间隙击穿状态下的电压值、温度值和相对湿度值作为状态量1，以短空气间隙耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值作为状态量0；S22：随机抽取样本数据集中70％的数据，得到训练样本集。可选择的，所述根据击穿电压预测模型，预测短空气间隙的击穿电压包括：S41：将温度值和相对湿度值的输入值设置为固定值，以等差序列的电压值为一组，构成相同温度值、相同相对湿度值和不同电压值的数据为一组序列；S42：将每一组序列输入到击穿电压预测模型中，击穿电压预测模型输出短空气间隙击穿状态0或1；S43：取击穿电压预测模型第一次输出为1时的电压值、温度值和相对湿度值的数据组合，对该短空气间隙的击穿电压值进行预测，击穿电压预测模型第一次输出为1时的电压值即为该短空气间隙在该温度值和相对湿度值下的击穿电压值。可选择的，所述对短空气间隙缓慢升压进行耐受试验，耐受试验所用的电压是S12中短空气间隙出现击穿时电压的K倍中K为0.90-0.98。可选择的，所述分类算法为决策树或支持向量机模型。第二方面，本专利技术提供一种短空气间隙击穿电压的预测系统，所述短空气间隙击穿电压的预测系统包括数据采集模块、训练样本集构建模块、击穿电压预测模型构建模块和击穿电压预测模型构建模块，其中：所述数据采集模块，用于在击穿试验和耐压试验中，多次采集短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，得到多个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值；所述训练样本集构建模块，用于根据多个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，构建样本数据集后抽取部分样本数据集，得到训练样本集；所述击穿电压预测模型构建模块，用于根据训练样本集，通过分类算法构建击穿电压预测模型；所述击穿电压预测模块，用于根据击穿电压预测模型，预测短空气间隙的击穿电压。第三方面，本专利技术提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时实现如第一方面所述的短空气间隙击穿电压的预测方法。本专利技术提供一种短空气间隙击穿电压的预测方法、系统及存储介质，所述短空气间隙击穿电压的预测方法包括对短空气间隙进行击穿试验和耐压试验，在击穿试验和耐压试验中，多次采集短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，得到多个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值；根据多个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，构建样本数据集后抽取部分样本数据集，得到训练样本集；根据训练样本集，通过分类算法构建击穿电压预测模型；根据击穿电压预测模型，预测短空气间隙的击穿电压。本专利技术通过分类算法构建的击穿电压预测模型对空气间隙击穿电压进行预测，避开了复杂的空气间隙放电物理过程，提高了预测的精准度，同时，本专利技术仅需要少量短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值对击穿电压预测模型进行训练，就能实现对不同温度值和不同相对湿度值下短空气间隙击穿电压的预测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种短空气间隙击穿电压的预测方法，其特征在于，所述方法包括：/nS1：对短空气间隙进行击穿试验和耐压试验，在击穿试验和耐压试验中，多次采集短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，得到多个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值；/nS2：根据多个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，构建样本数据集后抽取部分样本数据集，得到训练样本集；/nS3：根据训练样本集，通过分类算法构建击穿电压预测模型；/nS4：根据击穿电压预测模型，预测短空气间隙的击穿电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种短空气间隙击穿电压的预测方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：对短空气间隙进行击穿试验和耐压试验，在击穿试验和耐压试验中，多次采集短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，得到多个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值；
S2：根据多个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，构建样本数据集后抽取部分样本数据集，得到训练样本集；
S3：根据训练样本集，通过分类算法构建击穿电压预测模型；
S4：根据击穿电压预测模型，预测短空气间隙的击穿电压。


2.如权利要求1所述的短空气间隙击穿电压的预测方法，其特征在于，所述对短空气间隙进行击穿试验和耐压试验，在击穿试验和耐压试验中，至少采集十次短空气间隙击穿状态和十次耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，采集短空气间隙击穿状态下电压值、温度值和相对湿度值的次数与短空气间隙耐受状态下电压值、温度值和相对湿度值的次数相同。


3.如权利要求1所述的短空气间隙击穿电压的预测方法，其特征在于，所述击穿电压预测模型以温度值、相对湿度值和对应的电压值为输入，以表示短空气间隙是否击穿的状态量0和1为输出。


4.如权利要求2所述的短空气间隙击穿电压的预测方法，其特征在于，所述所述对短空气间隙进行击穿试验和耐压试验，在击穿试验和耐压试验中，至少采集十次短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，采集短空气间隙击穿状态下电压值、温度值和相对湿度值的次数与短空气间隙耐受状态下电压值、温度值和相对湿度值的次数相同包括：
S11：对短空气间隙缓慢升压进行击穿试验；
S12：升压至短空气间隙出现击穿；
S13：采集短空气间隙出现击穿时对应的电压值、温度值和相对湿度值，即击穿状态下的电压值、温度值和相对湿度值；
S14：将电压降至零，等待30S；
S15：对短空气间隙缓慢升压进行耐受试验，耐受试验所用的电压是S12中短空气间隙出现击穿时电压的K倍；
S16：判断短空气间隙是否出现击穿，若出现击穿，则跳转至S12，反之则视为短空气间隙耐受，进行S17；
S17：采集短空气间隙耐受时对应的电压值、温度值和相对湿度值，即耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值；
S18：将电压降至零，等待30S后跳转至S11；
S19：采集至少十个短空气间隙击穿状态和耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值，并且所采集短空气间隙击穿状态下的电压值、温度值和相对湿度值的次数与所采集短空气间隙耐受状态下的电压值、温度值和相对湿度值的次数相同时停止。


5.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇军，白力源，廖圣，
申请(专利权)人：云南电力技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南;53