极端降水下配电网故障致停电模型、其构建方法、使用方法、计算机可读介质、电子设备技术

本发明专利技术涉及一种极端降水下配电网故障致停电模型、其构建方法、使用方法、计算机可读介质、电子设备，极端降水下配电网致停电模型为随机森林模型，所述随机森林模型的输入包括配电网本体参数、降水参数和配电网运行状态参数，所述随机森林模型的输出包括配电网故障致停电可能性分类结果和配电网故障引致的停电时长。使用它们可以实现极端降水下配电网故障致停电的预测。致停电的预测。致停电的预测。

【技术实现步骤摘要】
极端降水下配电网故障致停电模型、其构建方法、使用方法、计算机可读介质、电子设备


[0001]本专利技术涉及配电网防灾
，具体涉及一种极端降水下配电网故障致停电模型、其构建方法、使用方法、计算机可读介质、电子设备。

技术介绍

[0002]配电网的安全运行关系到供电可靠性，配电网极易受极端灾害的影响发生故障进而停电。配电网受极端降水影响而发生倒断杆、断线、金具损坏事故频繁发生，其严重程度远大于极端降水对主网输变电设备的影响。
[0003]据统计，1951—2020年间，我国年均降水量呈现明显的增加趋势，增加率约为5.1mm/10年，江南东部、青藏高原中北部、新疆北部和西部的降水增加幅度尤为显著。已有研究表明，大气水汽含量与气温存在线性正相关关系，即平均气温每上升1℃，大气水汽增加约7％。伴随全球变暖，大气层水汽含量增加，必然会带来降水增加，加剧暴雨、暴雪等极端天气的发生频次和强度。
[0004]在电力负荷稳定需求的大前提下，对极端降水下配电网故障致停电的准确预测需求紧迫性显著增强。
[0005]目前，时间上，已经能提前几天准确预测一些关键气象因素，在预测其它气象要素方面也具有一定的准确度；空间上，已经能实现1km
×
1km分辨率的尺度预测。虽然在气象预测方面的尺度越来越小，但仅靠气象预测无法满足对电网特别是配电网的极端降水故障致停电的预测预警需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种极端降水下配电网故障致停电模型、其构建方法、使用方法、计算机可读介质、电子设备，以实现极端降水下配电网故障致停电的预测。
[0007]本专利技术首先获取配电网所在区域出现的极端降水期间的降水参数，结合配电网在极端降水期间的配电网本体参数和配电网运行状态参数(这些参数一般记录在台帐中)，采用统计方法得到极端降水下配电网故障致停电模型，然后根据预测的或实际的极端降水期间的降水参数，以及配电网本体参数和配电网运行状态参数，使用极端降水下配电网故障致停电模型预测该参数对应的配电网故障致停电可能性分类结果和配电网故障引致的停电时长。
[0008]本专利技术的技术方案是：
[0009]一种极端降水下配电网故障致停电模型，所述极端降水下配电网致停电模型为随机森林模型，所述随机森林模型的输入包括配电网本体参数、降水参数和配电网运行状态参数，所述随机森林模型的输出包括配电网故障致停电可能性分类结果和配电网故障引致的停电时长。
[0010]本专利技术的极端降水下配电网故障致停电模型，其表现形式可以是机械结构、电学
结构、光学结构等组成的运算器，也即是其可以称为极端降水下配电网故障致停电运算器。
[0011]前述的极端降水下配电网故障致停电模型的构建方法，包括以下步骤：
[0012]S11、建立随机森林初始模型，所述随机森林初始模型的输入包括配电网本体参数、降水参数和配电网运行状态参数，所述随机森林初始模型的输出包括配电网故障致停电可能性分类结果和配电网故障引致的停电时长；
[0013]S12、获取配电网所在区域发生极端降水期间的配电网本体参数、降水参数、配电网运行参数和配电网故障致停电分类信息，若出现配电网故障致停电，还获取配电网故障引致的停电时长，处理所述配电网本体参数、降水参数、配电网运行状态参数、配电网故障致停电分类信息和配电网故障引致的停电时长，生成训练集和测试集；
[0014]S13、使用所述训练集训练所述随机森林初始模型，得到随机森林待测模型；
[0015]S14、使用所述测试集测试所述随机森林待测模型，若所述随机森林待测模型输出的配电网故障致停电可能性分类结果和配电网故障引致的停电时长的精度均满足要求，则所述随机森林待测模型为极端降水下配电网故障致停电模型。
[0016]优选的，所述配电网本体参数包括配电网的杆塔信息和线路信息，所述杆塔信息包括与杆塔相关的杆塔类型、经度、纬度、海拔高度、地质环境信息、水平档距和垂直档距，以及与杆塔的绝缘子相关的绝缘子串型号、串数、绝缘子片数和耐张塔转角，所述线路信息包括电压等级、线路规格、线路类型、回路数量、输电长度、设计风速、设计冰厚、导线分裂数和导线分裂间隙。
[0017]优选的，所述降水参数包括温度、湿度、瞬时风速大小、1小时内的平均风速、瞬时风向、风向与线路夹角、降水相态、降水量、降水时长和多谱勒雷达原始参数。
[0018]优选的，所述配电网运行状态参数包括电流信息与开关状态信息。
[0019]优选的，所述配电网故障引致的停电时长为极端降水期间配电网故障致停电发生时至配电网下一次投运时的时长。
[0020]优选的，在所述步骤S11中，所述随机森林初始模型的输入X＝(x1,x2,
…
,x
M
)，所述随机森林初始模型的输出Y＝(y1,y2)，其中，x
m
(m∈{1,2,
…
,M)属于处理配电网本体参数、降水参数或配电网运行状态参数得到的数据，y1为配电网故障致停电可能性分类结果，y2为配电网故障引致的停电时长。
[0021]前述的极端降水下配电网故障致停电模型的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0022]S21、获取极端降水期间配电网本体参数、降水参数和配电网运行状态参数；
[0023]S22、处理所述配电网本体参数、降水参数和配电网运行状态参数，生成匹配所述极端降水下配电网故障致停电模型的输入向量；
[0024]S23、将所述输入向量输入所述极端降水下配电网故障致停电模型，所述极端降水下配电网故障致停电模型输出预测的配电网故障致停电可能性分类结果和配电网故障引致的停电时长。
[0025]一种存储有极端降水下配电网故障致停电测算程序的计算机可读介质，所述极端降水下配电网故障致停电测算程序包括输入模块、参数处理模块、运算模块、输出模块，所述输入模块用于获取极端降水期间配电网本体参数、降水参数和配电网运行状态参数，所述运算模块为前述的极端降水下配电网故障致停电模型，所述参数处理模块用于处理所述
配电网本体参数、降水参数和配电网运行状态参数，生成匹配所述极端降水下配电网故障致停电模型的输入向量，所述输出模块用于输出所述极端降水下配电网故障致停电模型输出的配电网故障致停电可能性分类结果和配电网故障引致的停电时长。
[0026]一种电子设备，包括处理器和前述的存储有极端降水下配电网故障致停电测算程序的计算机可读介质。
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028]1.本专利技术的极端降水下配电网故障致停电模型，借助随机森林算法建立输入的配电网本体参数、降水参数和配电网运行状态参数与输出的配电网故障致停电可能性分类结果和配电网故障引致的停电时长的关系。在使用时，通过输入配电网本体参数、降水参数和配电网运行状态参数，预测配电网故障致停电可能性分类结果和配电网故障引致的停电时长，以便于指导配电网的检修，以及杆塔基础加固工作，可以降低极端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极端降水下配电网故障致停电模型，其特征在于，所述极端降水下配电网致停电模型为随机森林模型，所述随机森林模型的输入包括配电网本体参数、降水参数和配电网运行状态参数，所述随机森林模型的输出包括配电网故障致停电可能性分类结果和配电网故障引致的停电时长。2.如权利要求1所述的极端降水下配电网故障致停电模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：S11、建立随机森林初始模型，所述随机森林初始模型的输入包括配电网本体参数、降水参数和配电网运行状态参数，所述随机森林初始模型的输出包括配电网故障致停电可能性分类结果和配电网故障引致的停电时长；S12、获取配电网所在区域发生极端降水期间的配电网本体参数、降水参数、配电网运行参数和配电网故障致停电分类信息，若出现配电网故障致停电，还获取配电网故障引致的停电时长，处理所述配电网本体参数、降水参数、配电网运行状态参数、配电网故障致停电分类信息和配电网故障引致的停电时长，生成训练集和测试集；S13、使用所述训练集训练所述随机森林初始模型，得到随机森林待测模型；S14、使用所述测试集测试所述随机森林待测模型，若所述随机森林待测模型输出的配电网故障致停电可能性分类结果和配电网故障引致的停电时长的精度均满足要求，则所述随机森林待测模型为极端降水下配电网故障致停电模型。3.如权利要求2所述的极端降水下配电网故障致停电模型的构建方法，其特征在于，所述配电网本体参数包括配电网的杆塔信息和线路信息，所述杆塔信息包括与杆塔相关的杆塔类型、经度、纬度、海拔高度、地质环境信息、水平档距和垂直档距，以及与杆塔的绝缘子相关的绝缘子串型号、串数、绝缘子片数和耐张塔转角，所述线路信息包括电压等级、线路规格、线路类型、回路数量、输电长度、设计风速、设计冰厚、导线分裂数和导线分裂间隙。4.如权利要求2所述的极端降水下配电网故障致停电模型的构建方法，其特征在于，所述降水参数包括温度、湿度、瞬时风速大小、1小时内的平均风速、瞬时风向、风向与线路夹角、降水相态、降水量、降水时长和多谱勒雷达原始参数。5.如权利要求2所述的极端降水下配电网故障致停电模型的构建方法，其特征在于，所述配电网运行状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚德贵，宋伟，周宁，王超，王津宇，郭剑黎，刘善峰，李哲，卢明，郭祥富，梁允，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司，
类型：发明
国别省市：