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龍圖騰網(wǎng)獲悉河海大學(xué)申請的專利一種架空輸電線路動態(tài)增容概率性預(yù)測方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN114021300B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-06-17發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202110793262.8，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/20；該發(fā)明授權(quán)一種架空輸電線路動態(tài)增容概率性預(yù)測方法是由孫曉榮;潘學(xué)萍;金辰昊;高然設(shè)計研發(fā)完成，并于2021-07-14向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種架空輸電線路動態(tài)增容概率性預(yù)測方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種架空輸電線路動態(tài)增容概率性預(yù)測方法，用以提升已建輸電線路的電力傳輸能力。本發(fā)明基于考慮降雨冷卻效應(yīng)的熱平衡方程，量化分析各氣象因素對輸電線路熱容量的影響，選擇最主要?dú)庀笠蛩赜糜趧討B(tài)增容概率性預(yù)測；根據(jù)所有氣象數(shù)據(jù)源建立主要?dú)庀笠蛩貢r空間回歸預(yù)測模型，獲得各氣象因素日前每小時預(yù)測的期望值和標(biāo)準(zhǔn)差；基于熱平衡方程和泰勒級數(shù)展開，首先獲取輸電線路各檔距熱容量預(yù)測的期望值和標(biāo)準(zhǔn)差，然后基于多變量截斷高斯分布獲得最終整條線路熱容量的分布和相應(yīng)的百分位值，為輸電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供高置信度的日前每小時動態(tài)增容預(yù)測值，與現(xiàn)有方法相比具有更大容量更安全的獨(dú)特優(yōu)勢，具有較好的工程實(shí)用價值。

本發(fā)明授權(quán)一種架空輸電線路動態(tài)增容概率性預(yù)測方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種架空輸電線路動態(tài)增容概率性預(yù)測方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟一，基于考慮降雨冷卻效應(yīng)的熱平衡方程，定義影響水平位指標(biāo)將各氣象因素對輸電線路輸送容量的影響進(jìn)行定量分析，選擇用于動態(tài)增容預(yù)測的主要?dú)庀笠蛩兀ōh(huán)境溫度、風(fēng)速、風(fēng)向角、太陽輻射熱密度和降水率； 步驟二，基于步驟一確定的主要?dú)庀笠蛩兀ㄟ^安裝在輸電線路上的氣象傳感器以及線路附近的氣象站，采集并獲取各氣象因素的歷史測量值與日前每小時預(yù)測值； 步驟三，基于步驟二獲取的氣象因素的數(shù)據(jù)，建立氣象因素的時空間回歸預(yù)測模型，計算各氣象因素在輸電線路各檔距位置的日前每小時預(yù)測數(shù)據(jù)的期望值及標(biāo)準(zhǔn)差； 時空間回歸預(yù)測模型計算公式為： 其中，指數(shù)m表示考慮的氣象因素，包括溫度、調(diào)整風(fēng)速、風(fēng)角、太陽輻射強(qiáng)度和降水率，指數(shù)k表示所選定檔距位置，βk,m,0代表預(yù)測模型的截距，βk,m,pβk,m,4βk,m,4+q代表對應(yīng)因變量因素wk,m,pt-24、sq的系數(shù)，ε為殘差； 為確定目標(biāo)檔距k在t時刻的氣象因素wk,mt，將臨近氣象站p提供的檔距k在預(yù)測日前一天時刻，即t-24時刻的氣象因素測量值wk,m，n1t-24視為回歸模型中解釋變量的一部分；為目標(biāo)檔距k在t時刻的由氣象站提供的氣象因素預(yù)測值或插值；為了更好地捕捉空間特征，并在沒有測量點(diǎn)的地方實(shí)現(xiàn)預(yù)測，采用一組表征空間的地理變量sq進(jìn)行預(yù)測，包括4個解釋變量，即檔距k的緯度、經(jīng)度、檔距到山谷的距離和到海岸的距離； 在時空間回歸預(yù)測模型中，附近氣象站風(fēng)速測量點(diǎn)高度h0與輸電線路塔高不一致，塔高h(yuǎn)處的風(fēng)速計算公式為: 其中，參數(shù)a由歷史風(fēng)速數(shù)據(jù)擬合獲得； 在時空間回歸預(yù)測模型中，如果不能從氣象監(jiān)測設(shè)備獲得目標(biāo)位置的氣象預(yù)測值則使用反距離平方加權(quán)法對附近的氣象站預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行插值，計算公式為： 其中N是所考慮的氣象站的數(shù)量，wn,m是第n個附近氣象站第m個氣象因素預(yù)測數(shù)據(jù)，dn,k是第n個附近氣象站和第k個位置之間的距離； 時空間回歸預(yù)測模型中的系數(shù)βk,m,0、βk,m,pβk,m,4βk,m,4+q通過歷史數(shù)據(jù)集采用最小二乘法估計獲得，同時獲得β的方差與協(xié)方差，當(dāng)新的因變量數(shù)據(jù)輸入模型時，由β值計算出自變量各氣象因素預(yù)測的期望值，由β的方差與協(xié)方差，計算各氣象因素預(yù)測值標(biāo)準(zhǔn)差； 步驟四，基于步驟三獲得的主要?dú)庀笠蛩氐念A(yù)測值，通過熱平衡方程和泰勒級數(shù)展開，計算輸電線路各檔距熱容量的日前每小時預(yù)測期望值及標(biāo)準(zhǔn)差； 檔距熱容量Ik假定為截斷高斯分布，表示為其中μk是平均值，σk是標(biāo)準(zhǔn)偏差，參數(shù)ak和bk是Ik極端情況下確定的上下限；基于泰勒級數(shù)在氣象因素預(yù)測期望值點(diǎn)進(jìn)行一階展開，獲得檔距k處的熱容量Ik的近似表達(dá)式，計算公式為： 其中是函數(shù)f的導(dǎo)數(shù)，fθk是函數(shù)f在期望值點(diǎn)θk處的取值，Rk是殘余項(xiàng)； 進(jìn)而獲得檔距期望值EIk的近似值，計算公式為： 檔距標(biāo)準(zhǔn)差VarIk的近似值計算公式為： 其中Varwm,k是從時空氣象回歸預(yù)測模型獲得的檔距k處氣象因素m的方差，Covwi,k,wj,k表示兩個氣象因素的協(xié)方差； 步驟五，基于步驟四獲取的各檔距熱容量預(yù)測期望值及標(biāo)準(zhǔn)差，采用多變量截斷高斯分布，計算出整條線路輸電熱容量預(yù)測的分布及相應(yīng)的各個置信度下的百分位數(shù)值； 步驟五中的對考慮多檔距的整條輸電線路，輸電的熱容量額定值由臨界檔距熱容量決定，計算公式為： 其中，Ik是檔距k處的熱容量，Y是整條架空輸電線路的熱容量，K是所考慮的檔距總數(shù)；整條架空輸電線路的熱容量的分布函數(shù)FYy計算公式為： 其中，P表示事件發(fā)生的概率，是截斷高斯分布的累積密度函數(shù)，其余項(xiàng)是截斷高斯變量聯(lián)合分布的累積密度函數(shù)； 輸電線路熱容量預(yù)測在百分位p下的預(yù)測值ypp計算公式為： 表示有p％的概率，整條架空輸電線路的熱容量小于yp。

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