1.一种输电线路载流量校核方法,其特征在于包括以下步骤:
S1、构建历史工况数据样本集;对特征向量中的连续型数据进行归一化处理:*
其中,X 为归一化后的特征向量值,Xmin为样本集特征向量的最小值,Xmax为样本集特征向量的最大值,Xi为待归一化的样本集特征向量;
S2、建立预测模型,采用构建的历史工况数据样本集训练该预测模型;基于XGBoost算法建立预测模型,具体包括以下步骤:S21、确定目标函数及其参数:
其中obj(θ)为目标函数, 为损失函数,m为样本集中的样本数量,为正则项,K为建立的所有二叉回归树的数量,k为第k棵二叉回归树,T为叶子节点数量,wj为二叉回归树第j叶子节点的权重, 为第i个样本的预测值,yi为第i个样本的真实值,λ为控制正则化强度的参数,γ为惩罚项参数;
S22、将目标函数进行二阶泰勒展开:
其中公式(5)为使用二阶泰勒展开后的目标函数的简式;T为二叉回归树叶子的总数,i为第i个样本,j为第j个叶子,i∈Ij代表i样本落到j叶子上;gi和hi分别是第i个样本在损失函数 上对 所求的一阶导数和二阶导数,其中 为前t‑1棵树的集成结果的预测值,变量Gj表达第j个叶子所有样本对应的gi的累加求和,变量Hj表示第j叶子的所有样本对应的hi的累加求和;
S23、建立若干二叉回归树从而完成预测模型的建立:
其中二叉回归树的最优切分点通过分枝结构分枝前后目标函数的差值Gain得出,所述差值Gain低于预定阈值时停止生长二叉回归树,所述差值Gain由公式(10)得出:其中 T=TL+TR,ObjL+R代表
分枝前的目标函数;ObjL代表分枝后左子树的目标函数,ObjR代表分枝后右子树的目标函数,TL为左子树的叶子总数,TR为右子树的叶子总数,选定某一特征向量进行分枝后,GL为左子树的所有叶子的Gj累加求和,HL为左子树的所有叶子的Hj累加求和,GR为右子树所有的叶子Gj累加求和,HR为右子树的所有叶子的Hj累加求和;
S24、采用历史工况数据样本集对预测模型进行训练并对其评估,当样本标签值的平均绝对误差、均方误差和均方根误差小于或等于预定阈值时评估完成;
S3、用训练好的预测模型预测出的实时工况下的环境温度和环境风速做为载流量计算的边界条件计算出实时工况下的输电线路载流量Ia,搭建弧垂‑载流量计算模型并基于该计算模型得出最大允许输电线路载流量Imax;在满足预定安全裕度的前提下,将预测出的环境温度和环境风速作为边界条件代入到摩根公式中计算实时工况下的输电线路载流量Ia:其中Ia为实时工况下的输电线路载流量,WR为单位长度导线的辐射散热功率,WF为单位长度导线的对流散热功率,Ws为单位长度导线的日照吸热功率,R′T为允许温度时导线的交流电阻;
S4、将输电线路载流量Ia与最大允许输电线路载流量Imax比较,并对输电线路载流量Ia进行校核;
步骤S3中搭建弧垂‑载流量计算模型并基于该计算模型得出最大允许输电线路载流量Imax包括以下分步骤:S31、将实时弧垂值fx代入到斜抛物线方程中,得出该输电线路的最大弧垂值fm:其中fx为实时弧垂值,l为档距,x为测量点到左侧杆塔的水平距离;
S32、将计算出的最大弧垂值fm代入下式,得到导线的水平应力σ0其中g为综合比载,β为导线平面内的悬挂点间高差角;
S33、将得出的导线水平应力σ0代入状态方程(14)计算得到该状态条件下的最大允许温度ti:其中E为弹性系数,α为温度线膨胀系数,σ0x、g、t为出厂初始状态条件下的应力、比载及导线最大允许温度,σ0i、gi、ti为实时工况条件下的应力、比载和导线最大允许温度;
S34、把实时工况下的最大允许温度ti、环境温度ta、环境风速Va,输入至摩根公式中得出实时工况下弧垂fx所对应的最大允许载流量值Imax;
步骤S4的校核包括以下状况:
当Ia
2.根据权利要求1所述的输电线路载流量校核方法,其特征在于步骤S1中构建的工况数据集D={(x1,y1),(x2,y2),…,(xm,ym)},其中xi=(xi1;xi2;xi3,…,xi12),yi=(yi1;yi2),m为历史气象数据样本的总数,xi为第i个样本的特征向量。
3.根据权利要求1所述的输电线路载流量校核方法,其特征在于所述特征向量包括日期、地区经纬度、前一天该地区的最低温度、前一天该地区的最高温度、当天降雨量、太阳辐射强度、海拔高度、平均海平面上的大气气压、前一天该地区的风速等级、风向、湿度、当天是否下雨;yi为第i个样本的标签值,所述标签值包括环境温度和环境风速。
4.根据权利要求3所述的输电线路载流量校核方法,其特征在于所述平均绝对误差的预定阈值为0.4‑0.6、均方误差的预定阈值为0.2‑0.3、均方根误差的预定阈值为0.4‑0.6。
5.根据权利要求4所述的输电线路载流量校核方法,其特征在于所述预定安全裕度大于10%。