电力设备的可靠性、安全性与可维护性是电网稳定运行的重要保障,而架空输电线路易受冰冻、雷击、山火等自然灾害的影响。随着物联网技术在电网中的大规模运用,如何基于获取的全景数据对输电线路进行灾害预警与防御成为重要研究问题。本书针对架空输电线路覆冰灾害预警与防御问题,从数据驱动和人工智能的角度进行了探讨。重点阐述了基于物联网的输电线路覆冰监测与协同防御系统、基于数据驱动的输电线路覆冰灾害定性与定量预警模型、输电线路覆冰灾害脆弱性分析与融冰决策模型等研究内容,为电力部门预防覆冰灾害并进行处置提供了新的解决思路。

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目录
前言
第1章 输电线路覆冰灾害预警技术概况 1
1.1 输电线路覆冰灾害在线监测系统研究背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 在线监测模型方面 2
1.2.2 计及气象因子的预测模型方面 3
1.2.3 融冰及应急响应决策方面 4
1.3 输电线路覆冰灾害形成机理及统计学模型 5
1.3.1 覆冰形成机理 5
1.3.2 统计学模型 7
参考文献 8
第2章 基于物联网的输电线路覆冰监测与协同防御系统 11
2.1 电力物联网架构及功能特征 11
2.1.1 电力物联网的总体架构 11
2.1.2 电力物联网的功能特征 13
2.2 输电线路覆冰监测与协同防御物联网系统 17
2.2.1 输变电设备物联网体系架构 17
2.2.2 输电线路覆冰监测与协同防御的物联网体系架构 19
2.2.3 输电线路覆冰监测与协同防御物联网的技术优势 23
2.3 物联网环境下输变电设备人机交互系统情景感知模型 24
2.3.1 输变电设备物联网人机交互需求及架构 25
2.3.2 基于情景感知的输变电设备人机交互模型 27
参考文献 29
第3章 输电线路覆冰过程时间序列分析 31
3.1 输电线路覆冰过程混沌时间序列分析 31
3.1.1 多变量时间序列的相空间重构 31
3.1.2 输电线路覆冰过程多元混沌时间序列模型的建立 32
3.1.3 输电线路覆冰过程混沌特性验证及模型确定 36
3.2 输电线路覆冰过程多尺度时间序列分析 37
3.2.1 基于小波分解的输电线路覆冰负荷时间多粒度分析 38
3.2.2 基于经验模态分解的输电线路覆冰负荷时间多粒度分析 43
参考文献 51
第4章 输电线路覆冰过程微气象特征提取及定性预警 53
4.1 基于聚类的输电线路覆冰过程微气象特征提取模型 53
4.1.1 基于粒子群聚类的输电线路覆冰微气象特征提取模型 53
4.1.2 基于谱聚类的输电线路覆冰微气象特征提取模型 57
4.1.3 SFDP算法的输电线路覆冰微气象特征提取模型 60
4.1.4 算法分析 64
4.2 输电线路覆冰过程定性预警模型参数自动整定方法 65
4.2.1 自动整定参数对模型的影响 65
4.2.2 输电线路覆冰状态估计模型 66
4.3 基于流形学习算法的输电线路覆冰过程定性预警模型 68
4.3.1 流形学习概述 69
4.3.2 基于 TNPE 算法的输电线路覆冰过程预警模型 70
4.3.3 输电线路覆冰过程预测仿真结果与分析 73
4.3.4 超限程度与覆冰负荷程度的相关性分析 78
参考文献 79
第5章 输电线路覆冰过程定量预警模型 82
5.1 基于EEMD-PSR-SVR的输电线路覆冰负荷离线预测模型 82
5.1.1 离线支持向量机原理 82
5.1.2 基于EEMD-PSR-SVR的覆冰负荷组合预测模型 84
5.1.3 实例分析 86
5.2 基于PCA-GA-LSSVM的输电线路覆冰负荷在线预测模型 94
5.2.1 引言 94
5.2.2 覆冰过程时间序列分析 94
5.2.3 基本原理 96
5.2.4 基于PCA-GA-LSSVM的输电线路覆冰负荷在线预测模型 99
5.2.5 实例分析 103
5.3 基于PSO-AOSVR的输电线路覆冰负荷在线预测模型 106
5.3.1 引言 106
5.3.2 基本原理 107
5.3.3 基于PSO-AOSVR的输电线路覆冰负荷在线预测模型 108
5.3.4 实例分析 111
参考文献 118
第6章 覆冰灾害下复杂电网关键线路辨识及融冰决策模型 119
6.1 覆冰灾害下复杂电网关键线路辨识 119
6.1.1 冰冻灾害下复杂电网关键线路辨识模型总体框架 119
6.1.2 基本原理概述 120
6.1.3 基于蒙特卡罗法的冰冻灾害线路一次故障脆弱性分析模型 124
6.1.4 基于自组织临界理论与潮流介数法的二次故障脆弱性分析模型 126
6.1.5 实验仿真与结果分析 129
6.2 大型电力系统覆冰故障仿真与分析 133
6.2.1 主成分分析法对气象因子分析研究 134
6.2.2 基于支持向量机的输电线路覆冰模型 136
6.2.3 气候加权小世界网络模型 138
6.2.4 实验仿真与结果分析 141
6.2.5 电力系统故障防御措施 146
6.3 考虑线路重要性的多约束融冰决策 147
6.3.1 融冰决策总体框架 147
6.3.2 多约束条件的粒子群优化算法 148
6.3.3 融冰决策优化模型 150
6.3.4 考虑线路重要性的多约束融冰决策模型 152
6.3.5 实验仿真与结果分析 153
参考文献 159