基于数据驱动的输电线路状态评估方法及运维策略研究

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输电线路作为电力系统传输电能的动脉,是连接电力供需方的桥梁,它的稳定运行直接关系到整个电网的安全与稳定,因此制定科学的运维策略,准确评估输电线路状态是确保输电线路稳定运行的重要举措。随着输电线路信息管理系统的发展应用以及数据挖掘技术的发展,数据驱动技术为输电线路状态评估及运维策略方面的研究提供新的助力。本文通过对输电线路进状态评估,确定输电线路状态等级,最后根据状态等级制定输电线路差异化运维策略。本文为提升输电线路状态评估的针对性和准确性,以采集整理的输电线路历史状态信息、巡线信息等为基础建立基于关联规则置信度的量化矩阵,量化各状态量的重要度,应用主成分分析法降维提取得到关键状态量,建立关键状态量体系,在满足状态评估准确的基础上,提升了输电线路状态评估的效率。在构建的关键状态量体系的基础上,采集整理状态评估样本,根据数据样本的不平衡特性建立基于随机森林的输电线路状态评估模型,并设置多分类性能评估指标。在处理不平衡数据问题上,随机森林在随机选择特征子集时引入分层重采样的方法,提高随机森林模型对不平衡数据的分类能力。在随机森林参数设置中,通过改进粒子群算法以袋外误差为目标函数进行调参,选择最优参数。通过实例验证,本文构建的随机森林状态评估模型有较好的分类性能,各项性能指标均优于传统随机森林,对不平衡数据的分类性能更加优越。以数据为驱动训练得到的随机森林状态评估模型,减少人为主观因素影响,使其能够更加快速准确、客观地判断输电线路状态等级,为输电运维提供决策支持。针对输电线路运维日益增长的工作量需要和运维资源不平衡的问题,提出基于经济性、可靠性、工作量均衡度为目标函数的差异化运维模型,充分考虑运维时间、顺序、资源的约束等以检修策略有关和输电线路稳定有关的各种约束条件,建立多目标优化模型。采用多目标纵横交叉算法引入帕累托占优原则、精英保留策略和非支配排序对多目标优化模型求解得到最优解集,根据最优解集制定差异化运维策略。通过实例分析,本文的输电线路差异化运维模型根据最优解集制定的运维计划与原始运维计划相比,其性能指标优于原始运维计划,在不失可靠性的前提下,使得经济性和工作量均衡度指标都得到优化。
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