[发明专利]计及环境要素的特高压输电线路近地面工频电场强度预测方法

说明书

本发明公开了一种计及环境要素的特高压输电线路近地面工频电场强度预测方法，对正常运行的线路进行断面的检测；把基于等效电荷法模型计算结果以及现场监测数据组成的数据集，对神经网络模型进行训练，其中理论计算值、环境要素和线路工况作为模型输入，现场测量值作为模型输出，构成多输入单输出的神经网络模型；模型预测以检验误差最小为目标，通过比较期望误差与实际训练误差、实际检验误差的关系，预估需要增减的隐含节点数，实现网络结构优化，利用模型对现场监测数据进行特高压输电线路近地面工频电场强度的预测。

技术领域

本发明涉及一种计及环境要素的特高压输电线路近地面工频电场强度预测方法。

背景技术

我国能源禀赋在各区域有很大不同，用电负荷与能源禀赋呈现出相反的。特高压输电具有容量大、环保节能、效率高等有点，成为缓解电力需求和能源赋存之间矛盾的重要手段。为此，我国电网发展进入了特高压为主干网架的时代。

随着特高压工程的陆续上马，特高压输电线路对周围环境的影响逐步成为公众关心的问题，特别是对近地面(对人体影响最大)工频电场强度的影响。

现阶段对于特高压输电线路周围电场强度的预测技术主要是通过理论计算(模拟电荷法、有限元分析)和类比分析。通过现场检测和理论分析发现，单纯的理论计算并不能真是的反映出线路周围工频电场强度的真实水平，主要是受周围环境因素的影响，特别是气象条件如湿度、温度等因素的影响；类比分析主要是通过已投运的符合类比条件的线路来类比分析目标线路周围的电场强度，该方法的特点是简单便捷，只能做半定量分析。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种计及环境要素的特高压输电线路近地面工频电场强度预测方法，本发明通过神经网络技术将理论计算与实际测量进行结合，通过大量数据进行训练，既能结合理论计算精确性优点又能够把现场干扰因素考虑在内，能够为以后特高压输电线路工程的建设、运维等提供一种可行的工频电场强度的预测方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种计及环境要素的特高压输电线路近地面工频电场强度预测方法，包括以下步骤：

对正常运行的线路进行断面的检测；

把基于等效电荷法模型计算结果以及现场监测数据组成的数据集，对神经网络模型进行训练，其中理论计算值、环境要素和线路工况作为模型输入，现场测量值作为模型输出，构成多输入单输出的神经网络模型；

模型预测以检验误差最小为目标，通过比较期望误差与实际训练误差、实际检验误差的关系，预估需要增减的隐含节点数，实现网络结构优化，利用模型对现场监测数据进行特高压输电线路近地面工频电场强度的预测。

进一步的，检测数据包括：环境湿度和温度。

进一步的，记录检测时的线路工况电压、电流、有功功率和无功功率。

进一步的，采用等效电荷方法计算输电线路周围的工频电场强度。

进一步的，将电极表面连续分布的自由电荷或介质分界面上连续分布的束缚电荷用一组离散化的等效电荷来替代，应用叠加原理将离散的等效电荷在空间所产生的场量叠加，即可得原连续分布电荷所产生的空间电场分布。

进一步的，等效电荷的位置视为在输电导线的几何中心，设输电线路为无限长并且平行于地面，地面可视为良导体，利用镜像法计算送电线上的等效电荷。

进一步的，根据当前误差与期望误差的差异判断优化方向和调整幅度。

进一步的，样本的应变量记录值由理想值和数据噪声两者叠加构成。

进一步的，神经网络模型的检验误差为检验输出变量值和模型的预测值差值平方的平均值。

模型的构建过程包括：