[发明专利]一种利用BP神经网络算法进行操作过电压估算的方法

说明书

本发明提供一种基于神经网络的过电压估算方法，包括：首先根据线路操作过电压的理论计算公式，选取线路操作过电压计算结果的强相关参数；对待训练的数据的过电压计算结果进行预处理，并选择合适的神经网络传递函数模型；输入若干组输入/输出数据作为神经网络学习样本；最后训练好的神经网络传递函数神经网络算法输出的函数估算待计算线路的操作过电压结果。本发明基于神经网络算法对输电线路空载合闸产生的线路末端操作过电压进行估算，对防止调度运行维护期间因合闸操作引起线路末端电压超过规程规定，对设备造成损害具有重要意义。

技术领域

本发明涉及电力系统内过电压计算方法，具体是一种利用BP神经网络算法进行操作过电压估算的方法。

背景技术

随着我国“西电东送，南北互供，全国联网”的格局逐渐形成，超 /特高压输电线路逐渐已经成为我国电网交流主干网架。由于超/特高压输电线路的电压等级较高导致其绝缘造价贵，同时其绝缘强度、避雷器型号和合闸电阻的装设主要取决于操作过电压水平，这直接关系到电力系统能否安全稳定地运行，因此针对超/特高压输电线路展开操作过电压数值校核是十分有必要的。

由于操作过电压计算涉及到微秒级的暂态过程，因此必须采用电磁暂态仿真分析软件进行过电压仿真计算。但电磁暂态仿真虽然建模精细，仿真结果准确，但建模难度大、模型复杂高，会极大地增加过电压分析计算人员的工作量，因此在电网线路跳闸事件突发时，难以及时响应线路合闸的操作过电压风险结论，指导电网恢复正常生产秩序。同时在输电线路规划设计时，若涉及到对多种方案进行操作过电压校核，也会大大降低规划设计阶段的工作效率。

对于电力系统操作过电压计算而言，计算结果是否超过2.0p.u，决定了是否需要对线路绝缘强度、避雷器型号和合闸电阻的装设进行仿真计算校核。因此，发明一种能够快速计算线路操作过电压数值是否超过2.0p.u的方法，在避免进行详细的电磁暂态仿真建模的同时快速检验处操作过电压超过2.0p.u的方法是十分有必要的，可以大大减轻过电压分析计算人员的工作量。

目前来说，电力系统的操作过电压数值计算必须在建立一个完整的详细电磁暂态过电压仿真模型的基础上进行，而电磁暂态建模难度大、模型复杂度高，对指导实际电网突发事件处理和电网规划设计来说响应速度慢，时效性差，计算效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种利用BP神经网络算法进行操作过电压估算的方法，该方法采用大数据思想，利用过往基于电磁暂态仿真精细化模型计算得到的操作过电压数值，基于BP神经网络算法进行新线路的操作过电压数值预测，可以仅仅只针对有过电压风险的线路进行进一步仿真校核，对于及时响应电网突发事件中的过电压数值计算以及输电线路规划设计效率的提高有重要意义。

本发明采用如下技术方案实现：

一种利用BP神经网络算法进行操作过电压估算的方法，包括如下步骤：

(1)首先根据线路操作过电压的理论计算公式，选取线路操作过电压计算结果的强相关参数；

(2)对待训练的数据的过电压计算结果进行预处理，并选择合适的神经网络传递函数模型；

(3)输入若干组输入/输出数据作为神经网络学习样本，其中若干组线路的强相关参数作为输入数据，对应的若干组线路的过电压估算结果作为输出数据，利用步骤(2)选择的神经网络传递函数模型进行神经网络函数训练；

(4)最后利用训练好的神经网络传递函数估算待计算线路的操作过电压结果。

进一步的，所述强相关参数包括系统等值内电抗X，输电线路的总长度l、单位对地电抗L和单位对地电容C。

进一步的，在利用BP神经网络算法进行合空载长线过电压估算时，考虑过电压计算结果的离散性，因此并不估算过电压计算结果的具体数值，只估算其是否存在过电压风险，步骤(2)利用表1对待训练的数据的过电压计算结果进行预处理：