一种架空线路热健康状态评价方法及相关装置与流程

本技术涉及配电网，尤其涉及一种架空线路热健康状态评价方法及相关装置。

背景技术：

1、确保架空线路的安全稳定运行，并避免过度检修和盲目检修，对于架空线路温度监测和准确识别过热故障下的异常发热状态至关重要。在架空线路温度检测方面，经验公式和热路模型的计算结果常受架空线路结构和运行条件的影响较大。光纤植入式的内部热点温度检测方法成本较高，难以应用于已投运的架空线路。数值计算方法也难以实时应用于架空线路温度的检测。采用试验数据或现场运行数据进行训练的人工智能算法在拓展性和普适性方面存在一定挑战，同时按经验选取输入特征量缺乏有效的物理依据。因此，如何简单快速地确定架空线路温度一直是工业界长期以来的难题。

2、目前的架空线路温度分析方案主要针对线路表面温度进行测量，并未考虑更多其他因素的影响，所以无法通过测量结果准确反映架空线路的潜在问题。而在架空线路中植入测温光纤的方式不仅需要改造线路，还会增加额外的成本，实际执行受限。

技术实现思路

1、本技术提供了一种架空线路热健康状态评价方法及相关装置，用于解决现有技术得到的线路表面温度缺乏准确性，且测温设备依赖于线路改造，导致实际的热健康评价结果缺乏准确性和普适性的技术问题。

2、有鉴于此，本技术第一方面提供了一种架空线路热健康状态评价方法，包括：

3、通过有限元仿真软件模拟不同环境因子下的架空线路温度场变化情况，得到温度场仿真模型，所述环境因子包括环境温度、环境风速和环境湿度；

4、基于萤火虫算法和极限学习机构建所述环境因子、负载电流和架空线路的线芯温度之间的非线性映射关系，得到热健康反演模型；

5、依据当前架空线路的负载电流和所述热健康反演模型预测的当前线芯温度计算所述当前架空线路的等效热阻；

6、根据所述等效热阻计算所述当前架空线路的热健康状态评价指标；

7、基于所述热健康状态评价指标和梯级告警范围对所述当前架空线路的热健康状态进行评价，得到评价结果。

8、优选地，所述基于萤火虫算法和极限学习机构建所述环境因子、负载电流和架空线路的线芯温度之间的非线性映射关系，得到热健康反演模型，包括：

9、基于极限学习机构建所述环境因子、负载电流和架空线路的线芯温度之间的非线性映射关系，得到初始反演模型；

10、采用萤火虫算法对所述初始反演模型进行参数寻优迭代计算，得到热健康反演模型。

11、优选地，所述采用萤火虫算法对所述初始反演模型进行参数寻优迭代计算，得到热健康反演模型，包括：

12、基于所述初始反演模型的模型参数产生萤火虫初始种群；

13、计算所述萤火虫初始种群中每个个体的适应度函数值后，对两两个体的发光强度进行大小比较和吸引度计算分析，得到位置更新种群；

14、混合更新前后两个种群，并基于发光强度排序的方式进行适应度函数更新计算，返回所述计算所述萤火虫初始种群中每个个体的适应度函数值后，对两两个体的发光强度进行大小比较和吸引度计算分析的步骤，直至达到收敛条件或者最大迭代次数，得到优化种群参数；

15、基于所述优化种群参数对所述初始反演模型进行参数优化，得到热健康反演模型。

16、优选地，所述根据所述等效热阻计算所述当前架空线路的热健康状态评价指标，包括：

17、根据所述当前架空线路的负载电流和架空线路单位长度导体电阻计算正常环境状态下的临界等效热阻；

18、依据所述等效热阻和所述临界等效热阻计算所述当前架空线路的热健康状态评价指标。

19、本技术第二方面提供了一种架空线路热健康状态评价装置，包括：

20、模拟仿真单元，用于通过有限元仿真软件模拟不同环境因子下的架空线路温度场变化情况，得到温度场仿真模型，所述环境因子包括环境温度、环境风速和环境湿度；

21、映射构建单元，用于基于萤火虫算法和极限学习机构建所述环境因子、负载电流和架空线路的线芯温度之间的非线性映射关系，得到热健康反演模型；

22、热阻计算单元，用于依据当前架空线路的负载电流和所述热健康反演模型预测的当前线芯温度计算所述当前架空线路的等效热阻；

23、指标计算单元，用于根据所述等效热阻计算所述当前架空线路的热健康状态评价指标；

24、健康评价单元，用于基于所述热健康状态评价指标和梯级告警范围对所述当前架空线路的热健康状态进行评价，得到评价结果。

25、优选地，所述映射构建单元，包括：

26、映射子单元，用于基于极限学习机构建所述环境因子、负载电流和架空线路的线芯温度之间的非线性映射关系，得到初始反演模型；

27、优化子单元，用于采用萤火虫算法对所述初始反演模型进行参数寻优迭代计算，得到热健康反演模型。

28、优选地，所述优化子单元，具体用于：

29、基于所述初始反演模型的模型参数产生萤火虫初始种群；

30、计算所述萤火虫初始种群中每个个体的适应度函数值后，对两两个体的发光强度进行大小比较和吸引度计算分析，得到位置更新种群；

31、混合更新前后两个种群，并基于发光强度排序的方式进行适应度函数更新计算，返回所述计算所述萤火虫初始种群中每个个体的适应度函数值后，对两两个体的发光强度进行大小比较和吸引度计算分析的步骤，直至达到收敛条件或者最大迭代次数，得到优化种群参数；

32、基于所述优化种群参数对所述初始反演模型进行参数优化，得到热健康反演模型。

33、优选地，所述指标计算单元，具体用于：

34、根据所述当前架空线路的负载电流和架空线路单位长度导体电阻计算正常环境状态下的临界等效热阻；

35、依据所述等效热阻和所述临界等效热阻计算所述当前架空线路的热健康状态评价指标。

36、本技术第三方面提供了一种架空线路热健康状态评价设备，所述设备包括处理器以及存储器；

37、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

38、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的架空线路热健康状态评价方法。

39、本技术第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行第一方面所述的架空线路热健康状态评价方法。

40、从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：

41、本技术中，提供了一种架空线路热健康状态评价方法，包括：通过有限元仿真软件模拟不同环境因子下的架空线路温度场变化情况，得到温度场仿真模型，环境因子包括环境温度、环境风速和环境湿度；基于萤火虫算法和极限学习机构建环境因子、负载电流和架空线路的线芯温度之间的非线性映射关系，得到热健康反演模型；依据当前架空线路的负载电流和热健康反演模型预测的当前线芯温度计算当前架空线路的等效热阻；根据等效热阻计算当前架空线路的热健康状态评价指标；基于热健康状态评价指标和梯级告警范围对当前架空线路的热健康状态进行评价，得到评价结果。

42、本技术提供的架空线路热健康状态评价方法，通过有限元仿真软件模拟不同环境因子下的架空线路温度场变化情况，考虑了环境因素对架空线路温度的影响；此外，通过建模的方式构建环境因子、负载电流和架空线路的线芯温度之间的非线性映射关系，不仅考虑了环境因素和负载电流的影响，还分析架空线路的线芯温度，更符合实际架空线路温度特性；此过程不涉及额外的设备和线路改造；且热健康评价基础是线芯温度，能够确保评价结果的准确性和普适性。因此，本技术能够解决现有技术得到的线路表面温度缺乏准确性，且测温设备依赖于线路改造，导致实际的热健康评价结果缺乏准确性和普适性的技术问题。