文章编号:1009-6094(2023)06-1762-09基于改进逻辑回归的电网覆冰故障预测研究∗王国庆,翟悦,朱建明,黄钧(中国科学院大学工程科学学院,北京100190)摘要:电网覆冰由于湿度、温度、海拔等因素可形成不同的覆冰类型,电网系统故障水平会根据覆冰类型的差异而变化。传统的电网覆冰故障预测多聚焦于覆冰厚度与电网故障的内在联系,忽略了覆冰类型对电网故障的影响作用。为解决这一问题,提出了一种改进的逻辑回归多分类算法,通过将拟合出的回归函数值输入Softmax函数转换为多概率形式实现对覆冰类型的分类,根据数据有无覆冰类型的划分,分别在不同的机器学习算法下对电网覆冰故障进行预测比较。经试验,采用改进逻辑回归算法预测覆冰类型的准确率达88%,电网故障预测的准确率较无覆冰类型下的预测在改进逻辑回归算法、朴素贝叶斯算法(NaïveBayes,NB)、K近邻、支持向量机算法(SupportVectorMachine,SVM)中分别平均提高了5.3%、21.7%、7%、5.3%,研究表明,改进的逻辑回归算法可以准确预测电网的覆冰类型,提升电网故障预测的准确率。关键词:安全工程;逻辑回归;覆冰类型;电网故障;预测中图分类号:X934文献标志码:ADOI:10.13637/j.issn.1009-6094.2022.0058∗收稿日期:20220118作者简介:王国庆,副教授,博士,从事应急管理方向研究,wgq94@ucas.ac.cn。基金项目:国家自然科学基金项目(72074202)0引言在气候变化的影响下,由气象引起的自然灾害较之以往频率更高、破坏力更强。其中,在最重要的极端天气灾害中,冰灾是构成电网系统故障最为严重的灾害类型之一。冰灾对电网安全运行的主要影响表现在输电线路覆冰上,这是一种由大气层中空气对流环流、环境温度、湿度、风向风速等众多因素共同影响产生的物理现象[1]。当线路覆冰程度超过了其所设定的覆冰比值,就可能引起闪络、跳闸、断线、甚至倒塔等一系列设备故障,使得电力系统供应中断,引发大面积的停电事故。据统计,2008年南方特大冰灾造成10kV以上输电线路停运36740条、倒塔8381基、全国170个县(市)大面积中断供电,仅南方电网的损失达150亿元[1]。10a之后,在2018年春节期间,持续7d的冻雨降雪天气再次引发湖南、云南、贵州等十余省份发生断线倒基等电力系统故障[2]。因此,为了确保电网安全可靠运转,研究电网覆冰故障的安全预警具有重要而紧迫的意义。现有研究多是将覆冰预测与电网故障预测分开开展研究工作的。在覆冰预测方面,1953年Imai[3]最早提出物理概念覆冰模型,他研究指出导线热传导对覆冰情况有控制作用,覆冰强度与温...
