台风灾害下输配电系统损毁预测技术

　　本书系统地阐述了台风灾害下输配电系统防灾减灾的理论基础及应用实践。全书共分为5个部分，第1部分为风灾基础理论（第0、1章），第2部分为输电系统架空线路损毁概率预测等（第2~6章），第3部分为配电系统架空线路损毁预测等（第7、8章），第4部分为停电用户预测（第9~11章），第5部分为应急抢修恢复（第12、13章），第14章是总结与展望。全书内容翔实，层次结构合理、清晰，对输配电系统架空线路及杆塔的损毁概率预测，用户停电的预测，以及灾后应急抢修策略等方面的基本概念、技术原理和应用场景进行了系统阐述，且大部分理论原理均利用实际台风数据进行了算例验证。

　　侯慧，女，博士，副教授，武汉理工大学自动化学院电气工程系书记、副主任。主要学术兼职：中国电力教育协会电气工程教学委员会委员；湖北省电工技术学会教学委员；IEEE PES中国区电力系统测量与仪器技术委员会配电网分委会委员；IEEE PES中国区电力系统测量与仪器技术委员会新型传感与监测分委会委员；中国电工技术学会高级会员；中国电工技术学会人工智能与电气应用分委会委员；中国电机工程学会会员；IEEE会员。

序言
前言
0 绪论………………………………………………………………………………………… 1
1 电网台风灾害成因………………………………………………………………………… 5
1.1 台风概述…………………………………………………………………………… 5
1.2 电网风灾气象成因………………………………………………………………… 7
1.3 台风引起的电网受损形态及特点………………………………………………… 8
1.4 本章小结………………………………………………………………………… 15
2 基于风荷载物理模型驱动的架空线路损毁预测……………………………………… 16
2.1 架空线路风荷载物理模型……………………………………………………… 16
2.2 考虑多因素修正的架空线路损毁概率预测模型……………………………… 18
2.3 算例分析………………………………………………………………………… 20
2.4 本章小结………………………………………………………………………… 25
3 基于数据驱动的输电杆塔损毁预测…………………………………………………… 26
3.1 机器学习算法简介……………………………………………………………… 26
3.2 模型评估指标…………………………………………………………………… 29
3.3 输电杆塔损毁概率预测模型…………………………………………………… 30
3.4 算例分析………………………………………………………………………… 34
3.5 本章小结………………………………………………………………………… 36
4 基于多因素修正的输电架空线路失效预测…………………………………………… 37
4.1 架空线路失效预测原理………………………………………………………… 37
4.2 基于模型驱动的基本失效概率评估…………………………………………… 38
4.3 基于数据驱动的修正系数计算………………………………………………… 42
4.4 算例分析………………………………………………………………………… 47
4.5 本章小结………………………………………………………………………… 53
5 考虑随机风场的多源异构数据融合下架空线路损毁预测…………………………… 54
5.1 技术框架………………………………………………………………………… 54
5.2 信息采集与信息处理…………………………………………………………… 54
5.3 损毁预测方法…………………………………………………………………… 56
5.4 架空线路损毁概率新型混合预测算法………………………………………… 58
5.5 算例分析………………………………………………………………………… 60
5.6 本章小结………………………………………………………………………… 67
6 架空线路风偏跳闸概率预测…………………………………………………………… 68
6.1 风偏跳闸机理…………………………………………………………………… 68
6.2 技术框架………………………………………………………………………… 69
6.3 基于模型驱动的风偏跳闸概率计算…………………………………………… 71
6.4 算例分析………………………………………………………………………… 75
6.5 本章小结………………………………………………………………………… 79
7 配电系统10kV杆塔受损空间分布预测……………………………………………… 80
7.1 技术框架………………………………………………………………………… 80
7.2 数据处理与分析………………………………………………………………… 81
7.3 基于数据驱动的配电系统10kV杆塔受损空间分布预测…………………… 90
7.4 最优模型选择…………………………………………………………………… 92
7.5 算例分析………………………………………………………………………… 94
7.6 本章小结………………………………………………………………………… 98
8 配电系统10kV杆塔受损数量预测…………………………………………………… 100
8.1 技术框架………………………………………………………………………… 100
8.2 原始样本数据收集与处理……………………………………………………… 101
8.3 台风灾害下配电系统受损杆塔数量预测模型………………………………… 106
8.4 算例分析………………………………………………………………………… 108
8.5 本章小结………………………………………………………………………… 113
9 配电系统用户停电空间分布预测……………………………………………………… 114
9.1 技术框架………………………………………………………………………… 114
9.2 数据收集与数据处理…………………………………………………………… 115
9.3 用户停电空间分布预测………………………………………………………… 123
9.4 算例分析………………………………………………………………………… 126
9.5 本章小结………………………………………………………………………… 128
10 配电系统用户停电数量预测………………………………………………………… 129
10.1 技术框架……………………………………………………………………… 129
10.2 数据样本空间构架…………………………………………………………… 129
10.3 用户停电数量预测原理……………………………………………………… 135
10.4 全局变量建模分析…………………………………………………………… 140
10.5 重要变量建模分析…………………………………………………………… 146
10.6 本章小结……………………………………………………………………… 147
11 配电系统用户停电时间预测………………………………………………………… 149
11.1 技术框架……………………………………………………………………… 149
11.2 数据处理与分析……………………………………………………………… 150
11.3 Stacking集成预测模型……………………………………………………… 152
11.4 算例分析……………………………………………………………………… 154
11.5 本章小结……………………………………………………………………… 157
12 基于多目标优化的应急抢修调度策略……………………………………………… 158
12.1 基于损失预测的多阶段台风灾前应急抢修调度…………………………… 158
12.2 台风灾害下用户停电数量预测模型………………………………………… 159
12.3 台风灾害下电力抢修多目标调度策略……………………………………… 162
12.4 台风灾害下电力抢修多目标调度策略算例分析…………………………… 169
12.5 本章小结……………………………………………………………………… 171
13 台风灾害下两阶段联合应急抢修恢复优化策略…………………………………… 172
13.1 台风灾害下配电系统应急抢修恢复优化策略……………………………… 172
13.2 台风灾害下配电系统应急抢修恢复优化之灾前阶段……………………… 174
13.3 台风灾害下配电系统应急抢修恢复优化之灾后阶段……………………… 176
13.4 算例分析……………………………………………………………………… 179
13.5 本章小结……………………………………………………………………… 189
14 总结与展望…………………………………………………………………………… 190
参考文献…………………………………………………………………………………… 191