線性回歸模型在電力系統(tǒng)中的應用設想

伊國鑫+馬國福

摘 要：回歸分析是一種統(tǒng)計工具，它利用兩個或兩個以上變量之間的關系，由一個或幾個變量來預測另一個變量，它是處理變量之間相關關系的一種數(shù)理統(tǒng)計方法。將該統(tǒng)計方法應用于預測電力系統(tǒng)運行中各種因素對設備狀態(tài)量的影響，從而對設備的運維提供指導，具有可行性。

關鍵詞：線性回歸分析；預測；電力系統(tǒng)；設備狀態(tài)量

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）11-0162-01

1 線性回歸分析的意義

在客觀世界中，我們經(jīng)常會遇到一些相互依賴、相互制約的變量。它們之間有著一定的關系，這種關系在量上主要有兩種類型.一類是確定性關系，也就是我們所熟悉的函數(shù)關系，其特點就是給定自變量的值，能確定因變量的對應值。另一類是非確定性關系，其特點是給定自變量的值，不能確定因變量的值。

回歸分析是研究自變量的變化對因變量變化的影響程度，其目的在于根據(jù)已知自變量的變化來估計或預測因變量的變化情況。利用回歸分析，確定因變量與自變量之間的回歸模型；根據(jù)樣本觀測數(shù)據(jù)，估計并檢驗回歸模型及未知參數(shù)；在眾多的自變量中，判斷哪些變量對因變量的影響是顯著的，哪些變量的影響是不顯著的；根據(jù)自變量的已知值或給定值來估計和預測因變量的值。

2 在電力系統(tǒng)中的應用

在電力系統(tǒng)運行過程中，一個設備運行參數(shù)的變化，往往會引起設備其他運行參數(shù)的變化，他們之間存在類似于線性的關系，例如：設備負荷電流的不同變化，引起設備接觸面上發(fā)熱溫度的不同；或者設備負荷的不同引起設備電磁場場量的變化，從而引起設備局部放電放電量的大小變化。由于在系統(tǒng)運行過程中，對設備運行狀態(tài)或者設備運行參數(shù)的影響，通常都是由多個影響因素，溫度、濕度、電流、壓力等等都會對設備的參數(shù)構成影響，并且這些影響因素對設備所構成的影響都不是確定的函數(shù)關系，因此，通過線性回歸分析，構建各種影響因素對設備參數(shù)影響的模型，從回歸分析入手，判斷哪些變量對因變量的影響是顯著的，根據(jù)自變量的已知值或給定值來估計和預測因變量的值，這對指導設備的狀態(tài)檢修、判斷設備異常的發(fā)展趨勢具有現(xiàn)實意義。

一元線性回歸分析法的預測模型為：

將a、b代入一元線性回歸方程Yt=a+bxt，就可以建立預測模型，那么，只要給定xt值，即可求出預測值。

將以上模型應用于電力系統(tǒng)中，例如，設備負荷電流的變化對設備接觸面上發(fā)熱溫度的影響進行一元線性回歸分析，則在以上模型中式中，xt代表設備t次負荷電流的值、代表t次設備接觸面上的溫升值。通過實際測試的一組數(shù)據(jù)，求出回歸方程參數(shù)a、b的值，得到設備接觸面上發(fā)熱溫度與設備負荷電流之間關系的線性回歸方程Yt=a+bxt

列如：某220kVxx變電站110kV隔離開關C相刀口發(fā)熱，測得一天內(nèi)的溫度變化如下表1所示。只考慮負荷對測試溫度的影響，忽略其他因素影響。

將19：00前的數(shù)據(jù)代入上述公式，計算求得：a=29.626b =0.087，即線性回歸方程為Yt=29.626+0.087xt。通過該線性回歸方程，我們驗算21：00與23：00兩個時間點的設備溫度預測。將這兩個時間點的參數(shù)帶入以上方程，得到21：00的設備預測溫度為：68.8℃，實際溫度為：68℃，誤差率為：-1.2%；23：00的設備預測溫度為：62.7℃，實際溫度為：60℃，誤差率為-4.5%：這樣，在設備運行過程中，我們可以通過該線性回歸方程，可預測在不同的負荷電流下設備接觸面上的溫升值，從而制定相應的巡視、檢修計劃。

3 結語

類似于上述分析方法，線性回歸分析可以運用于系統(tǒng)運行中所面臨的各種不確定因素對設備影響的預測中，通過建立線性回歸模型，預測設備狀態(tài)量在相關因素影響下的發(fā)展趨勢，從而指導設備的運維。

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