关键词： 输电杆塔   洪涝灾害   合成孔径雷达(SAR)   风险评估  

摘要： 电网输电线路关系着人们的日常生活,关系着国家的稳定与发展,关系着人民的生命及财产安全。输电杆塔作为电网输电线路的重要组成部分,为导地线提供支撑作用并保证足够的安全距离。我国国土辽阔,自然条件复杂,洪涝灾害发生频繁,洪水会对输电杆塔进行冲刷,造成输电杆塔倒塌,从而导致大面积的停电事故,直接和间接经济损失巨大。2021年7月,河南省连续强降雨,鹤壁市出现暴雨甚至特大暴雨,受强降雨和上游来水的影响,鹤壁市卫河段发生溃堤,出现大片泄洪区,造成洪涝灾害,对输电杆塔有着显著的威胁。本文针对输电线路杆塔隐患,选择相应的卫星数据影像,研究了基于SAR影像的杆塔洪水隐患识别算法,主要结论如下: （1）针对输电线路杆塔洪涝灾害隐患,对国内外卫星数据分辨率、重访周期、轨道、幅宽等指标的研究结果表明,高分三号卫星及其搭载的SAR的影像数据识别输电线路杆塔洪水故障隐患的性价比好。 （2）基于高分三号雷达影像,通过对比训练样本发现,HV极化较HH极化能够更好地显示水体和非水体的差异,更适合洪涝区域的检测。基于鹤壁市洪涝灾害前、后的高分三号HV影像,分别利用决策树法、监督分类法以及面向对象法对鹤壁市进行洪涝灾害区域提取,并对提取结果进行精度评价,其中决策树法加入DEM数据总体精度达到97.51%,Kappa系数为0.9502,更适合研究区域的洪涝水体信息提取。据监测结果,鹤壁市淹没前水体面积约为13.75km2,淹没后水体面积约为108.03km2,受灾面积约94.28km2,其中浚县和淇县受灾最为严重。 （3）分别以洪涝水体与杆塔的距离、洪水占比、土壤水分含量和坡度作为杆塔水灾故障隐患的评价指标,对输电杆塔进行受灾风险评估。根据风险评估判断结果,立即发布告警信息,以便运维单位及时开展处置措施,保护电网输电线路的安全运行。 该论文有图35幅,表16个,参考文献78篇。

关键词： CT感应取电   后备电源管理   泄放控制   宽范围电流取电  

摘要： 随着电力行业的不断发展,智能电网成为了新的发展趋势。高压输电线路承担输送和分配电能的作用,是电网架构中的重要组成部分,保障其安全性和稳定性对于电力行业来说是有重大意义的。为此,在输电线路周围部署监测设备,对线路运行状况和导线参数等进行实时反馈。但由于位置、环境和设备要求等因素的影响,为监测设备提供安全稳定的供电电源成为制约其发展的重要因素之一。本文在现有研究的基础上,设计一种CT线圈感应取电和锂电池结合的供电电源,主要解决三个问题,一是输电线路输送电流小时,存在供电死区;二是输电线路输送电流大时,磁芯饱和;三是整个电路的安全防护。其主要内容如下: (1)分析CT线圈感应取电的工作原理,并建立取电模型,得到取电磁芯的尺寸、材料、线圈匝数,二次侧电压,一次侧电流等与输出功率之间的关系,并进一步得到最大输出功率实现条件。 (2)设计取电互感器的磁芯,通过对磁芯材料、结构以及限制二次侧电压的方式避免磁芯进入饱和状态,延长磁芯使用寿命。 (3)按照能量分级功能的原则,设计硬件电路。针对输电线路电流变化的情况,供电电源工作状态发生改变。当一次侧电流过小时,锂电池取代互感器为监测设备供电;当一次侧电流过大时,控制信号产生不同占空比的PWM波,对多余能量进行泄放。通过锂电池与取电互感器的相互配合,消除了供电死区,维持了功率的平衡,使供电系统具有良好的适应性。 (4)为了保证供电系统的安全稳定的运行,加入多个保护电路。过压保护模块可以迅速对浪涌电流泄放,避免冲击;箝位泄放模块可以有效的将二次侧电压钳制在设定值,保护电子器件;锂电池保护模块可以对锂电池进行过充、过放、过流保护,保证锂电池的寿命。 (5)搭建实验平台对电源进行整体测试。实验结果表明,当输电线路电流从0A变化到1200A时,取电互感器的磁芯工作在线性区域,供电系统可以输出稳定的5V电压,并提供5W的功率,保证监测设备的正常运行。 图67幅,表9个,参考文献81篇

关键词： 输电线路   感应取能   电流互感器   阻抗控制   稳定功率输出  

摘要： 随着新型电力系统的建设,输电线路的数字信息化趋势越来越明确,分布式监测装置广泛应用于输电线路各节点,可获取输电线路大量实时动态数据,保障电网的输电线路安全运行。但监测装置的稳定可靠供电成为制约输电线路监测装置应用的关键。电流互感器感应取能技术以其良好的高低压侧绝缘隔离性能和可观的输出功率,受到业界关注。但由于输电线路电流变化范围极为宽泛,导致线路小电流工况下存在供能死区,大电流工况下铁心饱和生成尖峰脉冲电压威胁设备安全,无法为监测设备提供稳定可靠的电能供应。为了扩展电流互感器稳定供能区间,本文基于高压输电线路环境下的监测设备感应取能技术展开研究,主要内容如下:首先,根据电流互感器感应取能技术相关原理,建立了取能电流互感器等效电路模型。分析了励磁支路在小电流工况下引起的输出功率不足,以及大电流工况下铁心饱和的机理。在此基础上运用负载阻抗分析方法,分析不同阻抗运行特性对于电流互感器取能系统的影响。其次,针对电流互感器在宽范围电流波动下无法稳定取能的问题,设计了阻抗控制式取能电路拓扑结构,并提出一种虚拟阻抗控制。该控制策略可实现对取能系统容性阻抗和感性阻抗的运行特性控制,达到小电流工况下对系统激磁实现增大输出功率,在大电流工况下对系统消磁实现抑制铁心饱和的控制目的。对电能变换支路包含的有源整流单元、直流稳压单元和过电压保护单元进行了优化设计,对整流单元设计了以支路交流电流指令信号为跟踪对象的准PR控制策略。并针对感性阻抗运行特性实现的系统消磁稳定状态,分析了整流单元输出功率的参数影响。基于PLECS仿真环境,对取能电流互感器控制系统进行了全面仿真,验证了所提控制策略的有效性。最后,搭建了电流互感器取能系统综合实验平台,通过TMS320F28377D型号的DSP核心处理器实现系统的控制算法,同时实现了取能电源的小型化研制。实验结果跟进表明传统电磁感应取能技术不足以实现从输电线路稳定取能的目标,而运用电力电子器件对电流互感器取能系统加以一定的控制自由度是解决输电线路电流波动引起系统无法正常供能的有效途径。该取能电源体积小,输出功率可观,所涉及阻抗控制策略方式不会过于增加系统控制复杂度,具备在高压输电线路环境下为在线监测设备供能的实用性及可推广性。

关键词： 故障测距   故障特征分析   交流输电线路   直流输电线路  

摘要： 准确的输电线路故障测距能降低巡线的难度,缩短修复时间,对提高电力系统的可靠性、经济性和稳定性具有重要作用。新型电力系统具有高度电力电子化特征,在故障暂态下引入了大量无序的非线性干扰,给现有基于工频相量提取的交流输电线路频域故障测距带来了挑战,提升现有交流故障测距方法的抗干扰能力显得尤为迫切。另外,现有直流线路故障测距解析法受控制系统的影响更大,如何提高其抗扰性能成为直流故障测距研究的新关注点。为此,本文利用数学解析和特征拟合等手段,挖掘故障暂态的时空关联特征,将传统方法中需滤除的部分干扰信号转变为故障位置判别的特征信号,分别提出交流和直流输电线路的故障测距新方法,主要内容包括:(1)故障暂态量时变特征分析:针对交流线路,基于衰减直流分量对经离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)输出相量的偏差特性,推导含衰减偏置相量的两端补偿电压差的相量—时间三维故障特征,从而将衰减直流分量转化为与故障位置相关联的故障特征信号。针对直流线路,分析了可被解析计算的行波时域特征信号的时空关联特征,构建了从多维向量方向与各维度投影大小描述波形特征差异的、关联于故障性质的相似度特征模型;明确了直流输电线路单侧全频段时域信号的时空关联特征内涵。(2)交流线路测距方法:基于含衰减偏置的DFT输出的相量—时间特征,构造两端补偿电压差的相量—时间三维曲线一般表达式模型作为特征拟合模型,通过空间曲线拟合并构造拟合优度指标,量化描述不同变量取值下拟合曲线特征,提出基于衰减偏置相量时变特征拟合最优的故障测距方法。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了在无序非线性干扰背景下所提交流线路故障测距方法具有较强的抗干扰能力。(3)直流线路测距方法:基于故障时域暂态波形相似度特征模型,以柔性直流输电系统复频域故障暂态解析计算模型作为特征拟合工具,通过故障录波与解析结果的波形相似性评价特征拟合程度,将故障测距问题转化为余弦相似度、平均绝对差两个评估指标的优化问题进行求解,提出了基于复频域暂态解析拟合的直流输电线路故障测距方法;通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提直流线路故障测距方法的有效性、对采样频率依赖性低,无需依赖应用前的大量仿真与训练提高测距精度,更具应用优势。

关键词： 故障测距   波头检测   Radon变换   灵敏角   非轴对称性   行波   输电线路  

摘要： 随着国民经济的进一步发展和“双碳”战略目标的全面推进,电力在促进国民经济发展中的作用越发凸显。输电线路作为连接西部能源基地与东部负荷中心的重要纽带,其重要性不言而喻。因此,快速准确地定位输电线路故障位置对提高供电可靠性和电力系统稳定性具有现实意义。为此,提高输电线路保护的可靠性和改善线路测距结果的稳健性显得尤为重要。行波测距因其具有极高的理论精度及不受过渡电阻、线路拓扑等影响等特点广泛应用于实现高电压、远距离、大容量的输电线路故障测距。单端测距由于其不依赖于两端通信和授时的特点,有着双端测距无法替代的优势。第二个波头位置及性质的可靠辨识是单端测距行之有效的关键,但目前的单端测距方法,在复杂故障条件下波头自动检测及准确性校核方面仍存在着不足。此外,近端故障下,受CT和二次侧电缆谐振影响,故障点反射波会混叠在高频振荡形成的噪声中,致使波头自动辨识困难,造成测距方法易失效。故针对上述问题,本论文以波形图投影特征实现输电线路单端行波检测以及基于波形图核心判别域投影特征的近端故障辨识与测距方法。具体内容包括:(1)针对交流系统单端观测视角下的故障行波产生与传播及折、反射过程展开分析,从波过程视角对线路故障单端行波进行解析;分析观测点单端故障行波波头群构成,从波头相对极性和幅值主导特征辨识角度考察故障点反射波群与对端母线透射波群,发现了利用同极性波头群提升单端测距结果自校验能力的思路,能够充分利用波形信息,测距结果具有自校验能力;在数据层面分析故障行波易受高频噪声、数据缺损等因素的影响,将行波数据图像化能够强化波头突变特征,增强对波形特征的宏观洞察,波头的等间隔、突变强度、倾角等特征均可由波形图投影予以量化表征。(2)针对输电线路单端行波测距难以可靠、有效辨识第二个波头的不足,提出基于波形群灵敏角检测的单端行波辨识与测距方法。首先对线路故障行波传播过程中的衰耗和畸变进行分析,发现波头局部波形呈现灵敏角和非轴对称性的特点。进而提出利用Radon变换变角度投影检测最灵敏角并判别最灵敏角两侧非轴对称特性,实现单端故障初始行波及多次同极性行波群的可靠辨识。最后,基于多次同极性行波到达时差构造多测距算式,输出最合理测距结果。所提方法将时域波头辨识转化为波形图像空间域最灵敏变化方向和几何轴对称性的检测,抗干扰能力强,大幅提升检测可靠性和后续波头的识别能力,提升单端测距算式冗余性。为单端行波分析故障测距及扩展应用提供了新思路。(3)针对输电线路近端故障缺乏有效的辨识方法,单端行波测距存在近端检测死区的不足,提出基于波形图核心判别域投影特征的输电线路近端故障辨识与测距方法。首先对近端、非近端故障波过程展开分析,发现故障行波存在一由计算子域和辨识子域组成的核心判别域,在辨识子域内近端故障与非近端故障波头存在性具有显著差异。进而通过Radon竖直方向投影确定核心判别域范围,于辨识子域内投影值方差考察波头存在性,实现近端故障辨识。最后,以Radon变角度投影初步提取波形突变位置序列,基于故障点反射波周期性特征剔除附加振荡,实现近端故障测距。所提方法于波过程视角提出核心判别域的存在性,为提高单端行波测距可靠性、有效性提供了新的思路。大量实测和仿真数据测试表明所提基于波形图变角度投影的单端行波辨识方法和基于波形核心判别域投影特征的近端故障判别方法有效、可靠、直观,适用范围广。能够有效实现波头检测与故障测距及近端故障辨识。

关键词： 输电线路   涉鸟故障   机理分析  

摘要： 输电线路的绝缘性能直接关系到电力系统的安全稳定运行。鸟类对输电线路的影响：一是留鸟筑巢，筑巢材料造成接地短路故障；二是候鸟栖息排便，污染绝缘子形成污闪事故。通过调查分析得知，留鸟筑巢对输电线路运行影响较小，而候鸟栖息排便则是防不胜防。查清输电线路涉鸟故障类型及周期，采取针对性强的防鸟措施，可以有效减少涉鸟输电线路故障。

关键词： 无人机巡检   鸟巢检测   Faster R-CNN   深度学习  

摘要： 随着我国经济的高速发展,电网规模也在不断扩大,架空输电线路分布非常广泛。在一些地形复杂的山区,许多鸟类会在输电线路上筑巢,给电力系统造成短路故障,容易发生线路跳闸、设备损毁等安全隐患。由于架空输电线路上的鸟巢目标小且不易辨别,人工检测方式费时费力,准确率低。为此,本文采用深度学习方法对输电线路巡检航拍图片中鸟巢进行检测,并作出相应算法改进,利用图片带有的GPS信息对鸟巢精准定位,从而实现高精度、高效率的自动检测。首先,通过大疆无人机采集带有GPS信息的输电线路鸟巢图片,对图片进行筛选,借助常用图像处理方法并加入一部分公开数据集,将数据集扩充,为后续实验奠定了基础。其次,通过对比分析目前常用的目标检测算法,选择使用Faster R-CNN作为基础算法。由于本文检测的目标是架空输电线上的鸟巢,目标比较小而且特征不是很明显,基于Faster R-CNN算法的鸟巢检测方法,虽可检测出鸟巢,但算法检测的稳定性和定位精度较低,因此需要对Faster R-CNN算法进行改进。综合考虑网络参数量大小与算法学习能力,将特征提取网络换成具有残差结构的Res Net50网络;在特征提取网络中添加SKNet机制网络,高效、快速提取图像特征信息,使网络着重学习与鸟巢特征相关通道;用ROI Align替代原算法中兴趣区域池化ROI Pooling以提升算法检测的准确率。最后,在相同的网络训练策略下,将改进后的Faster R-CNN算法与未改进算法以及其它常用深度学习算法的检测效果进行了对比。为了验证改进之后算法具有一定鲁棒性,探讨了不同的光照条件对实验结果的影响。实验结果显示本文改进的检测算法在综合评价指标平均精度均值m AP和F1分数上的效果都较好,m AP值从改进前的89.61%提高到92.53%,提高了2.92%;F1分数提高了0.05。当光照强度不同时,本文改进的Faster R-CNN算法依旧能准确检测定位输电线路的鸟巢,具有一定鲁棒性。与SSD和YOLOv4算法相比,改进后算法的m AP分别提高了4.79%、0.67%。实验结果验证了本文的改进方法具有可行性,对输电线路鸟巢的检测具有重要的应用价值。

关键词： 特高压直流   标称电场   合成电场   离子流密度   安全评估  

摘要： 近来年,我国对电力的需求不断提升,同时因为我国东西部能源分配不均衡,所以特高压输电成为了一种重要的资源分配方式。随着特高压技术的不断发展,特高压输电线路带来的电磁环境问题也逐渐凸显,同时越来越多的人开始关注特高压输电线路下人体的安全问题。本文利用COMSOL有限元软件对±800 k V特高压直流输电线路进行建模,得到了地面标称电场、合成电场和离子流密度的分布情况,并且以导线高度、子导线半径、分裂间距和极间距为研究参数,计算了线路结构对地面标称电场、合成电场和离子流密度的影响。依据中国人体尺寸标准构建三维未成年人人体模型,评估了±800 k V特高压直流输电线路在传输过程中产生的电磁场对未成年人人体电磁暴露的安全问题,主要研究了标称电场和合成电场下未成年人的电场效应,以及不同导线高度和不同站立位置对未成年人电场效应的影响,同时建立了成年人人体模型进行对比,最后将计算结果与国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP,International Commission on Non-ionizing Radiation Protection)制定的限值进行比较。相关研究及结果如下:(1)研究了特高压直流输电线路对未成年人的影响,当输电线路靠近居民区时,导线高度为21 m,在标称电场中,未成年人体电场强度主要分布在脚踝、脖子以及腋下,电场强度最大值出现在脚踝处,并且最大值为0.195 V/m,脑组织电场强度的最大值为32.5 m V/m;在合成电场中,未成年人体电场强度的最大值为0.360 V/m,脑组织电场强度的最大值为58.6 m V/m;未成年人体电场强度的最大值在ICNIRP普通民众身体限值0.4 V/m以内,脑组织电场强度的最大值也在ICNIRP普通民众中枢神经系统限值0.1V/m以内。降低导线高度至18 m,在合成电场中,未成年人体电场强度的最大值为0.412V/m,脑组织电场强度的最大值为72.8 m V/m,此时未成年人脚踝处的电场强度略大于ICNIRP普通民众限值,但是脑组织的电场强度依然在ICNIRP普通民众中枢神经系统限值以内。改变未成年人的站立位置,当人体处于输电线路中心时,人体电场强度主要分布在胸腔、腋下、大腿内侧以及脚踝处,在合成电场中,体电场强度的最大值出现在腋下,最大值为0.049 V/m,脑组织电场强度的最大值为2.46 m V/m,未成年人各个部位的电场强度远远小于ICNIRP普通民众限值。(2)研究了特高压直流输电线路对成年人的影响,并将计算结果与未成年人进行对比。在合成电场中,成年人体电场强度最大值为0.607 V/m,脑组织电场强度最大值为48.5 m V/m。在任何电场环境下,未成年人体电场强度的最大值均小于成年人,但是未成年人头部电场强度略大于成年人,所以未成年人头部受到的暴露更需要关注。本文研究得到了未成年人在特高压直流输电线路下的暴露情况,当输电线路靠近居民区时,导线下方未成年人的体电场强度和脑组织电场强度均低于ICNIRP限值,表明±800 k V特高压直流输电线路下的电磁暴露不会给未成年人人体健康状况带来明显损害。

关键词： 交流输电线路   长输管道   电磁干扰电压   阴极保护电位  

摘要： 长距离输送管道是油气运输的主要载体。由于地理条件的限制,交流输电线路与长输油气管道共用“公共走廊”的现象时有发生。管道传统的阴极保护范围只适用于没有交流输电线路干扰的情况,但交流输电线路工作时在相邻的管道周围产生交流感应电压,干扰管道现有的阴极保护系统的效果,加速管道的腐蚀。因此,开展交流输电线路对长输管道阴极保护电位优化的研究十分重要。本文推导了交流输电线路与管道在均匀土壤和分层复杂土壤中的大地返回阻抗,利用CDEGS软件建立交流输电线路对长输管道产生交流感应的模型,通过改变模型中管道的管径、壁厚和埋地深度,输电线路对地高度、与管道的并行长度,仿真分析了特征参数的变化对管道感应电压的影响。搭建了钢质试片在中性模拟溶液中受到交流干扰的模拟实验平台,以电化学工作站中的恒电位极化来模拟阴极保护系统,依据输电线路与长输管道仿真模型计算出的交流感应电压,分别改变试片外加的交流干扰和阴极保护电位,通过电化学测试得到金属试片的极化曲线以及交流阻抗谱,分析试片在不同实验条件下的电化学参数及腐蚀速率变化规律。通过模拟实验平台,在施加交流干扰的阴极保护系统中,分析试片在不同交流干扰和保护电位下的极化曲线和交流阻抗谱,确立了实验中三电极体系的等效电路,使用Zsimpwin软件对各曲线进行数据拟合,得到不同实验条件下的电荷转移电阻,通过对比电荷转移电阻,对保护电位进行优化计算,论述了不同交流干扰时应设定的阴极保护范围。相较于传统的阴极保护电位范围,优化的保护范围能够根据交流干扰的大小选择合适的保护电位,为交流输电线路下管道的阴极保护电位的优化提供了一种参考方法。

关键词： 光纤传感技术   机器学习   覆冰预测  

摘要： 2019年国家电网提出了建设泛在电力物联网的战略目标,保障电力系统的运行安全更是‘两网’计划的基本目标和永恒主题。电力系统的运行安全涉及数据监测采集、安全性分析、自动化控制等多个方面,尤其在电网能源结构日益复杂化,用电量更具规模化的今天,电力系统安全运行面临更大挑战。如何基于泛在物联网构建稳定可靠的智能电网是一项十分复杂的工程。输电线路作为输送电能的纽带,是电力系统的大动脉,起着输送分配和交换功率的作用,但是当前的输电线路状态监测还存在着很多问题,无法保障线路的安全运行。在监测终端层面上,目前输电线路布设的传感器绝大多数为电子式传感器,在强磁场的环境下传感器的工作状态不稳定;在某些气候环境恶劣多变的区域,采用太阳能电池板供电的方式难以维持实时的工作状态,亟需研究高可靠的输电线路监测方案;同时电网公司虽然收集到了多参量的监测数据,却缺少有效的分析模型能够为准确监测输电线路安全提供可靠支撑,亟需一种能够对输电线路多参量监测数据进行处理分析的系统模型。针对上述问题,本文开展了面向输电线路状态监测的光纤传感器及覆冰智能预测关键技术的研究,着眼于“线路监测-信息收集-智能评估”一体化的输电线路状态监测系统的构建,从底层传感器设计、雨凇预测模型、雾凇预测模型,综合预测模型这四个环节逐次展开,进行了光纤式输电线路状态监测、覆冰预测方面的研究探索。主要研究和创新工作如下:1、针对传统输电线路状态监测传感器可靠性差,传输效率低的问题,本论文研究并设计了基于光纤光栅的输电线路气象传感器和基于光纤准直器的风速风向传感器。利用光栅对温度和应变敏感的特性制作了多类基于光纤光栅气象感知单元,各类传感器的测量范围及精度均符合GB/T 35697-2017《架空输电线路在线监测装置通用技术规范》中对于“气象监测装置”的相应规定;利用光纤准直器在不同风速风向状态下光功率耦合情况的差异,研制了能够准确有效进行实时监测的风速风向传感单元,同时由于准直器使用1310nm的光源而光纤光栅传感器使用C波段光源,可以利用波分复用技术进行共纤监测,提高了单根纤芯的监测范围,节省了线缆资源。光纤式传感器已安装在多条高压输电线路上验证其准确性及稳定性。2、针对目前输电线路覆冰条件不明晰,理论模型不完善的问题,本论文研究分析了线路覆冰的形成机理,在此基础上提出一种利用机器学习算法对覆冰模型进行仿真模拟从而达到准确监测的方案。针对电力系统对多参量监测数据缺少准确有效覆冰预测手段的问题,本论文提出并验证了一种基于高斯回归过程(GPR)算法的输电线路雨凇预测模型。研究分析了 GPR参数对模型预测的影响并确定了模型优化的方案。模型利用江西220kV琴五线光纤光栅式气象传感器采集到的数据进行学习训练后,能够实现利用微气象数据对同一地区不同杆塔覆冰厚度的准确预测。均方误差(MSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)均小于1%。3、针对当前覆冰模型在不同微地形环境下预测精度下降、空间泛化能力较差的问题,本论文重新研究了覆冰的形成条件,引入了历史覆冰数据作为新的输入参数,提出并验证了两种基于GPR算法的输电线路雨凇、雾凇预测模型。为了突破模型在空间不确定性条件下泛用性差的瓶颈,对历史覆冰数据的选用条件进行了研究验证,最终选用了 1min历史数据作为新的输入参数实现对雨凇、雾凇的预测。在九个完整覆冰周期(三个省份四条线路安装光栅式气象传感器采集到的历史数据)上进行的实验验证结果表明所提出的模型可以有效地分别预测雨凇和雾凇,且相关系数R大于0.99,MSE 和 MAPE 均小于 2%。4、针对运用单一覆冰模型预测及时性,灵活性差,缺少对多种类型覆冰进行综合预测方案的问题。本论文研究了能够提高模型的鲁棒性的训练集选取及制作方法并对现有的数据集进行重新拼接组合形成新的训练集。通过让模型在多类训练集上进行特征提取训练,选取其中预测精度较高,且空间敏感性较低的模型进行后续优化预测。重新研究了各类机器学习算法的优势及适用条件。深入学习了主流的机器学习算法的适用条件和调参手段,对分别属于回归算法、分类算法,集成学习算法的GPR、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、神经网络模型进行参数优化训练,确定了完整的复合预测模型优化训练方案,最终得出了一个能够对雨凇,雾凇进行综合预测的机器学习模型。该模型能够有效地预测多种类型的覆冰,在九个覆冰周期数据进行验证的结果显示R大于0.99,MSE,MAPE均小于4%。本论文仅利用光纤光栅气象传感器的数据即可实现覆冰预测,也可以与天气预报相结合在无需硬件传感设备的情况下进行广域的覆冰预测。