污闪是威胁电网安全的重大灾害事故,随着电网规模的日益扩大和电压等级的不断提高,污闪对电力系统造成的危害和损失也越来越大,电网污闪灾害监测与预防是电力系统运行管理部门的一项重要工作内容。对电网污闪的发生做出预测,并根据预报数据和信息采取相应的污闪防治措施,是电力系统和相关研究机构一直以来重点研究和关注的科研课题之一。本文以电力系统污闪防治工作的实际工程需要为目标,以2006年国家电网公司“电网综合防灾减灾技术支持系统研究开发”项目为背景,研究准确、实用的污闪预测预警理论与方法,提出一种具有三重结构的污闪预测模型,通过对电网中绝缘子等值盐密(Equivalent Salt Deposit Density)、污秽闪络临界电压及污闪风险等级等描述污闪状态的参数进行预测,对电网污闪做出实时状态评估,给出相关预报参数,为电网污闪防治工作提供参考和指导数据。本文的主要研究内容有:(1)研究等值盐密数据的非线性特性,提出了等值盐密非线性时间序列预测方法。根据电网绝缘子等值盐密测量数据具有明显随机性和受多维气象条件影响的特点,研究等值盐密数据的非线性特性,建立等值盐密非线性时间序列。确定等值盐密非线性时间序列相空间重构参数:延迟时间、嵌入维数及最大Lyapunov指数等参数。在等值盐密非线性时间序列相空间重构基础上,建立多变量等值盐密非线性时间序列的全局预测模型与方法。针对等值盐密时间序列的小样本时间序列特性,研究等值盐密时间序列预测模型的支持向量机算法求解,建立等值盐密预测模型。(2)研究人工污秽实验数据特性,建立了污闪临界电压预测模型。以人工污秽试验数据为基础,研究人工神经网络算法及其非线性映射建模方法,根据绝缘子污秽闪络电压与等值盐密、环境气象因素之间的非线性关系,建立基于人工神经网络的污闪临界电压预测模型。将实时气象预报参数,与蕴含着综合历史因素影响的等值盐密预测结果相结合,对电网实时污秽闪络临界状态做出预测评估,实现污闪的预测预报。(3)根据电力系统运行管理部门对污闪防治工作的实际工程需要,建立了电网污闪分级预测预警模型。从电网污闪防治工作的实际需要出发,以满足工程需求为目标,根据污闪临界电压预测值与电网实时运行参数之间关系,应用模糊数学方法,建立电网污闪分级预测预警模型。电网污闪分级预测预警模型,能够为电网污闪防治工作提供具有工程指导意义的污闪相关数据和参数。(4)结合电网地理信息系统及实际电网运行条件,研究建立电网污闪预测系统,完成了电网污闪预测应用软件系统开发。在研究建立了等值盐密预测模型、污闪临界电压预测模型和污闪分级预测预警模型的基础上,建立污闪预测系统数学模型及算法。开发以污闪预测系统数学模型为核心,Java技术和Oracle数据库技术为基础的电网污闪预测应用软件系统,实现根据实时气象参数对电网污闪状态及污闪相关参数做出预测,为电网运行管理部门提供污闪预测预报数据,作为污闪防治工作的参考和指导。(5)按照国家电网公司“电网综合防灾减灾技术支持系统”技术要求,结合福建电网“综合防灾减灾系统”的实际情况,将污闪预测软件应用于电网实际运行管理系统当中。在电网污闪预测系统数学模型基础上研究开发的电网污闪预测软件,通过过“电网综合防灾减灾技术支持系统”项目组验收合格,各项技术性能指标和功能满足设计技术要求,并于2008年4月成功投入电网防灾减灾管理系统运行。一年多的实际运行中,软件运行性能稳定,污闪预测预警结果合理。本文研究建立的电网污闪预测系统及其预测预报参数和预警结果能够满足电网污闪防治工作的实际工程要求。