一种风速传感器、输电线路风速预测方法及预警系统与流程

技术特征：
1.一种风速传感器，包括壳体主体和风杯，所述壳体主体内部设置有电路模块，所述风杯通过连接片与设置在所述壳体内的磁棒连接，其特征在于，所述连接片的上表面固定连接有竖向向下设置的第一电机，所述第一电机的输出端贯穿所述连接片固定连接有第一连接棒，所述第一连接棒的底部固定连接有水平设置的第二电机，所述第二电机的输出端贯穿所述第一连接棒固定连接有第二连接棒，所述第二连接棒远离所述第二电机的一端与所述风杯固定连接，使得所述风杯的凹面能够绕所述第二连接棒的轴线旋转，使所述风杯的凹面能够位于不同方位，所述风杯的凹面设有四个正交设置的压力传感器，所述第一电机、第二电机、压力传感器与所述电路模块电连接。2.根据权利要求1所述的一种风速传感器，其特征在于，所述风杯数量为三个或四个。3.一种输电线路风速预测方法，用于对风速进行预测，其特征在于，包括如下步骤：s1、采集输电线路的气象数据，所述气象数据包括实际风速数据和风向数据和温度数据，其中，所述实际风速数据包括时间戳和风速值，所述风向数据包括三维风向和时间戳，所述温度数据包括时间戳、该时间戳对应的时间的温度以及该温度与单位时间前的温度的温差值，所述风速值和三维风向采用权利要求1所述的风速传感器进行采集；s2、对实际风速数据、温度数据和风向数据进行数据处理，并构造基于时间序列模型的风速风向预测模型，对风速、风向进行预测；s3、根据当前风速、风向进行下个单位时间的风速、风向预测。4.根据权利要求3所述的一种输电线路风速预测方法，其特征在于，s2的具体步骤为：s2.1、将属于同一个时间戳的气象数据作为一个数据组，对所述数据组进行数据处理；s2.2、将预处理后的气象数据输入至时间序列模型中，得到风速风向预测数据，并根据所述风速风向预测数据与对应的风速风向实际数据，对所述时间序列模型进行训练，直至所述时间序列模型的损失值满足预设的损失值阈值，以得到风速风向预测模型。5.根据权利要求4所述的一种输电线路风速预测方法，其特征在于，s2.2的具体步骤为：s2.2.1、按照预设比例，将所述数据组分为训练集和测试集；s2.2.2、初始化时间序列模型；s2.2.3、将所述训练集中的数据组输入至所述时间序列模型，以得到所述时间序列模型的风速风向预测数据；s2.2.4、计算所述风速风向预测数据与训练集中的风速风向实际数据的差值，得到所述时间序列模型的损失值；s2.2.5、通过梯度下降法得到损失值满足预设的损失值阈值的时间序列模型，然后确定所述时间序列模型的参数，以得到参数确定后的时间序列模型；降低所述时间序列模型的损失值，直至所述时间序列模型的损失值满足预设的损失值阈值，s2.2.6、判断所述时间序列模型的预测准确度，若该预测准确度高于设定的准确度阈值，则将所述时间序列模型视为风速风向预测模型，否则，返回s2.2.3，重新确定所述时间序列模型的参数。6.根据权利要求5所述的一种输电线路风速预测方法，其特征在于，对所述数据组进行数据处理具体为：查找所述实际风速数据、风向数据、温度数据中的数据中任一缺失或者异常的数据，剔除缺失或异常的数据对应的时间戳所对应的实际风速数据、风向数据、温度数
据的数据。7.根据权利要求5所述的一种输电线路风速预测方法，其特征在于，s2.2.4的具体方法为：s2.2.4.1、获取风速风向预测数据，所述风速风向预测数据包括预测风速值、预测风向值以及预测温度；s2.2.4.2、分别风速风向预测数据分别与风速风向实际数据的差值：ρ1＝v
1-v2；ρ3＝w
1-w2；ρ4＝δw
1-δw2；其中，ρ1、ρ2、ρ3、ρ4分别表示风速、风向、温度、温差的差值；v1表示预测风速值，v2表示实际风速值，x1、y1、z1分别表示预测风向的x轴、y轴、z轴上的坐标点，且x2、y2、z2表示实际风向的x轴、y轴、z轴上的坐标点，且令x1＝x2；w1表示预测温度值，w2表示实际温度值；δw1表示预测温差值，δw2表示实际温差值，δw＝w
n-w
n-d
，δw代表温差，w
n
代表当前温度，w
n-d
代表单位时间d之前的温度；s2.2.4.3、根据所述差值计算该时间序列模型的损失值。8.根据权利要求7所述的一种输电线路风速预测方法，其特征在于，所述时间序列模型具体表示为：p
t i
＝s
c
(sq(bilsym(in
t
)))；其中，p
t i
为t i时刻的风速风向预测值，i为预测时域，s
c
为所述时间序列模型的输出层，sq为全连接层，bilstm为lstm rnn网络，in
t
为输入数据，代表t时刻的气象数据，其中，in
t
＝(v，(x，y，z)，w，δw)
t
；其中，v代表风速，(x,y,z)代表风向，w代表温度，δw代表t时刻的温度与单位时间前的温度的温差。9.根据权利要求7所述的一种输电线路风速预测方法，其特征在于，所述时间序列模型的损失函数为：其中，l为序列长度，(ρ
1j
ρ
2j
ρ
3j
ρ
4j
)为第j步的风速风向预测数据和风速风向实际数据的差值。10.一种输电线路风速监测预警系统，其特征在于，包括：数据采集模块，采用权利要求1所述的风速传感器结合时间接收设备采集实际风速数据和风向数据，同时，还包括温度传感器结合时间接收设备采集温度数据；数据传输模块，用于传输实际风速数据、风向数据和温度数据给数据预测模块；数据预测模块，用于根据所述实际风速数据、风向数据和温度数据运用权利要求3的预测方法对风速进行预测；预警推送模块，用于根据所述数据预测模块的预测结果进行预警信息地推送。

技术总结
本发明涉及电网防风预警设备技术领域，公开了一种风速传感器、输电线路风速预测方法及预警系统，包括采集输电线路的气象数据，所述气象数据包括实际风速数据和风向数据和温度数据，所述实际风速数据包括时间戳和风速值，所述风向数据包括三维风向和时间戳，所述温度数据包括时间戳、该时间戳对应的时间的温度以及该温度与单位时间前的温度的温差值；对实际风速数据、温度数据和风向数据进行数据处理，并构造基于时间序列模型的风速风向预测模型，对风速、风向进行预测；根据当前风速、风向进行下个单位时间的风速、风向预测。本发明将温度、单位时间前的温差作为时间序列模型的输入，这样能够更加准确地对预测时域后的风向数据、风速值进行预测。速值进行预测。速值进行预测。


技术研发人员：罗仁义 毛瑞 黄胜祝 曾仕伦 李蓉 王朝强 罗晨 夏月 汪晓帆 朱群林
受保护的技术使用者：国网四川省电力公司眉山供电公司
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2023/1/13