本發(fā)明涉及輸電線路管理，尤其涉及一種輸電線路樹障管理方法、系統(tǒng)、設備及介質。

背景技術：

1、當前，配電網(wǎng)的輸電線路通常穿越森林、綠化帶等植被密集區(qū)域，在這些區(qū)域，樹木的持續(xù)生長可能導致其逐漸接近或接觸輸電線路，帶來短路、跳閘、設備損壞等安全隱患，嚴重時甚至引發(fā)大面積停電事故。

2、現(xiàn)階段，輸電線路樹障管理主要采用人工固定周期性巡檢或設備監(jiān)測，然而，上述方法存在顯著局限性：人工固定周期性巡檢的周期缺乏科學依據(jù)，無法動態(tài)適應不同樹種的生長規(guī)律和氣象變化，易導致修剪過度、修剪滯后、資源浪費等問題。其二，依托監(jiān)測設備進行監(jiān)測，存在設備安裝和供電困難，特別是在輸電線路兩側植被眾多、分布不均，且地形跨越湖泊與山地等多樣區(qū)域時，需要大量的傳感器布設和監(jiān)測設備部署，以采集大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，造成設備裝設和維護成本高。

3、由此可見，如何提高輸電線路樹障管理的效率、效益和科學性已經(jīng)成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種輸電線路樹障管理方法、系統(tǒng)、設備及介質，以解決如何提高輸電線路樹障管理的效率、效益和科學性的技術問題，實現(xiàn)提高輸電線路樹障管理的效率、效益和科學性的效果。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種輸電線路樹障管理方法，所述方法包括：

3、對目標輸電線路進行區(qū)段劃分，并獲取每一區(qū)段輸電線路的稀疏樣本數(shù)據(jù)，所述稀疏樣本數(shù)據(jù)包括樹木數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)；

4、根據(jù)所述稀疏樣本數(shù)據(jù)構建條件變量，根據(jù)所述樹木數(shù)據(jù)構建真實樣本數(shù)據(jù)，將所述條件變量和所述真實樣本數(shù)據(jù)輸入訓練完成的改進生成對抗網(wǎng)絡，得到生成樣本數(shù)據(jù)；所述改進生成對抗網(wǎng)絡的生成器損失函數(shù)至少包括由所述地形數(shù)據(jù)決定的第一樹木高度約束函數(shù)、由所述環(huán)境數(shù)據(jù)決定的第二樹木高度約束函數(shù)、由樹齡決定的第三樹木高度約束函數(shù)、樹木傾角約束函數(shù)和/或樹木生長速率約束函數(shù)；

5、對由所述真實樣本數(shù)據(jù)和所述生成樣本數(shù)據(jù)組成的樹木樣本數(shù)據(jù)集進行蒙特卡洛模擬，得到每一所述區(qū)段輸電線路對應的樹線接觸時間集；

6、根據(jù)所述樹線接觸時間集，生成每一所述區(qū)段輸電線路對應的樹障管理策略。

7、優(yōu)選的，所述對目標輸電線路進行區(qū)段劃分，并獲取每一區(qū)段輸電線路的稀疏樣本數(shù)據(jù)，包括：

8、將目標輸電線路周邊樹木按照樹木生長規(guī)律進行劃分，得到若干棵樹木種類群；

9、根據(jù)所述目標輸電線路周邊樹木所屬的所述樹木種類群和樹木栽種年份，將所述目標輸電線路劃分為若干個區(qū)段輸電線路；

10、采集每一所述區(qū)段輸電線路的樹木數(shù)據(jù)，所述樹木數(shù)據(jù)至少包括：樹木初始高度、樹木傾斜角度、樹木生長速率、初始樹齡和樹線水平距離；

11、采集每一所述區(qū)段輸電線路的地形數(shù)據(jù)，所述地形數(shù)據(jù)至少包括地面坡度；

12、采集每一所述區(qū)段輸電線路的環(huán)境數(shù)據(jù)，所述環(huán)境數(shù)據(jù)至少包括：土壤濕度、光照強度和年降水量；

13、根據(jù)所述樹木數(shù)據(jù)、所述地形數(shù)據(jù)和所述環(huán)境數(shù)據(jù)，構建稀疏樣本數(shù)據(jù)。

14、優(yōu)選的，所述根據(jù)所述稀疏樣本數(shù)據(jù)構建條件變量，根據(jù)所述樹木數(shù)據(jù)構建真實樣本數(shù)據(jù)，包括：

15、根據(jù)所述地面坡度、所述土壤濕度、所述光照強度、所述年降水量和所述初始樹齡，構建條件變量；

16、根據(jù)所述樹木初始高度、所述樹木傾斜角度、所述樹木生長速率和所述樹線水平距離，構建真實樣本數(shù)據(jù)。

17、優(yōu)選的，所述第一樹木高度約束函數(shù)被設定為反映所述樹木高度與所述地面坡度之間的關系；

18、所述第二樹木高度約束函數(shù)被設定為反映所述樹木高度與所述土壤濕度之間的關系；

19、所述樹木傾角約束函數(shù)被設定為所述樹木傾斜角度應小于所述地面坡度和安全裕度之和；

20、所述樹木生長速率約束函數(shù)被設定為所述樹木生長速率應由所述光照強度和所述年降水量共同決定。

21、優(yōu)選的，所述改進生成對抗網(wǎng)絡的判別器損失函數(shù)至少包括梯度懲罰項、真實樣本得分偏離期望項和生成樣本得分偏離期望項；

22、所述梯度懲罰項被設定為反映所述判別器對插值樣本數(shù)據(jù)的梯度的期望，所述插值樣本數(shù)據(jù)被設定為在所述真實樣本數(shù)據(jù)和所述生成樣本數(shù)據(jù)之間插值得到；

23、所述真實樣本得分偏離期望項被設定為反映所述判別器對所述真實樣本數(shù)據(jù)的第一評分與真實樣本數(shù)據(jù)期望評分之間的偏差程度；

24、所述生成樣本得分偏離期望項被設定為反映所述判別器對所述生成樣本數(shù)據(jù)的第二評分與生成樣本數(shù)據(jù)期望評分之間的偏差程度。

25、優(yōu)選的，所述對由所述真實樣本數(shù)據(jù)和所述生成樣本數(shù)據(jù)組成的樹木樣本數(shù)據(jù)集進行蒙特卡洛模擬，得到每一所述區(qū)段輸電線路對應的樹線接觸時間集，包括：

26、根據(jù)所述真實樣本數(shù)據(jù)和所述生成樣本數(shù)據(jù)，得到樹木樣本數(shù)據(jù)集，根據(jù)所述樹木樣本數(shù)據(jù)集中的所述樹木初始高度和所述樹木生長速率，構建樹木生長函數(shù)；

27、根據(jù)所述樹木生長函數(shù)，構建樹線關系模型，并根據(jù)所述樹線關系模型，得到當前樹線距離；

28、在所述當前樹線距離中引入擾動因子，得到當前樹線擾動距離，并根據(jù)所述當前樹線擾動距離和預先設定的安全半徑，構建樹線接觸判定模型；

29、根據(jù)所述樹線接觸判定模型，對所述樹木樣本數(shù)據(jù)集中的每一樹木樣本數(shù)據(jù)進行樹線接觸判定，得到所述樹木樣本數(shù)據(jù)集中每一所述樹木樣本數(shù)據(jù)的樹線接觸判定結果；

30、根據(jù)所述樹線接觸判定結果，得到每一所述區(qū)段輸電線路對應的樹線接觸時間集。

31、優(yōu)選的，所述根據(jù)所述樹線接觸時間集，生成每一所述區(qū)段輸電線路對應的樹障管理策略，包括：

32、對所述樹線接觸時間集進行聚類分析，得到若干個聚類中心；

33、根據(jù)每一所述聚類中心和預先設定的接觸時間安全裕度，生成每一所述區(qū)段輸電線路對應的樹障管理策略，所述樹障管理策略至少包括樹木修剪時間序列。

34、第二方面，本發(fā)明還提供了一種輸電線路樹障管理系統(tǒng)，實現(xiàn)上述所述的輸電線路樹障管理方法，所述系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集模塊、改進生成對抗網(wǎng)絡模塊、蒙特卡洛模擬模塊和樹障管理策略生成模塊；

35、所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于對目標輸電線路進行區(qū)段劃分，并獲取每一區(qū)段輸電線路的稀疏樣本數(shù)據(jù)，所述稀疏樣本數(shù)據(jù)包括樹木數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)；

36、所述改進生成對抗網(wǎng)絡模塊，用于根據(jù)所述稀疏樣本數(shù)據(jù)構建條件變量，根據(jù)所述樹木數(shù)據(jù)構建真實樣本數(shù)據(jù)，將所述條件變量和所述真實樣本數(shù)據(jù)輸入訓練完成的改進生成對抗網(wǎng)絡，得到生成樣本數(shù)據(jù)；所述改進生成對抗網(wǎng)絡的生成器損失函數(shù)至少包括由所述地形數(shù)據(jù)決定的第一樹木高度約束函數(shù)、由所述環(huán)境數(shù)據(jù)決定的第二樹木高度約束函數(shù)、由樹齡決定的第三樹木高度約束函數(shù)、樹木傾角約束函數(shù)和/或樹木生長速率約束函數(shù)；

37、所述蒙特卡洛模擬模塊，用于對由所述真實樣本數(shù)據(jù)和所述生成樣本數(shù)據(jù)組成的樹木樣本數(shù)據(jù)集進行蒙特卡洛模擬，得到每一所述區(qū)段輸電線路對應的樹線接觸時間集；

38、所述樹障管理策略生成模塊，用于根據(jù)所述樹線接觸時間集，生成每一所述區(qū)段輸電線路對應的樹障管理策略。

39、第三方面，本發(fā)明還提供一種計算機設備，所述計算機設備包括存儲器、處理器和收發(fā)器，它們之間通過總線連接；所述存儲器用于存儲一組計算機程序指令和數(shù)據(jù)，并將存儲的所述數(shù)據(jù)傳輸給所述處理器，所述處理器執(zhí)行所述存儲器存儲的所述計算機程序指令，以執(zhí)行上述所述的輸電線路樹障管理方法。

40、第四方面，本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質中存儲有計算機程序，當所述計算機程序被運行時，實現(xiàn)上述所述的輸電線路樹障管理方法。

41、本技術提供了一種輸電線路樹障管理方法、系統(tǒng)、設備及介質，相比于現(xiàn)有技術，本技術實施例的有益效果如下：

42、本技術公開的輸電線路樹障管理方法，基于稀疏樣本數(shù)據(jù)生成大量的生成樣本數(shù)據(jù)，不依賴大規(guī)模傳感器布設，也無需全量生長歷史數(shù)據(jù)，尤其適用于穿越林區(qū)、湖區(qū)、山地等監(jiān)測難度大的輸電線路區(qū)域，有效降低輸電線路樹障管理成本和運維負擔。通過對樹木生長過程的建模與接觸線路行為的模擬分析，能夠提前預測潛在的接觸風險，不再依賴固定周期修剪模式，支持“按需修剪”，通過科學預測替代盲目修剪，實現(xiàn)精細化管理，以及由被動維護向主動管理的轉變，可有效節(jié)省運維資源，降低不必要的人工成本和修剪頻次。同時，提前預警高風險樹障，顯著減少線路跳閘、停電事件的發(fā)生，保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行，提升供電可靠性，具有良好的社會效益和推廣價值。