本發(fā)明涉及電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于大數(shù)據(jù)的傳輸線路故障定位方法。

背景技術(shù)：

在我國高壓輸電線路遭受雷擊的概率很高，雷擊事件常有發(fā)生，主要原因是線路跨度大、距離遠(yuǎn)、地理分布廣、氣象條件復(fù)雜。據(jù)相關(guān)電力部門故障統(tǒng)計資料表明，由雷擊所致高壓輸電線路跳鬧次數(shù)占全年總跳閘次數(shù)的50％～80％。雷擊發(fā)生后會引起線路發(fā)生閃絡(luò)故障，破壞整個電網(wǎng)的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時可能會造成大面積停電，在雷擊故障發(fā)生后，能夠迅速準(zhǔn)確的對故障點進(jìn)行定位就顯得尤為重要。

傳統(tǒng)故障定位方法是運行人員通過分析故障錄波信息，預(yù)測出可能的故障點位置，然后再委派線路維護(hù)人員進(jìn)行線路區(qū)段的重點排查，確定故障點的位置，這種方式既費時又費力，查找效果也不是太好，特別在一些地形地貌復(fù)雜、環(huán)境惡劣的地區(qū)，人工巡線查找故障點存在著極大的難度。開展直升機紅外航測巡線在一些特殊情況下比較適用，但成本和技術(shù)條件要求很高，全面推廣使用難度較大。

上世紀(jì)70年代以后，計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用逐漸增多，基于微機或微處理裝置的故障測距方法研巧加速了故障測距技術(shù)實用化的進(jìn)程，并取得了許多有用的技術(shù)成果。目前，有的測距原理和算法己被研制成裝置并應(yīng)用到現(xiàn)場。故障測距方法按照所需信息來源、測距原理和線路模型不同有多種分類方法按照電氣量的獲取來源可分為單端測距和雙端測距；按照測距原理可分為故障分析法和行波法。其中，暫態(tài)行波法通過測量暫態(tài)行波在故障線路上的傳播時間計算故障點到線路一端的距離，這種方法對于輸電線路具有較高的定位精度。行波測距法具有原理簡單、不受故障的類型以及線路的不對稱原因所影響的優(yōu)點，目前己經(jīng)成為一種普遍應(yīng)用的電力線路故障測距方法。然而，雷電波多數(shù)為負(fù)極性的脈沖波，脈沖上升和衰減速度較快且含有大量的高頻量。當(dāng)前行波故障測距裝置并不具備雷擊干擾和故障類型識別的能力，輸電線路遭受非故障雷擊時，雷電波并未引起線路故障，此種情況下也可能會引起行波測距裝置誤動作，形成錯誤的故障分析結(jié)論。故障類型不加以區(qū)分，在防雷措施的制定上勢必會帶有盲目性，使得一些線路的雷擊事故率和跳閘率居高不下。

雷擊故障時，需要裝置能夠可靠動作，若能識別出故障類型：雷擊引起的故障或普通短路故障，線路維護(hù)人員才能做出合理的分析，制定出有針對性的線路防護(hù)措施方案，線路改進(jìn)方案也才是科學(xué)正確的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種跨領(lǐng)域、定位精度高的基于大數(shù)據(jù)的傳輸線路故障定位方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于大數(shù)據(jù)的傳輸線路故障定位方法，包括以下步驟：

1)獲取傳輸線路所在區(qū)域內(nèi)的故障與雷擊的歷史關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，并且統(tǒng)計得到該區(qū)域?qū)?yīng)的雷電引起故障的權(quán)衡參數(shù)nu；

2)判斷當(dāng)發(fā)生雷擊時，若該雷擊在時空上與當(dāng)前的故障相關(guān)，則進(jìn)行步驟3)，

3)根據(jù)權(quán)衡參數(shù)nu，結(jié)合行波記錄儀獲取的故障位置計算出真實的故障位置。

所述的步驟1)具體包括以下步驟：

11)當(dāng)歷史上區(qū)域內(nèi)的傳輸線路發(fā)生故障時，行波記錄儀獲取該故障發(fā)生的時間和線路故障位置數(shù)據(jù)；

12)根據(jù)該故障發(fā)生的時間和線路故障位置數(shù)據(jù)在雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)選取相關(guān)聯(lián)的雷擊位置數(shù)據(jù)作為相關(guān)歷史實例；

13)根據(jù)相關(guān)歷史實例的實際故障的檢測結(jié)果，統(tǒng)計該區(qū)域內(nèi)所有由由雷擊引發(fā)故障的概率，即權(quán)衡參數(shù)nu。

所述的步驟2)中，雷擊在時空上與當(dāng)前的故障相關(guān)同時滿足以下條件：

(1)該雷擊發(fā)生的時間位于行波記錄儀獲取的故障發(fā)生的時刻前后各1s的范圍內(nèi)；

(2)該雷擊發(fā)生的位置位于傳輸線路兩側(cè)300m的范圍內(nèi)。

所述的步驟2)中，真實的故障位置θ的采用貝葉斯定理計算，其計算式為：

argmaxθlogp(θ|x)＝argmaxnu[argmaxθ[nu·p(x|θ)]+argmaxθ[(1-nu)·p(θ)]]

其中，x為行波記錄儀獲取的故障位置，p(x|θ)為發(fā)生故障情況下行波測距得到故障為x的可能性，p(θ|x)為行波測距得到故障為x是真實的故障位置θ的可能性，p(θ)為故障被檢測到的可能性。

若nu＝1，則完全相信行波記錄儀的故障定位，若nu＝0，則完全相信雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的故障定位。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

一、使用了跨領(lǐng)域數(shù)據(jù)的聯(lián)合，從而實現(xiàn)了辨別是否雷擊造成的故障的功能；

二、采用了將雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和行波故障位置的測量數(shù)據(jù)整合在一起的方法，提高了故障定位的精度；

三、結(jié)果表明雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和行波故障監(jiān)測數(shù)據(jù)整合在一起的方法提高了故障定位的精度，將行波故障定位器數(shù)據(jù)和雷電數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來的方法比任何其他的方法展現(xiàn)出更好的性能。

附圖說明

圖1為gis數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是400kv的傳輸線模型示意圖。

圖3為故障的信息流通圖。

圖4為時空間上的行波故障定位器數(shù)據(jù)和雷電gis，gps數(shù)據(jù)聯(lián)合示意圖。

圖5為使用權(quán)重參數(shù)nu的行波和雷電數(shù)據(jù)的對比。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例

故障通常是云對地的雷擊造成，為了最小化雷電的影響，電力公司使用了恰當(dāng)?shù)碾娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)保護(hù)(如接地線)和設(shè)備(沖擊波保護(hù)器)。雷電的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)能和雷電特性以及由變電站測量出的其他事件數(shù)據(jù)一起關(guān)聯(lián)起來雷電數(shù)據(jù)是由一些位于目標(biāo)區(qū)域典型分散的傳感器采集而來。這里有三種常見的閃電傳感器：使用多重天線通過三角測量技術(shù)來確定雷電發(fā)生的距離的地基系統(tǒng)；使用方向和傳感天線通過分析沖擊信號的頻率和衰減來計算雷電發(fā)生距離的移動系統(tǒng)；用安裝在人造衛(wèi)星太空系統(tǒng)直接觀察鎖定故障發(fā)生位置。

數(shù)據(jù)由設(shè)備接收，通常有兩種情形：1，工具的本質(zhì)是雷電傳感器；2，來源于外部的雷電數(shù)據(jù)。在第一種情形下，數(shù)據(jù)是來源于傳感器并且未處理過，而第二種情形下，外部來源的信息格式對于相關(guān)組織來說是特定的。無論使用哪一種來源，雷電數(shù)據(jù)代表性的包含了以下信息：gps時間標(biāo)志，雷擊發(fā)生的經(jīng)緯度，峰值電流，雷電的極性，雷擊的類型(云對云或者云對地)。

行波記錄儀數(shù)據(jù)可以作為信息的來源之一。行波故障定位器根據(jù)記錄的行波一側(cè)或者兩側(cè)的采樣數(shù)據(jù)自動計算出故障點距離?，F(xiàn)代設(shè)備大部分使用的方法都是與gps同步的雙端d型方法。定位器以gps作為一個參考，計算出故障引起的行波的到達(dá)時間。然后，這些時間標(biāo)記被送到中心站，在這里故障定位算法被用來計算故障點到線的終端距離。另外傳輸被記錄的采樣信號。行波故障定位方法的精確度很大程度上取決于采樣率，現(xiàn)代設(shè)備使用的采樣頻率在0.1到20兆赫茲之間。在d型行波故障定位方法中，gps首先被使用于線兩端接收的信號同步化。同時，這信息和同樣使用gps的雷電監(jiān)測數(shù)據(jù)的有時間關(guān)聯(lián)性。

地理信息系統(tǒng)的主要優(yōu)點是在系統(tǒng)中合并了不同形式的空間數(shù)據(jù)。不同類型的數(shù)據(jù)能夠一起被分層，使得數(shù)據(jù)的管理更加簡單。gis工程的框架如圖1所示。數(shù)據(jù)的采集由雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和行波記錄儀(twr)完成，并且被繪制和存儲在地理數(shù)據(jù)庫中，地理空間分析工具被用來修改地圖?？蚣苤忻恳环N類型的數(shù)據(jù)都有一個層。層是有著明顯的分類結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)的有組織的分割，但是又整合入一個簡單的文件。這些層在新的信息到達(dá)系統(tǒng)之后將會更新。

全球定位系統(tǒng)(gps)是一個基于太空的衛(wèi)星航行系統(tǒng)，它能夠為地球上的特定目標(biāo)提供位置和時間信息。最新的gps設(shè)備時間精度為100ns，分辨率10ns。隨著大數(shù)據(jù)的應(yīng)用被證明能改進(jìn)斷電管理的方法，雷電數(shù)據(jù)與行波故障定位結(jié)果相關(guān)聯(lián)。兩個數(shù)據(jù)集在時間上都使用了gps在空間上都是用了gis。行波故障定位方法被假定為主要信息來源，而雷電數(shù)據(jù)是用來提高環(huán)境意識并且提高故障定位結(jié)果的精度。

數(shù)據(jù)庫包含了采樣波形數(shù)據(jù)、行波故障定位器單元的數(shù)據(jù)、雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)文件有著不同的格式，不能兼容，因此信息需要額外提取出來，這樣才能使用。例如，雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)以坐標(biāo)的形式(經(jīng)緯度)提供了雷擊的位置，而行波記錄儀提供的是故障到線的終端的距離信息。

與gps同步的行波方法被用作故障定位的一個信息來源。為了能實施行波故障定位，采取了如下的步驟：

電力系統(tǒng)的建模：此過程由傳輸線建模，互感器建模，二次電纜建模構(gòu)成。

傳輸線的模型分為π型，t型，bergeron線路模型和與頻率相關(guān)的線路模型。π型與t型電路中的分布參數(shù)可用于分析行波在傳輸線上的傳播，并假設(shè)電路的等效電感為0；bergeron線路模型假設(shè)導(dǎo)體的參數(shù)與頻率是相互獨立的，此模型可用來無損傳輸線的瞬態(tài)計算，但實際的參數(shù)會受到集膚效應(yīng)影響。而在與頻率相關(guān)的模型中，導(dǎo)體的參數(shù)是與頻率相關(guān)的，行波傳播必須要在頻域里計算，同時也易得出時域的瞬態(tài)電磁量。另外在軟件atpemtp中進(jìn)行以模擬濾波來驗證與頻率相關(guān)的線路參數(shù)的仿真。

互感器的建模分為電流互感器或電壓互感器的建模，恒壓變壓器cvt的建模以及特殊行波傳感器的建模。電壓或者電流互感器在行波頻率范圍內(nèi)的建模方法主要分為：一、基于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分布式模型；二、基于頻率響應(yīng)參數(shù)的傳輸函數(shù)模型。恒壓變壓器由電容分壓器，中壓電感，中壓變壓器，阻尼和負(fù)載。當(dāng)考慮到雜散電容時，恒壓變壓器的瞬態(tài)響應(yīng)有幾種諧振模式，也即恒壓變壓器的頻率響應(yīng)有著明顯的帶通和帶阻特性。行波傳感器通常安裝在恒壓變壓器旁邊或者變電站的一些容性設(shè)備，有著很好的瞬態(tài)響應(yīng)效果，但由于結(jié)構(gòu)不同，基于內(nèi)部結(jié)構(gòu)很難進(jìn)行建模，因此可以基于頻率響應(yīng)建模。

二次電纜建模：一般來說只有由互感器得到的信號能夠通過二次電纜，最終能用于故障定位設(shè)備。行波在二次電纜的傳播和在傳輸線上傳播是相同的，且會造成波前震蕩。同時，負(fù)載會影響到它的頻率響應(yīng)也應(yīng)被考慮在內(nèi)。

故障瞬態(tài)仿真：故障選取在選定的線路上的很多不同的位置。確定三相系統(tǒng)的模態(tài)轉(zhuǎn)換方式：信號使用clark變換變成模態(tài)的成分，在模態(tài)轉(zhuǎn)換之后，地球和兩種天線模式將代替三相系統(tǒng)。天線模式1是用來估計故障發(fā)生的距離。計算行波速度：方法是使用兩個最先出現(xiàn)的連續(xù)功率延遲曲線的峰值，是通過計算信號平方的最大值的延遲實現(xiàn)。

計算到達(dá)時間：子波變換被用來確定瞬態(tài)峰值的到達(dá)時間。所用到的子波的母波是daubechies子波，可以使用到matlab中的子波工具箱。

計算故障位置：位于兩條線路(ta，tb)終端的兩個twr的暫態(tài)的峰值的到達(dá)時間和兩個twr的線路長度(l)，利用公式(2)計算出的波產(chǎn)生速度v用來計算故障距離θ。

執(zhí)行時間同步：兩個波頭的到達(dá)時間使用gps進(jìn)行同步化。

影響到行波故障定位的因素如下：線路長度的估計值是造成誤差的主要因數(shù)。不知道確切的線路長度和線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將能導(dǎo)致500英尺的誤差(150m)。行波的傳播速度被假定為光速。當(dāng)它在懸空的傳輸線上傳播時，波的傳播速度接近光速但并不是光速。為了系統(tǒng)能夠工作，時間戳記法必須非常精確。正如前面所說，最近的行波故障定位器的gps時間標(biāo)記的精度為100ns。由于是暫態(tài)，波的監(jiān)測誤差時一個主要的誤差來源。此誤差是由于多重暫態(tài)或者是反射暫態(tài)的錯誤解釋。這是在雷擊情形下的一個重要關(guān)注點。雷暴天氣有著多次的快速閃電，由于暫態(tài)和故障是相關(guān)聯(lián)的，因此這會造成混淆。并且在這種情況下行波記錄儀會產(chǎn)生錯誤的結(jié)果。電流傳感器(ct)和容性電壓傳感器(cvt)也會影響到精確性。本發(fā)明使用的行波故障定位方波從電流互感器的二次側(cè)電流信號中提取出行波。電流互感器由足夠的帶寬來能夠通過這些暫態(tài)量，它們也確實影響了這種方法的精度。這種方法的精度受初始角很小(<5°)的故障影響很大。因為這種情況下的故障初始角過零，故障位置沒有產(chǎn)生行波。

因為來自于雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的信息不是傳統(tǒng)的行波故障定位系統(tǒng)需要的信息的一部分，它不受任何描述的誤差影響。唯一能夠影響到兩種方法的因素是gps時間標(biāo)簽的精度。因此，雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)可能能彌補故障定位方法并提高一個完整系統(tǒng)的精度。

圖2是400kv的傳輸線模型，這個模型是用來實驗的仿真部分。采樣頻率是1mhz，線的長度為120英里(約為193千米)。故障在距離a端10到110英里的地方產(chǎn)生。

雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)收集下列信息：由gps收集到的雷擊數(shù)據(jù)和時間；雷擊的位置(經(jīng)緯度)；雷擊的峰值電流和極性；雷擊的類型(云對云或者云對地)。行波故障定位器提供下列信息：gps記錄的事件的數(shù)據(jù)和發(fā)生時間；故障到終端的距離；終端記錄的暫態(tài)信號。實驗需要知道的額外數(shù)據(jù)：終端的位置(經(jīng)緯度)和線路的地區(qū)表述法；暫態(tài)仿真需要傳輸線的特性。仿真需要使用到下列數(shù)據(jù)：傳輸線參數(shù)；傳輸線和桿塔的物理特性線路長度；雷電沖擊波的峰值電流。

為了行波數(shù)據(jù)和雷電數(shù)據(jù)能自動關(guān)聯(lián)起來以及故障檢測更加精確，很有必要在人的介入得最少的前提下辨別出哪種故障可能是由雷電造成的。這個任務(wù)可按照下面的方法完成。

當(dāng)行波記錄儀檢測到表明在傳輸線路上出現(xiàn)了故障的暫態(tài)量，它將發(fā)送帶著gps時間標(biāo)簽的數(shù)據(jù)給當(dāng)?shù)氐目刂拼髽恰＿@個數(shù)據(jù)然后被送到中央站，在中央站，能在雷電監(jiān)測系統(tǒng)里查詢到線路半徑5千米，最近10分鐘的實時雷電活動數(shù)據(jù)。查詢雷電監(jiān)測數(shù)據(jù)這一步必須是快且精確。

通過對比由行波記錄儀監(jiān)測的事件發(fā)生時間標(biāo)記和那些由查詢雷電監(jiān)測系統(tǒng)的得到數(shù)據(jù)在時間和空間上表現(xiàn)出的親密性能夠確定是否是雷電活動造成的干擾。信息的流通示意圖如圖3所示。如果確定了是雷電造成的干擾，那么中央站將收集到的發(fā)生事件的完整數(shù)據(jù)集，中央站將相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)一起用來分析去改進(jìn)故障的定位。中央站運行事件的暫態(tài)仿真和進(jìn)行接下來要講述的數(shù)據(jù)分析過程。

關(guān)聯(lián)性處理的數(shù)據(jù)管理如圖3所示。行波故障記錄儀被安裝在傳輸線路的兩端。另一方面雷電傳感器不是設(shè)備的一部分，它被分散地安裝在一個較廣的區(qū)域內(nèi)。圖4中行波故障定位系統(tǒng)得出的估計結(jié)果稱之為故障定位結(jié)果。結(jié)果被分給傳輸線路。雷電傳感器得出的估計作為雷擊的位置的估計。這個估計結(jié)果是經(jīng)緯度的形式并且不必要位于傳輸線路上但是要在線路的附近。

雷擊的定位是在傳輸線路最近的點使用對齊特征的過程。在gis中編輯的對齊過程將會在一個特定的距離(公差)內(nèi)移動到線路上最近的點。對齊點是雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)對故障位置的估計以便于故障位置能夠以到終端的距離的形式表述出來。由于公差的存在，到線路終端距離設(shè)定為1千米。只有發(fā)生在距離線路1千米的雷擊數(shù)據(jù)能夠被關(guān)聯(lián)起來。然后，一個來自于行波故障定位器而另一個來自于雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的兩個故障定位結(jié)果使用bayesian理論結(jié)合在一起來提高預(yù)測的精確性。

在時空間數(shù)據(jù)開始關(guān)聯(lián)之前，雷電的數(shù)據(jù)集以及被移除了所有云對云的雷電沖擊波數(shù)據(jù)集，僅包含云對地的沖擊波數(shù)據(jù)。接著進(jìn)行時間的關(guān)聯(lián)。在檢測到故障之后，為了能從行波記錄儀接收到故障出現(xiàn)的信號而建立了有著2秒左右的時間標(biāo)記(faultstart)的時間窗口。從雷電檢測網(wǎng)絡(luò)接收到的數(shù)據(jù)將被查找并且只有滿足下列條件的雷擊才會被收錄進(jìn)a數(shù)據(jù)庫。

在空間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)操作接收后，以線路終端的位置和線路的地區(qū)代表制為基礎(chǔ)建立了一個距離線兩側(cè)都有300米的線周圍區(qū)域。這個區(qū)域是一個多邊形。一旦被創(chuàng)建就將被特別標(biāo)注出來，它將會在未來對觀察線路的分析上使用到，并且能夠提前建立。在數(shù)據(jù)庫a中查詢數(shù)據(jù)且只有那些發(fā)生在數(shù)據(jù)庫b中的區(qū)域的雷電才會被記錄下來。這個問題稱為多邊形的點問題。創(chuàng)建的線路周圍區(qū)域?qū)纬梢粋€凹陷的多邊形。網(wǎng)絡(luò)算法確定雷擊是否發(fā)生在多邊形內(nèi)部。多邊形將被分為一個個網(wǎng)格單元，因此每次雷電發(fā)生的坐標(biāo)都能和每個網(wǎng)格單元的坐標(biāo)相匹配。

下一步在數(shù)據(jù)庫b中查詢雷電實例，并選擇離行波記錄儀的最近雷電實例作為雷電監(jiān)測結(jié)果。

我們將行波故障定位作為故障發(fā)生時信息的主要來源。它處理被記錄的數(shù)據(jù)x，然后基于這個數(shù)據(jù)給出最大可能性的故障位置估計。從公式(2)得到的精確值可按公式(3)描述。

faultlocationresult≈argmaxθp(x|θ)(3)

θ的公差可能從歷史記錄上得知出也可能通過其他的途徑，但是這些方法可能是不可靠的而且不在本研究的考慮范圍之內(nèi)。

在間接的邊界信息和x的獨立測量情形下，雷電監(jiān)測數(shù)據(jù)被作為優(yōu)先級。

故障位置的后驗概率是由bayes定理表達(dá)為公式(5)，

logp(θ|x)～logp(x|θ)+logp(θ)(5)

為了計算出必要的最大值，故障位置的后驗估計值為公式(6)所示結(jié)果。

improvedprediction＝argmaxθp(θ|x)(6)

沒有必要計算出標(biāo)準(zhǔn)化的常數(shù)p(x)，因為同一故障記錄儀中的x位置在所有的故障定位位置之下。

考慮到后驗而不是僅考慮可能性這樣能作出更好的預(yù)測，因為跨領(lǐng)域的數(shù)據(jù)被整合到了一起。

取公式(5)的對數(shù)，忽略常數(shù)值則

logp(θ|x)～logp(x|θ)+logp(θ)(7)

在公式(6)中分布優(yōu)先和可能性的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)想下，確切計算出公差是不必要的。而計算出在區(qū)間[0,1]范圍內(nèi)的最佳的權(quán)衡參數(shù)nu是很有用的。這參數(shù)能控制p(x|θ)和p(θ)之間的較大或者較小公差的權(quán)重，但僅僅是相互之間的一個比例并且不考慮p(x)。nu＝1時，我們能完全相信雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，當(dāng)nu向0靠近時，更應(yīng)該相信行波故障定位的數(shù)據(jù)。

這種計算方法是有利的，充分利用了bayesian方法，而馬爾科夫鏈蒙特卡羅采樣這種方法在電力系統(tǒng)中是不可行的。

考慮到對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性，改進(jìn)的故障定位可以如下線性的組合表示為公式(8)。

argmaxθlogp(θ|x)＝argmaxnu[argmaxθ[nu·p(x|θ)]+argmaxθ[(1-nu)·p(θ)]](8)

現(xiàn)在任務(wù)變成了獲得精確的nu值來使用。為了計算出nu，由于現(xiàn)在問題變成了一維的，因此可以沿著線路進(jìn)行二進(jìn)制搜尋來發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的nu值。這過程在給出具體的n值后僅需求o(logn)的時間來發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的nu值。像這樣一個簡單的線性組合在機械學(xué)習(xí)方面有著大的偏置和小的公差的優(yōu)點，這意味著它的預(yù)測除了有著良好泛化能力的不可見例子之外不可能不精確。由于計算簡單，這種算法能夠直接應(yīng)用于大數(shù)據(jù)的情境下。

為了評估上述提到的故障定位方法的實用性能，需要在一些不同的故障的情境下來進(jìn)行估計。使用圖2的模型。仿真1000次故障。首先，所有故障僅適用行波的方法來定位。在仿真后誤差按照如下的方式計算得出相對誤差，

第二，雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的按照第三部分的介紹計算出結(jié)果，并使用公式(8)來量化誤差。

兩種方法關(guān)聯(lián)之后，按照公式(9)來計算改進(jìn)后的結(jié)果誤差。當(dāng)處理線性組合預(yù)測機時，有必要評估下它的泛化性能。好的泛化性能由對不可預(yù)見性的故障的故障定位能力表現(xiàn)出來。為了量化提出的故障定位方法的泛化性能有必要計算出泛化的誤差。

為了估計改進(jìn)后的故障定位方法的量化誤差有必要將數(shù)據(jù)從不同的情境下分離出來，放入數(shù)據(jù)的訓(xùn)練集和測試集里面。在改進(jìn)后得出的故障位置與實際的故障位置相比較時，確定訓(xùn)練集里的最優(yōu)nu值來估計測試集的泛化誤差，因此為了精確的估計結(jié)果需要重復(fù)這些步驟，一次處理過程常常需要2次交叉驗證。圖5的結(jié)果是從100次重復(fù)的交叉驗證每個情形下計算出的平均值。

本方法比行波故障定位方法要好，而且有著最多的測試情況，誤差接近于0。對于每種測試情況，這種方法都要比那些獨自的方法精度要高。雷電數(shù)據(jù)的故障距離的均方誤差為0.0076±3.1×10^-4英里，行波的均方誤差為0.0012±4.3×10^-3英里，使用改進(jìn)后的方法在處理不可見故障的問題上和行波方法相比公差和誤差的平均值都較小。

行波方法的結(jié)果與雷電數(shù)據(jù)相比有著更高的精度這點是很重要的。雷電監(jiān)測數(shù)據(jù)可能僅僅在改進(jìn)行波故障檢測方法上會很有用。雷電數(shù)據(jù)與其他兩種相比有著很大的方差。圖5提到的方法在預(yù)測時沒有任何偏見，這表明故障預(yù)測的位置既沒有過度側(cè)重系統(tǒng)也沒有側(cè)重估計。因為行波在傳輸線路的兩側(cè)都有記錄，因此誤差不取決于故障的，表現(xiàn)出同方差性。

實驗表明，在不可見實例中，行波和雷電數(shù)據(jù)之間精度的權(quán)重參數(shù)nu最優(yōu)的估計值為0.871±0.0133。這可以認(rèn)為行波方法有87.1％的可信度，雷電數(shù)據(jù)有12.9％的可信度。nu值方差小表明改進(jìn)后預(yù)測方法的的方差小。