一種分析地面合成電場和空中顆粒物粒徑譜的關聯性的方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種分析地面合成電場和空中顆粒物粒徑譜的關聯性的方法，其特征在于，所述方法包括：分別獲取地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據，并分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據進行標準化處理；分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據進行去相關處理；分別對經過去相關處理的地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據進行典型相關性分析，得到地面合成電場數據的典型相關系數和空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數；以及分別對所述地面合成電場數據的典型相關系數和所述空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數進行分析，判斷所述地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據的關聯性。

Method and system for analyzing correlation between ground synthetic electric field and airborne particle size spectrum

The invention discloses a method of correlation analysis of ground electric field and air particles, which is characterized in that the method comprises the following steps: to obtain ground synthetic electric field data and air particle size spectrum data, and for the synthesis of ground electric field data and the air particle size spectrum data standardization; for the synthesis of ground electric field data and the air particle size spectrum data decorrelation; after decorrelation respectively on the ground electric field data and air particle size spectrum data in typical correlation analysis, get the ground electric field data of typical correlation coefficients and the air particle size spectrum correlation coefficient data; and the canonical correlation coefficients of the ground electric field data and the number of air particles According to the canonical correlation coefficient, the correlation between the ground synthetic electric field data and the airborne particle size spectrum data is judged.

【技術實現步驟摘要】
一種分析地面合成電場和空中顆粒物粒徑譜的關聯性的方法及系統
本專利技術涉及高壓直流輸電
，并且更具體地，涉及一種分析地面合成電場和空中顆粒物粒徑譜的關聯性的方法及系統。
技術介紹
隨著我國經濟持續快速發展，能源需求，特別是電力資源需求持續增長。然而我國電力資源總體上西多東少、北多南少，具有分布與需求不均衡的特點。因此為實現電力資源優化配置，我國將“西電東送、南北互供、全國聯網”作為電網發展的戰略目標。這意味著需要建設大規模、遠距離、高效率的輸電工程，高壓直流輸電技術成為實現這一目標的不二之選。高壓直流輸電線路傳輸電能時，由于導線放電不可避免地會產生電暈電流、無線電干擾、可聽噪聲和合成電場等，造成電能損耗和其他環境問題。為了將特高壓直流線路的地面合成電場控制在合理范圍內，急需研究直流線路地面合成電場與空中顆粒物的關聯關系，為后續開展空中顆粒物對地面合成電場的影響機理研究做好準備。
技術實現思路
為了解決上述問題，根據本專利技術的一個方面，提供了一種分析地面合成電場和空中顆粒物粒徑譜的關聯性的方法，所述方法包括：分別獲取地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據，并分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據進行標準化處理；分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據進行去相關處理；分別對經過去相關處理的地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據進行典型相關性分析，得到地面合成電場數據的典型相關系數和空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數；分別對所述地面合成電場數據的典型相關系數和所述空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數進行分析，判斷所述地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據的關聯性。優選地，其中所述分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據進行去相關處理包括：分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據對應的矩陣數據進行變換或列變換，得到對應的階梯型矩陣；計算所述地面合成電場數據或所述顆粒物粒徑譜數據的相關系數矩陣R＝[rij]，并根據所述相關系數矩陣R計算強相關權重矩陣A＝[aij]，其中，τ為強相關系數閾值，若兩個變量的相關系數大于τ，則為強相關；若兩個變量的相關系數小于τ，則為弱相關或不相關；分別將強相關權重矩陣A的每行的權重之和最大的權重對應的變量提出，得到經過去相關處理的地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據。優選地，其中所述分別對經過去相關處理的地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據進行典型相關性分析，得到地面合成電場數據的典型相關系數和空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數包括：將經過去相關處理的地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據分別由樣本集X和Y來表示，其中所述地面合成電場數據由p個不同位置處的地面合成電場構成，所述空中顆粒物粒徑譜數據由q個不同粒徑大小的顆粒物粒徑譜構成，對于每個變量均有N個觀測值，所述樣本集X和Y分別表示為：令向量α＝[α1,α2,…,αp]T和β＝[β1,β2,…,βq]T分別表示樣本集X和Y線性組合的典型相關系數，則線性組合且最大化相關性函數：將典型相關分析表述為如下的優化問題：利用Lagrange乘子法，得到的Lagrange函數如下：分別對α和β求偏導數，令得到：標記樣本集X和Y的協方差矩陣Σ11＝XXT,Σ22＝YYT以及互協方差矩陣Σ12＝XYT,Σ21＝YXT，分別計算得到α和β。優選地，其中所述分別對所述地面合成電場數據的典型相關系數和所述空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數進行分析，判斷所述地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據的關聯性包括：分別對所述地面合成電場數據的典型相關系數和所述空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數取絕對值；將所述絕對值分別與典型相關系數閾值進行比較，并根據比較結果判斷所述地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據的關聯性，若典型相關系數的絕對值大于典型相關系數閾值，則說明所述典型相關系數對應的變量與另一數據的關聯性強；若典型相關系數的絕對值小于典型相關系數閾值，則說明所述典型相關系數對應的變量與另一數據的關聯性弱。根據本專利技術的另一個方面，提供了一種分析地面合成電場和空中顆粒物粒徑譜的關聯性的系統，所述系統包括：標準化處理單元、去相關處理單元、典型相關系數計算單元和關聯性確定單元。所述標準化處理單元，分別獲取地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據，并分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據進行標準化處理；所述去相關處理單元，分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據進行去相關處理；所述典型相關系數計算單元，分別對經過去相關處理的地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據進行典型相關性分析，得到地面合成電場數據的典型相關系數和空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數；所述關聯性確定單元，分別對所述地面合成電場數據的典型相關系數和所述空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數進行分析，判斷所述地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據的關聯性。優選地，其中所述分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據進行去相關處理包括：分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據對應的矩陣數據進行變換或列變換，得到對應的階梯型矩陣；計算所述地面合成電場數據或所述顆粒物粒徑譜數據的相關系數矩陣R＝[rij]，并根據所述相關系數矩陣R計算強相關權重矩陣A＝[aij]，其中，τ為強相關系數閾值，若兩個變量的相關系數大于τ，則為強相關；若兩個變量的相關系數小于τ，則為弱相關或不相關；分別將強相關權重矩陣A的每行的權重之和最大的權重對應的變量提出，得到經過去相關處理的地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據。優選地，其中所述分別對經過去相關處理的地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據進行典型相關性分析，得到地面合成電場數據的典型相關系數和空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數包括：將經過去相關處理的地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據分別由樣本集X和Y來表示，其中所述地面合成電場數據由p個不同位置處的地面合成電場構成，所述空中顆粒物粒徑譜數據由q個不同粒徑大小的顆粒物粒徑譜構成，對于每個變量均有N個觀測值，所述樣本集X和Y分別表示為：令向量α＝[α1,α2,…,αp]T和β＝[β1,β2,…,βq]T分別表示樣本集X和Y線性組合的典型相關系數，則線性組合且最大化相關性函數：將典型相關分析表述為如下的優化問題：利用Lagrange乘子法，得到的Lagrange函數如下：分別對α和β求偏導數，令得到：標記樣本集X和Y的協方差矩陣Σ11＝XXT,Σ22＝YYT以及互協方差矩陣Σ12＝XYT,Σ21＝YXT，分別計算得到α和β。優選地，其中所述分別對所述地面合成電場數據的典型相關系數和所述空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數進行分析，判斷所述地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據的關聯性包括：分別對所述地面合成電場數據的典型相關系數和所述空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數取絕對值；將所述絕對值分別與典型相關系數閾值進行比較，并根據比較結果判斷所述地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據的關聯性，若典型相關系數的絕對值大于典型相關系數閾值，則說明所述典型相關系數對應的變量與另一數據的關聯性強；若典型相關系數的絕對值小于典型相關系數閾值，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分析地面合成電場和空中顆粒物粒徑譜的關聯性的方法，其特征在于，所述方法包括：分別獲取地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據，并分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據進行標準化處理；分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據進行去相關處理；分別對經過去相關處理的地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據進行典型相關性分析，得到地面合成電場數據的典型相關系數和空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數；分別對所述地面合成電場數據的典型相關系數和所述空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數進行分析，判斷所述地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據的關聯性。

【技術特征摘要】
1.一種分析地面合成電場和空中顆粒物粒徑譜的關聯性的方法，其特征在于，所述方法包括：分別獲取地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據，并分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據進行標準化處理；分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據進行去相關處理；分別對經過去相關處理的地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據進行典型相關性分析，得到地面合成電場數據的典型相關系數和空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數；分別對所述地面合成電場數據的典型相關系數和所述空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數進行分析，判斷所述地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據的關聯性。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據進行去相關處理包括：分別對所述地面合成電場數據和所述空中顆粒物粒徑譜數據對應的矩陣數據進行變換或列變換，得到對應的階梯型矩陣；計算所述地面合成電場數據或所述顆粒物粒徑譜數據的相關系數矩陣R＝[rij]，并根據所述相關系數矩陣R計算強相關權重矩陣A＝[aij]，其中，τ為強相關系數閾值，若兩個變量的相關系數大于τ，則為強相關；若兩個變量的相關系數小于τ，則為弱相關或不相關；分別將強相關權重矩陣A的每行的權重之和最大的權重對應的變量提出，得到經過去相關處理的地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述分別對經過去相關處理的地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據進行典型相關性分析，得到地面合成電場數據的典型相關系數和空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數包括：將經過去相關處理的地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據分別由樣本集X和Y來表示，其中所述地面合成電場數據由p個不同位置處的地面合成電場構成，所述空中顆粒物粒徑譜數據由q個不同粒徑大小的顆粒物粒徑譜構成，對于每個變量均有N個觀測值，所述樣本集X和Y分別表示為：令向量α＝[α1,α2,…,αp]T和β＝[β1,β2,…,βq]T分別表示樣本集X和Y線性組合的典型相關系數，則線性組合且最大化相關性函數：將典型相關分析表述為如下的優化問題：利用Lagrange乘子法，得到的Lagrange函數如下：分別對α和β求偏導數，令得到：標記樣本集X和Y的協方差矩陣Σ11＝XXT,Σ22＝YYT以及互協方差矩陣Σ12＝XYT,Σ21＝YXT，分別計算得到α和β。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述分別對所述地面合成電場數據的典型相關系數和所述空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數進行分析，判斷所述地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據的關聯性包括：分別對所述地面合成電場數據的典型相關系數和所述空中顆粒物粒徑譜數據的典型相關系數取絕對值；將所述絕對值分別與典型相關系數閾值進行比較，并根據比較結果判斷所述地面合成電場數據和空中顆粒物粒徑譜數據的關聯性，若典型相關系數的絕對值大于典型相關系數閾值，則說明所述典型相關系數對應的變量與另一數據的關聯性強；若典型相關系數的絕對值小于典型相關系數閾值，則說明所述典型相關系數對應的變量與另一數據的關聯性弱。5.一種分析地面合成電場和空中顆粒物粒徑譜的關聯性的系統，其特征在于，所述系統...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鞠勇，謝莉，王秋生，谷曉嵐，袁海文，趙錄興，陸家榆，楊曉洪，
申請(專利權)人：中國電力科學研究院，北京航空航天大學，國家電網公司，國網北京市電力公司，
類型：發明
國別省市：北京,11