基于雷电参数统计的输电线路防雷性能评估方法技术

本发明专利技术涉及基于雷电参数统计的输电线路防雷性能评估方法，基本步骤如下：（１）给定需要进行防雷性能评估的输电线路信息，（２）对给定输电线路进行指定时间段内的地闪密度、雷电流幅值概率分布统计，（３）计算以杆塔进行分段的输电线路各区段在指定时间段内的雷击跳闸率，（４）依据线路雷击跳闸率的设计值、规定值或运行经验值设定参考值，根据（３）中计算得到的指定时间段内输电线路各区段及整条线路的雷击跳闸率，对输电线路防雷性能在时间上的差异和在空间上的差异进行评估。本发明专利技术的优点是，对输电线路防雷性能的评估是基于时空差异化的雷电参数统计进行，其对输电线路防雷性能的评估结果更加真实可靠，更具针对性，实现对输电线路防雷性能在不同时间和不同空间上的评估。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电网防雷领域，具体地说涉及基于雷电参数统计的输电线路防雷性能评估方 法，其适用于电力系统高压、超高压及特高压架空输电线路的防雷性能评估。
技术介绍
当前，电网雷害事故越来越严重，已成为除自然灾害以外威胁电网安全稳定运行的第一 大因素，输电线路防雷性能评估已受到电网运行人员的高度重视。据申请人所知，输电线路 防雷性能评估是指导输电线路防雷设计、掌握输电线路防雷性能、改造输电线路防雷措施的 重要技术手段。现有研究表明，不同时间段、不同地域由于雷电活动特征存在较大差异，雷 击对输电线路造成的冲击也是不同的，输电线路呈现出的防雷性能相应地也有所不同。因此， 在输电线路防雷性能评估方法中，采用有差异的、针对性的反映雷电活动特征的雷电参数， 对于准确地评估输电线路防雷性能有着重要的意义和实用性。申请人在研究中发现，影响输电线路防雷性能的雷电参数主要有两个雷电流幅值概率 分布和地闪密度。据申请人所知，目前，现有的输电线路防雷性能计算和评估方法中，均采 用相同的由局部地域输电线路上测量统计出的雷电流幅值概率分布；其中，对于地闪密度的 取值有两种， 一种是在不同地域采用相同的由气象部门人工观测统计出的雷电日的推算结果， 另一种是采用由雷电定位系统监测数据统计出的大区域地闪密度图上的固定值。在实际运用 中，这些基于单一、固定的雷电参数而建立起来的防雷性能评估方法，对输电线路缺乏针对 性，因而无法反映不同区域、不同时间的输电线路雷电活动特征的差异，据此而建立的输电 线路防雷性能评估方法，无法准确、细致、针对性地评估输电线路的防雷性能。中国专利文献公开的《判定输电线路防雷性能的全线路、多参数综合优化方法》(申请号 200510116694.6)包括以下步骤1)选定需要判定的输电线路；2)对该线路以杆塔为单位进行逐杆参数的选取，选取的参数包括可调参数和不可调参数；3)按照所选参数，利用蒙特 卡洛法，逐杆计算杆塔的雷击跳闸率；4)以各杆塔的雷击跳闸率为基础，以杆塔两侧水平档 距之和的二分之一作为加权系数，计算线路的雷击跳闸率<formula>formula see original document page 4</formula>式中的/ 为线路的雷击跳闸率(l/100km .yr)， yV为线路杆塔数，/ ,为第i基杆塔的雷击跳闸 率(l/100km .yr)，厶为为第^基杆塔的两则水平档距之和的-- 半，Z为线路总长度(km); 5) 根据歩骤4)得到线路的雷击跳闸率，如果该跳闸率小于满足防雷性能要求的设定值则防雷性能符合要求，跳转至步骤IO)判定结束，否则进入歩骤6) ; 6)根据沿线各杆塔的雷击 跳闸率，找出跳闸率较高的杆塔为防雷性薄弱的杆塔；7)根据现场情况对该薄弱杆塔选定 可调参数的可调范围；8)根据可调参数的可调范围或采用的防雷措施，在调节范围内，对 各参数分别选取数点，按照步骤4)的方法计算出选取点的雷击跳闸率，并将选取点的雷击 跳闸率，拟合出多参数综合优化曲线；9)根据多参数的综合优化曲线(在现场操作的可能 性和经济性的前提下)选取合适的优化点，利用蒙特卡洛法重新计算该基杆塔的雷击跳闸 率，跳转至步骤4) ; 10)判定结束。该方法是为了克服输电线路防雷判定方法无法进行全 线路仿真，多参数优化不足而提出的。其存在的不足是，没有考虑到各雷电参数的时空差异 化特征，无法评估输电线路防雷性能在时间上存在的实质差异，以及无法反映出各杆塔因雷 电参数不同而呈现出的防雷性能的不同。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对现有技术的不足，提出基于雷电参数统计的输电线路防雷性能评 估方法。具体说，其是一种正确利用已有的雷电参数统计对输电线路时空差异化的防雷性能 进行评估的方法。本专利技术技术解决方案是，运用计算机对长期雷电监测数据进行处理，采用网格法对给定 输电线路沿线路走廊进行指定时间段内的雷电参数统计，依据统计结果，采用雷击跳闸率计 算方法计算线路及其各个区段在指定时间段内的绕击跳闸率、反击跳闸率和总雷击跳闸率，并参考线路雷击跳闸率的设计值、规定值或运行经验值，实现对输电线路时空差异化的防雷 性能进行评估，其特征在于，基于长期雷电监测数据，对给定输电线路进行沿线路走廊、指 定时间段内的雷电参数统计，以统计出的地闪密度和雷电流概率密度分布进行输电线路雷击 跳闸率计算，再以输电线路防雷性能的设计值、规定值或运行经验值为参考，评估出输电线 路在空间上和时间上防雷性能的差异，采用的基本步骤如下(1) 给定需要进行防雷性能评估的输电线路信息,包括线路基本信息，线路地理信息， 线路结构特征，线路绝缘特征，线路地形地貌特征，其中，线路基本信息包括线路名称、归 属单位、电压等级、线路总长；线路地理信息包括线路各级杆塔的经纬度坐标、海拔高度； 线路结构特征包括杆塔、导线、地线的型号和几何尺寸；线路绝缘特征包括绝缘子串或最短 空气间隙的闪络电压或伏秒特性、杆塔接地电阻；线路地形地貌特征包括地形和地貌特征， 其中地形特征包括平原、山丘、大山，地貌特征包括平地、沿坡、爬坡、山顶、山谷、跨 山谷；(2) 指定所要对输电线路进行防雷性能评估的时间段，根据所给输电线路的基本信 息、地理信息，利用雷电参数统计方法，对指定时间段内线路走廊的雷电参数进行统计，得 出该时间段内输电线路的地W密度、雷电流幅值概率分布；(3) 以(2)中统计出的输电线路雷电参数，结合(1)中给定的输电线路结构特征、 绝缘特征、地形地貌特征，计算以杆塔进行分段的输电线路各区段在指定时间段内的雷击跳 闸率，包括绕击跳闸率、反击跳闸率、总雷击跳闸率；总雷击跳闸率为绕击跳闸率与反击跳 闸率之和；整条输电线路雷击跳闸率为线路各区段雷击跳闸率加权平均值；根据(2)中统 计出的地闪密度的单位，雷击跳闸率的单位要求统一为"次/百公里《年"；(4) 依据线路雷击跳闸率的设计值、规定值或运行经验值设定参考值，根据(3)中计 算得到的指定时间段内输电线路各区段及整条线路的雷击跳闸率，对输电线路防雷性能在时 间上的差异和在空间上的差异进行评估。其特征在于，所釆用的雷电参数是根据长期雷电监测数据统计而出的，其中，统计出的 雷电流幅值概率分布采用如下形式-式中函数A为幅值大于等于/的雷电流出现的概率；变量/为雷电流幅值；己知量a表示幅 值大于a的雷电流出现的概率和为50%,由统计结果确定；已知量6为雷电流幅值概率分 布曲线的变化指数，由统计结果确定。其特征在于，所采用的雷电参数是沿输电线路走廊统计而出的。 其特征在于，防雷性能评估可以对线路的每一级杆塔和整条线路进行。 其特征在于，防雷性能评估可以对线路进行指定时间段内的防雷性能评估。 本专利技术的优点是，对输电线路防雷性能的评估是基于时空差异化的雷电参数统计进行， 其对输电线路防雷性能的评估结果更加真实可靠，更具针对性，实现对输电线路防雷性能在 不同时间和不同空间上的评估。本专利技术的推广应用，将会有效地帮助输电线路设计和运行部 门，掌握输电线路防雷性能在时间上和空间上存在的差异，更加科学地、有针对性地采取防 雷措施来提高输电线路地防雷性能，更加精细化地管理电网。 附图说明图l、本专利技术()的流程图。 具体实施例方式下本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于雷电参数统计的输电线路防雷性能评估方法，运用计算机对长期雷电监测数据进行处理，采用网格法对给定输电线路沿线路走廊进行指定时间段内的雷电参数统计，依据统计结果，采用雷击跳闸率计算方法计算线路及其各个区段在指定时间段内的绕击跳闸率、反击跳闸率和总雷击跳闸率，并参考线路雷击跳闸率的设计值、规定值或运行经验值，实现对输电线路时空差异化的防雷性能进行评估，其特征在于，基于长期雷电监测数据，对给定输电线路进行沿线路走廊、指定时间段内的雷电参数统计，以统计出的地闪密度和雷电流概率密度分布进行输电线路雷击跳闸率计算，再以输电线路防雷性能的设计值、规定值或运行经验值为参考，评估出输电线路在空间上和时间上防雷性能的差异，采用的基本步骤如下：（１）给定需要进行防雷性能评估的输电线路信息，包括线路基本信息，线路地理信息，线路结构特征，线路绝缘特征，线路地形地貌特征，其中，线路基本信息包括线路名称、归属单位、电压等级、线路总长；线路地理信息包括线路各级杆塔的经纬度坐标、海拔高度；线路结构特征包括杆塔、导线、地线的型号和几何尺寸；线路绝缘特征包括绝缘子串或最短空气间隙的闪络电压或伏秒特性、杆塔接地电阻；线路地形地貌特征包括地形和地貌特征，其中地形特征包括平原、山丘、大山，地貌特征包括：平地、沿坡、爬坡、山顶、山谷、跨山谷；（２）指定所要对输电线路进行防雷性能评估的时间段，根据所给输电线路的基本信息、地理信息，利用雷电参数统计方法，对指定时间段内线路走廊的雷电参数进行统计，得出该时间段内输电线路的地闪密度、雷电流幅值概率分布；（３）以（２）中统计出的输电线路雷电参数，结合（１）中给定的输电线路结构特征、绝缘特征、地形地貌特征，计算以杆塔进行分段的输电线路各区段在指定时间段内的雷击跳闸率，包括绕击跳闸率、反击跳闸率、总雷击跳闸率；总雷击跳闸率为绕击跳闸率与反击跳闸率之和；整条输电线路雷击跳闸率为线路各区段雷击跳闸率加权平均值；根据（２）中统计出的地闪密度的单位，雷击跳闸率的单位要求统一为“次／百公里.年”；（４）依据线路雷击跳闸率的设计值、规定值或运行经验值设定参考值，根据（３）中计算得到的指定时间段内输电线路各区段及整条线路的雷击跳闸率，对输电线路防雷性能在时间上的差异和在空间上的差异进行评估。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谷山强，陈家宏，李晓岚，童雪芳，张勤，贺恒鑫，张瑞，
申请(专利权)人：国网武汉高压研究院，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]