35kV输电线路雷电信息系统及其分析方法技术方案

本发明专利技术公开了一种35kV输电线路雷电信息系统及其分析方法，涉及电力系统的雷电信息服务技术领域。系统的数据层接收输入的输电线路、杆塔位置、雷电样本数据并对解析数据进行存储；服务层通过接口程序将GIS系统与Tomcat服务器连接，并对数据层数据进行分类解析，得到线路图、杆塔图、雷电区域图、空间图形；前端应用层进行线路导入、雷电信息查询、线路展示、雷电参数统计分析、雷击故障快速定位、线路雷电风险评估等。通过接入GIS地理信息系统，结合雷电信息，运用统计分析，实现线路展示、雷电信息查询、雷电风险评估，同时实时雷电监视、雷击故障快速定位，为35kV输电线路提供基础雷电参数，指导线路建设、运维检修，大幅减少雷击停电时间及停电经济损失。

【技术实现步骤摘要】
35kV输电线路雷电信息系统及其分析方法
本专利技术涉及电力系统的雷电信息服务
，具体涉及一种35kV输电线路雷电信息系统及其分析方法。
技术介绍
目前电网领域雷电监测系统主要为110kV及以上输电线路服务，前置探测站和后置雷电信息集成系统协同配合，为110kV及以上输电线路防雷运维检修工作提供了大量有效雷电基础数据。110kV输电线路呈单线路辐射，而35kV输电线路呈拓扑网络结构，而现有的雷电监测系统用于35kV输电线路仅能显示主线路，而分支线、杆塔上设备无法展示，导致分支线、杆上设备的雷电参数无法查询；另一方面由于主支线路数量庞大、覆盖密集，对系统的定位精度、统计功能均有较高的要求，现有雷电监测系统难以满足，导致35kV输电线路严重缺乏基础雷电参数，雷击故障分析、防雷治理改造均存在较大的困难，亟需开发一种适用于35kV输电线路的雷电信息系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种35kV输电线路雷电信息系统及其分析方法，解决现有雷电监测系统无法适用于35kV输电线路，解决因严重缺乏基础雷电参数导致雷击故障分析、防雷治理改造均存在较大困难的问题。为解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：35kV输电线路雷电信息系统，其特征在于：包括数据层、服务层、Tomcat服务器和前端应用层，其中数据层接收前端应用层输入的输电线路、杆塔位置、雷电样本数据并对解析数据进行存储；服务层通过接口程序将GIS系统与Tomcat服务器连接，并对数据层数据进行分类解析，得到线路图、杆塔图、雷电区域图、空间图形；前端应用层包括系统维护模块、线路导入模块、雷电信息查询模块、计算模块、线路展示模块、线路缓冲区绘制模块、落雷与杆塔最短路径绘制模块、雷电参数统计分析模块、雷击故障快速定位模块、线路雷电风险评估模块、显示与输出模块；系统维护模块：设定角色安全权限，在角色权限范围内进行访问与操作，对雷电监测信息进行管理与数据维护；线路导入模块：通过通信协议与GIS对线路杆塔经纬路信息进行数据交互，将35kV输电线路及其分支的位置信息上传；雷电信息查询模块：查询指定时间前后10分钟该点落雷情况，通过在地图上添加圆形或多边形，提取空间图形信息、时间参数、雷电信息，并将结果在显示与输出模块的界面上展示；计算模块：将输电线路、杆塔位置、雷电样本数据进行分析计算，将结果以文档或图形样式展示在显示与输出模块的界面上；线路展示模块：将线路导入模块中的T接线分支线路信息以漂浮窗口形式显示在界面上，对与实际数据不符的信息进行在线编辑并将修改结果保存至数据库；线路缓冲区绘制模块：以35kV输电线路走向为变量，根据用户选择生成不同缓冲大小的缓冲区间，并将结果在界面展示；落雷与杆塔最短路径绘制模块：根据跳闸信息自动关联线路周围落雷，并计算出该落雷点附近受影响杆塔，在界面上高亮显示；雷电参数统计分析模块：将所选区域分成若干连续的面积近似的虚拟小格，通过与雷电数据的位置关系数出每格中雷电参数，用若干个在二维空间上连续分布的小格分级分色来描述某一区域内雷电参数的地理分布情况；雷击故障快速定位模块：根据故障时刻雷电流信息及与线路距离信息，进行雷击过电压计算，并对每基电杆的过电压大小进行排序，获得故障时刻雷击威胁最大的电杆，定位此电杆为故障电杆并在界面上高亮显示；线路雷电风险评估模块：根据历史雷电活动数据、线路基础参数信息，进行雷击跳闸率计算，并对每基电杆的跳闸率大小进行排序，将逐基杆塔划分为轻雷区、中雷区、高雷区、强雷区四个风险等级。更进一步的技术方案是所述线路展示模块中在操作地图工具栏的显示工具后，触发图层显示事件，前端应用层获取当前地图的比例尺和坐标范围，发送到应用层，数据层查找杆塔点和与之关联的35kV输电线路，将杆塔点和配网线标准化成GeoJSON数据返回至应用层，应用层绘制杆塔点和配网线返回前端应用层显示在地图上。更进一步的技术方案是所述线路缓冲区绘制模块中在地图栏触发缓冲区查找，响应多边形绘制，通过点面空间关系运算，计算出多边形内的杆塔点，查找到地图上的配网线路和杆塔点要素，按录入的缓冲半径绘制缓冲区，基于空间缓冲区在应用层查找范围内的雷电信息，将获取的雷电信息绘制后返回到前端应用层进行显示。更进一步的技术方案是所述雷电参数统计分析模块中当界面触发地闪密度图显示的请求后，根据公里网格类型、当前坐标范围，模块完成专题图绘制后，以二进制图片流的形式返回界面进行显示。本专利技术还可以采用以下技术方案：35kV输电线路雷电信息系统分析方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）通过线路导入模块导入线路基本信息，两种导入方式：一是根据线路信息模板填表然后手动导入，二是根据GIS中已有线路信息自动导入，；（2）导入线路信息后，进行通过线路展示模块进行线路展示，界面上显示每条35kV线路杆详细编号、详细位置信息；（3）线路展示完毕后，进行通过雷电信息查询模块进行线路雷电查询统计，根据需求选择整条线路或者某一分支为对象，选择查询统计的时间区段，雷电数据缓冲半径可选择50m、80m、100m，选择完毕后即可查询；（4）线路雷电查询统计完毕后，通过雷电参数统计分析模块进行雷电活动分析，通过将线路划分为不同区间段，统计各区间段内的雷电活动情况，获得该区段内地闪密度值，按自然分级标准对区间段内进行分色处理；（5）雷电活动分析完毕后，进行通过线路雷电风险评估模块进行雷电风险评估工作，通过计算线路逐基杆塔直击雷、感应雷击跳闸率，根据跳闸率大小排序，将逐基杆塔划分为轻雷区、中雷区、高雷区、强雷区四个风险等级。更进一步的技术方案是在发生雷击故障时，跳闸信息触发落雷与杆塔最短路径绘制模块、雷击故障快速定位模块，落雷与杆塔最短路径绘制模块触发后，地图捕获画图事件，根据不同的事件标识，在地图上添加圆形或多边形标识，提取空间图形信息以及时间参数，发送到应用层，应用层向GIS系统接口发请求，获取雷电地理位置信息，将获取的雷电信息绘制后返回到前端应用层进行显示；雷击故障快速定位模块根据故障时刻雷电流信息及与线路距离信息，进行雷击过电压计算，并对每基电杆的过电压大小进行排序，获得故障时刻雷击威胁最大的电杆，定位此电杆为故障电杆并在界面上高亮显示。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过接入GIS地理信息系统，结合以往雷电信息，运用统计分析，实现35kV输电线路主线路、分支线路以及杆塔的图形展示、雷电信息查询、雷电风险评估，并将结果可视化和直观化的展示，同时实现实时雷电监视、雷击故障快速定位，为35kV输电线路提供基础雷电参数，指导线路建设、运维检修，大幅减少雷击停电时间及停电经济损失。附图说明图1为本专利技术中35kV输电线路雷电信息系统的功能框架图。图2为本专利技术中雷电信息查询模块及计算模块的工作流程图。图3为本专利技术中线路展示模块的工作流程图。图4为本专利技术中线路缓冲区绘制模块的工作流程图。图5为本专利技术中落雷与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.35kV输电线路雷电信息系统，其特征在于：包括数据层、服务层、Tomcat服务器和前端应用层，其中数据层接收前端应用层输入的输电线路、杆塔位置、雷电样本数据并对解析数据进行存储；服务层通过接口程序将GIS系统与Tomcat服务器连接，并对数据层数据进行分类解析，得到线路图、杆塔图、雷电区域图、空间图形；前端应用层包括系统维护模块、线路导入模块、雷电信息查询模块、计算模块、线路展示模块、线路缓冲区绘制模块、落雷与杆塔最短路径绘制模块、雷电参数统计分析模块、雷击故障快速定位模块、线路雷电风险评估模块、显示与输出模块；/n系统维护模块：设定角色安全权限，在角色权限范围内进行访问与操作，对雷电监测信息进行管理与数据维护；/n线路导入模块：通过通信协议与GIS对线路杆塔经纬路信息进行数据交互，将35kV输电线路及其分支的位置信息上传；/n雷电信息查询模块：查询指定时间前后10分钟该点落雷情况，通过在地图上添加圆形或多边形，提取空间图形信息、时间参数、雷电信息，并将结果在显示与输出模块的界面上展示；/n计算模块：将输电线路、杆塔位置、雷电样本数据进行分析计算，将结果以文档或图形样式展示在显示与输出模块的界面上；/n线路展示模块：将线路导入模块中的T接线分支线路信息以漂浮窗口形式显示在界面上，对与实际数据不符的信息进行在线编辑并将修改结果保存至数据库；/n线路缓冲区绘制模块：以35kV输电线路走向为变量，根据用户选择生成不同缓冲大小的缓冲区间，并将结果在界面展示；/n落雷与杆塔最短路径绘制模块：根据跳闸信息自动关联线路周围落雷，并计算出该落雷点附近受影响杆塔，在界面上高亮显示；/n雷电参数统计分析模块：将所选区域分成若干连续的面积近似的虚拟小格，通过与雷电数据的位置关系数出每格中雷电参数，用若干个在二维空间上连续分布的小格分级分色来描述某一区域内雷电参数的地理分布情况；/n雷击故障快速定位模块：根据故障时刻雷电流信息及与线路距离信息，进行雷击过电压计算，并对每基电杆的过电压大小进行排序，获得故障时刻雷击威胁最大的电杆，定位此电杆为故障电杆并在界面上高亮显示；/n线路雷电风险评估模块：根据历史雷电活动数据、线路基础参数信息，进行雷击跳闸率计算，并对每基电杆的跳闸率大小进行排序，将逐基杆塔划分为轻雷区、中雷区、高雷区、强雷区四个风险等级。/n...

【技术特征摘要】
1.35kV输电线路雷电信息系统，其特征在于：包括数据层、服务层、Tomcat服务器和前端应用层，其中数据层接收前端应用层输入的输电线路、杆塔位置、雷电样本数据并对解析数据进行存储；服务层通过接口程序将GIS系统与Tomcat服务器连接，并对数据层数据进行分类解析，得到线路图、杆塔图、雷电区域图、空间图形；前端应用层包括系统维护模块、线路导入模块、雷电信息查询模块、计算模块、线路展示模块、线路缓冲区绘制模块、落雷与杆塔最短路径绘制模块、雷电参数统计分析模块、雷击故障快速定位模块、线路雷电风险评估模块、显示与输出模块；
系统维护模块：设定角色安全权限，在角色权限范围内进行访问与操作，对雷电监测信息进行管理与数据维护；
线路导入模块：通过通信协议与GIS对线路杆塔经纬路信息进行数据交互，将35kV输电线路及其分支的位置信息上传；
雷电信息查询模块：查询指定时间前后10分钟该点落雷情况，通过在地图上添加圆形或多边形，提取空间图形信息、时间参数、雷电信息，并将结果在显示与输出模块的界面上展示；
计算模块：将输电线路、杆塔位置、雷电样本数据进行分析计算，将结果以文档或图形样式展示在显示与输出模块的界面上；
线路展示模块：将线路导入模块中的T接线分支线路信息以漂浮窗口形式显示在界面上，对与实际数据不符的信息进行在线编辑并将修改结果保存至数据库；
线路缓冲区绘制模块：以35kV输电线路走向为变量，根据用户选择生成不同缓冲大小的缓冲区间，并将结果在界面展示；
落雷与杆塔最短路径绘制模块：根据跳闸信息自动关联线路周围落雷，并计算出该落雷点附近受影响杆塔，在界面上高亮显示；
雷电参数统计分析模块：将所选区域分成若干连续的面积近似的虚拟小格，通过与雷电数据的位置关系数出每格中雷电参数，用若干个在二维空间上连续分布的小格分级分色来描述某一区域内雷电参数的地理分布情况；
雷击故障快速定位模块：根据故障时刻雷电流信息及与线路距离信息，进行雷击过电压计算，并对每基电杆的过电压大小进行排序，获得故障时刻雷击威胁最大的电杆，定位此电杆为故障电杆并在界面上高亮显示；
线路雷电风险评估模块：根据历史雷电活动数据、线路基础参数信息，进行雷击跳闸率计算，并对每基电杆的跳闸率大小进行排序，将逐基杆塔划分为轻雷区、中雷区、高雷区、强雷区四个风险等级。


2.根据权利要求1所述的35kV输电线路雷电信息系统，其特征在于：所述线路展示模块中在操作地图工具栏的显示工具后，触发图层显示事件，前端应用层获取当前地图的比例尺和坐标范围，发送到应用层，数据层查找杆塔点和与之关联的35kV输电线路，将杆塔点和配网线标准化成GeoJSON数据返回至应用层，应用层绘制杆塔点和配网线返回前端应用层显示在地图上。


3.根据权利要求1所述的35kV输电线路雷电信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文锋，朱道俊，杨丽，李国彬，李志伟，张国建，苏洪羽，史良池，赵向东，熊恒昌，王宗明，程海萍，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司大理供电局，
类型：发明
国别省市：云南;53