一种10kV配网杆塔感应雷闪络风险自动评估方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种10kV配网杆塔感应雷闪络风险自动评估方法，包括以下步骤：建立地闪地理数据库、输电线路杆塔数据库和10kV配网杆塔数据库，输电线路杆塔数据库包括线路名称；获取雷击风险指标，为反映雷电活动频繁程度的相对值；获取过电压风险指标，为杆塔附近发生雷击后绝缘闪络的概率；根据待评估线路名称，对雷击风险指标和过电压风险指标进行计算，获取待评估线路名称对应的感应雷闪络风险综合指标F。根据10kV配网杆塔数据库、输电线路杆塔数据库和地闪地理数据库自动调取数据，计算感应雷闪络风险综合指标F；解决了现有技术不能进行感应雷闪络风险自动评估的问题，明显提升配网防雷评估与改造的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种10kV配网杆塔感应雷闪络风险自动评估方法及系统
本专利技术涉及输配电线路防雷领域，具体涉及一种10kV配网杆塔感应雷闪络风险自动评估方法及系统。
技术介绍
我国10kV配电架空线路由于绝缘水平较低且无避雷线保护，极易发生雷害故障。据部分多雷地区配电线路的雷击跳闸事故甚至超过总数的50％。在目前的典型绝缘配置下，直击雷和感应雷均易造成绝缘闪络。由于10kV配电线路易受周边引雷设施，尤其是输电线路杆塔的屏蔽，更易发生感应雷跳闸。已有研究的数据表明，感应雷引起的雷害故障占绝大部分。随着社会经济的发展，对供电可靠性的要求越来越越高，降低感应雷闪络率具有重要意义。目前国内外学者对感应雷过电压进行了系统性的研究，建立了过电压电磁暂态仿真模型，发现雷击距离、雷电流幅值、土壤电阻率是主要影响因素。在此基础上，运维单位可进行差异化的防雷评估和治理。然而，配网具有线路长、覆盖广、运维力量弱的特点，无法依靠现场勘查和“一线一案”的方式进行海量杆塔的风险评估工作。另一方面，随着近年来大数据基础建设的不断投入，运维单位已建立了各类基础数据库，初步具备了信息融合的数据基础。对此，亟需提出一种10kV配网杆塔感应雷闪络风险的自动评估方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是10kV配网具有线路长、覆盖广、运维力量弱的特点，无法依靠现场勘查和“一线一案”的方式进行海量杆塔的风险评估工作，目的在于提供一种10kV配网杆塔感应雷闪络风险自动评估方法及系统，采用雷电信息、地理信息和电力基础数据建立数据库，利用电磁暂态仿真结果构造过电压简化计算方法，建立感应雷闪络风险模型，解决了现有技术不能进行感应雷闪络风险自动评估的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种10kV配网杆塔感应雷闪络风险自动评估方法，包括以下步骤：步骤S1：通过对地闪地理数据库中数据进行预处理，获得雷击风险指标F1，所述雷击风险指标F1为反映雷电活动频繁程度的相对值；通过对地闪地理数据库、输电线路杆塔数据库和10kV配网杆塔数据库中数据进行预处理获得过电压风险指标F2，所述过电压风险指标F2为杆塔附近发生雷击后绝缘闪络的概率；步骤S2：根据待评估线路名称，对所述雷击风险指标F1和所述过电压风险指标F2进行计算，获取所述待评估线路名称对应的感应雷闪络风险综合指标F。本专利技术通过地闪地理数据库、输电线路杆塔数据库和10kV配网杆塔数据库，构造感应雷闪络风险综合指标F，感应雷闪络风险综合指标F由雷击风险指标F1和过电压风险指标F2加权构成。根据10kV配网杆塔数据库、输电线路杆塔数据库和地闪地理数据库自动调取数据，获得雷击风险指标F1和过电压风险指标F2，而计算出感应雷闪络风险综合指标F，解决了现有技术不能进行感应雷闪络风险自动评估的问题，明显提升配网防雷评估与改造的工作效率。进一步的，建立地闪地理数据库、输电线路杆塔数据库和10kV配网杆塔数据库；所述地闪地理数据库包括：地理网格编号、地闪密度值、雷电流幅值累计概率数据编号和区域土壤电阻率；所述输电线路杆塔数据库包括：地理网格编号、线路名称、杆塔编号、杆塔坐标和接地电阻；所述10kV配网杆塔数据库包括：地理网格编号、线路名称、杆塔编号、相邻杆塔编号、杆塔坐标、附近输电线路杆塔信息、局部土壤电阻率、配网绝缘雷电冲击50％放电电压U50％以及所述步骤S2计算所得的感应雷闪络风险综合指标F；其中，所述附近输电线路杆塔信息包括：所述10kV配网杆塔周边特定区域内是否有输电线路杆塔、输电线路杆塔与10kV配网杆塔的距离和输电线路杆塔接地电阻。进一步的，所述过电压风险指标F2为杆塔附近发生雷击后绝缘闪络的概率，当所述10kV配网杆塔周边特定区域内有引雷设施时，杆塔附近发生雷击后绝缘闪络的概率为过电压闪络概率P1，所述过电压闪络概率P1的计算步骤如下：步骤A1：获取杆塔所在地理网格内的雷电流幅值累计概率密度数据和区域土壤电阻率ρ1，获取10kV配网杆塔数据库中的附近输电线路杆塔信息和配网绝缘雷电冲击50％放电电压U50％；步骤A2：将雷电流幅值离散递增等差序列I(1)作为雷电流幅值变量i的初始值；步骤A3：以雷电流幅值i、引雷设施与配网线路的垂直距离S和区域土壤电阻率ρ1为输入，计算过电压幅值V(I,S,ρ1)；步骤A4：比较过电压幅值V与绝缘的雷电冲击50％放电电压U50％，若V大于U50％，则根据i对应的累计概率P1(j)作为P1；否则，雷电流幅值变量i取雷电流幅值离散递增等差序列I(j+1)，重新进入所述步骤A3。进一步的，当所述10kV配网杆塔周边特定区域内无引雷设施时，杆塔附近发生雷击后绝缘闪络的概率为过电压闪络概率P2，所述步骤A3包括：步骤A31：构造65m-200m的雷击距离等差序列S(j)；步骤A32：将所述等差序列S(j)定义为所述引雷设施与配网线路的垂直距离S；计算得到过电压闪络概率为P2(j)，将P2(j)序列的均值，作为过电压闪络概率P2。进一步的，所述雷电流幅值累计概率数据编号为雷电流幅值累计概率数据的编号，雷电流幅值累计概率数据为：0A-200A范围内的雷电流幅值离散递增等差序列I(j)对应的累计概率密度序列P1(j)；所述雷电流幅值累计概率数据编号对应一个或多个所述地理网格编号。进一步的，获取所述区域土壤电阻率的步骤如下：步骤B1：根据所述地理网格编号，从所述输电线路杆塔数据库中查询所述地理网格内是否有输电线路杆塔；步骤B2：若所述地理网格内有输电线路杆塔，则定义所述地理网格为第一地理网格,根据所述第一地理网格的编号，从所述输电线路杆塔数据库中获取所述第一地理网格内所有输电线路杆塔的接地电阻值，并计算所述接地电阻的平均值Ra；步骤B3：根据所述接地电阻的平均值Ra，计算区域土壤电阻率ρ1；步骤B4：若所述地理网格内没有输电线路杆塔，则定义所述地理网格为第二地理网格，将离第二地理网格最近的第一地理网格的区域土壤电阻率，定义为第二地理网格的区域土壤电阻率。进一步的，所述局部土壤电阻率的获取步骤如下：步骤C1：若所述10kV配网杆塔周边特定区域内有输电线路杆塔，则根据输电线路杆塔接地电阻R，计算局部土壤电阻率ρ2；步骤C2：若所述10kV配网杆塔周边特定区域内无输电线路杆塔，则将所述地理网格的区域土壤电阻率定义为局部土壤电阻率。进一步的，对所述雷击风险指标F1和所述过电压风险指标F2进行计算的公式为：F＝σF1+(1-σ)F2，其中，σ为权重。进一步的，所述雷击风险指标F1计算公式如下：其中，Nsg为配网杆塔所在区域的地闪密度值。本专利技术的另一种实现方式，一种10kV配网杆塔感应雷闪络风险自动评估系统，包括：数据模块：用于构建地闪地理数据库、输电线路杆塔数据库和10kV配网杆塔数据库；处理模块：用于构造感应雷闪络风险综合指标F，所述感应雷闪络风险综合指标F满足公式：F＝σF1+(1-σ)F2，其中，σ为权重，F1为雷击风险指标，F2为过电压风险指标；所述雷击风险指标F1为反映雷电活动频繁程度的相对值，通过对所述地闪地理数据库中数据进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种10kV配网杆塔感应雷闪络风险自动评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：通过对地闪地理数据库中数据进行预处理，获得雷击风险指标F1，所述雷击风险指标F1为反映雷电活动频繁程度的相对值；/n通过对地闪地理数据库、输电线路杆塔数据库和10kV配网杆塔数据库中数据进行预处理获得过电压风险指标F2，所述过电压风险指标F2为杆塔附近发生雷击后绝缘闪络的概率；/n步骤S2：根据待评估线路名称，对所述雷击风险指标F1和所述过电压风险指标F2进行计算，获取所述待评估线路名称对应的感应雷闪络风险综合指标F。/n

【技术特征摘要】
1.一种10kV配网杆塔感应雷闪络风险自动评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：通过对地闪地理数据库中数据进行预处理，获得雷击风险指标F1，所述雷击风险指标F1为反映雷电活动频繁程度的相对值；
通过对地闪地理数据库、输电线路杆塔数据库和10kV配网杆塔数据库中数据进行预处理获得过电压风险指标F2，所述过电压风险指标F2为杆塔附近发生雷击后绝缘闪络的概率；
步骤S2：根据待评估线路名称，对所述雷击风险指标F1和所述过电压风险指标F2进行计算，获取所述待评估线路名称对应的感应雷闪络风险综合指标F。


2.根据权利要求1所述的10kV配网杆塔感应雷闪络风险自动评估方法，其特征在于，建立地闪地理数据库、输电线路杆塔数据库和10kV配网杆塔数据库；
所述地闪地理数据库包括：地理网格编号、地闪密度值、雷电流幅值累计概率数据编号和区域土壤电阻率；
所述输电线路杆塔数据库包括：地理网格编号、线路名称、杆塔编号、杆塔坐标和接地电阻；
所述10kV配网杆塔数据库包括：地理网格编号、线路名称、杆塔编号、相邻杆塔编号、杆塔坐标、附近输电线路杆塔信息、局部土壤电阻率、配网绝缘雷电冲击50％放电电压U50％以及所述步骤S2计算所得的感应雷闪络风险综合指标F；
其中，所述附近输电线路杆塔信息包括：所述10kV配网杆塔周边特定区域内是否有输电线路杆塔、输电线路杆塔与10kV配网杆塔的距离和输电线路杆塔接地电阻。


3.根据权利要求2所述的10kV配网杆塔感应雷闪络风险自动评估方法，其特征在于，所述过电压风险指标F2为杆塔附近发生雷击后绝缘闪络的概率，当所述10kV配网杆塔周边特定区域内有引雷设施时，杆塔附近发生雷击后绝缘闪络的概率为过电压闪络概率P1，所述过电压闪络概率P1的计算步骤如下：
步骤A1：获取杆塔所在地理网格内的雷电流幅值累计概率密度数据和区域土壤电阻率ρ1，获取10kV配网杆塔数据库中的附近输电线路杆塔信息和配网绝缘雷电冲击50％放电电压U50％；
步骤A2：将雷电流幅值离散递增等差序列I(1)作为雷电流幅值变量i的初始值；步骤A3：以雷电流幅值i、引雷设施与配网线路的垂直距离S和区域土壤电阻率ρ1为输入，计算过电压幅值V(I,S,ρ1)；
步骤A4：比较过电压幅值V与绝缘的雷电冲击50％放电电压U50％，若V大于U50％，则根据i对应的累计概率P1(j)作为P1；否则，雷电流幅值变量i取雷电流幅值离散递增等差序列I(j+1)，重新进入所述步骤A3。


4.根据权利要求3所述的10kV配网杆塔感应雷闪络风险自动评估方法，其特征在于，当所述10kV配网杆塔周边特定区域内无引雷设施时，杆塔附近发生雷击后绝缘闪络的概率为过电压闪络概率P2，所述步骤A3包括：
步骤A31：构造65m-200m的雷击距离等差序列S(j)；
步骤A32：将所述等差序列S(j)定义为所述引雷设施与配网线路的垂直距离S；
计算得到过电压闪络概率为P2(j)，将P2(j)序列的...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷潇，刘强，廖文龙，刘小江，崔涛，朱军，卜祥航，曾宏，吴驰，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51