一种输电线路雷电绕击EGM模型地形地貌参数提取方法技术

本发明专利技术公开了一种输电线路雷电绕击EGM模型地形地貌参数提取方法，包括：确定某一计算点的地面点云样本；导线对地高度提取；计算导线对地高度h

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路雷电绕击EGM模型地形地貌参数提取方法


[0001]本专利技术属于电力输送
，具体涉及一种输电线路雷电绕击EGM模型地形地貌参数提取方法。

技术介绍

[0002]雷电绕击是超特高压架空线路安全运行的主要威胁之一，随着超特高压线路不断新建投运，绕击防治引起了电网公司的高度重视。“差异化防雷”思想认为，根据地形地貌、线路结构、雷电活动等差异化因素开展绕击风险评估，有助于发现线路防雷薄弱点，提升绕击防治的技术经济性。分相差异化、全通道精细化的绕击风险评估对于超特高压线路防雷具有重要意义。
[0003]目前，广泛应用的绕击风险定量计算模型为电气几何模型(electro
‑
geometric model，EGM)，该模型借助几何参数综合考虑了线路结构、地形地貌的影响。过去使用地面高程数据库及杆塔图纸作为数据源进行参数提取，几何参数的准确性与精细度受到限制，已经不再适应绕击风险差异化精细化评估的需求。研究先进的参数提取算法是实现绕击风险差异化精细化评估的必要条件。
[0004]随着三维实景重构技术不断发展，机载激光雷达(LiDar)采集的点云数据精度可以达到厘米级，为输电通道的精准数字化描述提供了技术支撑。激光雷达在电力线重构、杆塔倾斜度测量等空间智能测量方面已有不少应用案例，在EGM模型几何参数提取领域亦表现出相当的适应性、研究价值与应用潜力。然而，在实际工程中，基于激光雷达的参数提取难点在于：激光雷达会产生海量离散不规则的点云数据，参数提取准确性难以确保；全通道精细化评估需要在数量极多的位置进行参数提取，手动操作会极大地限制评估精细度。针对上述问题，已有学者开展了初步研究：对线路和地面点云进行建模，再进行参数提取；设置的截面较少，减少了计算量，但未能充分利用高精度点云数据。上述可见，目前基于激光雷达点云的参数提取研究较少，在智能化方面研究不够深入。如何基于输电通道点云数据准确、精细地提取几何参数成为亟待解决的工程问题。
[0005]鉴于此，为了充分利用激光雷达技术优势，推进绕击风险评估差异化精细化，本文在现有研究成果的基础上，提出基于输电通道点云的EGM模型几何参数智能提取算法，并通过山区500kV线路实例对算法的准确性、普适性、稳定性进行验证。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种输电线路雷电绕击EGM模型地形地貌参数提取方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种输电线路雷电绕击EGM模型地形地貌参数提取方法，包括以下步骤：
[0008]S1：确定某一计算点的地面点云样本，该空间以计算点所在截面为中心，宽度为W；
[0009]S2：导线对地高度提取：对计算点地面点云样本进行筛选，得到以导线点水平面投
影为中心的W*W方格内的地面点云；
[0010]S3：求取所筛选点云的高程平均值，得到导线下方地面高程z
g
，计算导线对地高度h
c
；
[0011]S4：地面倾角提取：在计算点地面点云样本基础上，针对某个边相导线对象，根据导线计算点坐标设置一定裕度，筛选导线外侧的地面点云；
[0012]S5：将经过筛选的地面点云投影到截面，进行直线拟合，得到直线方程为z＝ky+b；
[0013]S6：计算导线下方地面高程的拟合偏差，构建突起物判别条件方程；
[0014]S7：如果该偏差没有超过阈值，判定该计算点地形不含突起物，计算地面倾角；
[0015]S8：当该偏差大于阈值时，判定该计算点的地形含有突起物，筛选不包含导线下方W*W方格的外侧地面点云，基于z坐标高程排序提取突起物的最高点坐标(y
t
，z
t
)，计算地面倾角。
[0016]优选的是，在步骤S1中，通过下式确定某一计算点的地面点云样本
[0017]|x
‑
x
i
|＜W/2。
[0018]上述任一方案中优选的是，在步骤S2中，通过下式对计算点地面点云样本进行筛选
[0019]|y
‑
y
c
|＜W/2。
[0020]上述任一方案中优选的是，在步骤S3中，所述计算导线对地高度h
c
采用下式
[0021]h
c
＝z
c
‑
z
g
。
[0022]上述任一方案中优选的是，在步骤S4中，通过下式筛选导线外侧的地面点云
[0023][0024]上述任一方案中优选的是，在步骤S6中，通过下式计算计算导线下方地面高程的拟合偏差
[0025]E＝|ky
c
+b
‑
z
g
|＞E0。
[0026]上述任一方案中优选的是，在步骤S7中，所述地面倾角计算式为
[0027][0028]上述任一方案中优选的是，在步骤S8中，所述地面倾角计算式为
[0029][0030]上述任一方案中优选的是，在步骤S8中，通过下式筛选不包含导线下方W*W方格的外侧地面点云
[0031][0032]本专利技术的技术效果和优点：该输电线路雷电绕击EGM模型地形地貌参数提取方法区分平坦地形与突起物地形，借助地面倾角参数来量化描述显著突起物的影响；能自主识
别待评估导线并筛选参数提取需要的样本点云，能够按照空间位置实现待评估导线及避雷线的自动提取、配对，提升线路结构参数的测量准确性及效率。
附图说明
[0033]图1为本专利技术用于求取导线下方地面高程的地面点云图；
[0034]图2为本专利技术用于求取地面倾角的地面点云图；
[0035]图3为本专利技术地面倾角提取流程图；
[0036]图4为本专利技术滚动计算图；
[0037]图5为本专利技术参数提取自动化流程图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0039]地形地貌参数提取
[0040]地面点云主要包括纯地面、植被、建筑等，以往的方法使用纯地面提取地形地貌参数，实际上植被、建筑等附属物也具有一定的引雷作用，本文将纯地面及其附属物统一视为等效地面。
[0041]与线路结构不同，地形地貌是十分复杂的，建模难度较大，且势必会损失一部分信息。因此，本文直接以地面点云为对象开展地形地貌参数提取。由于实际地形变化复杂，对导线计算点产生有效屏蔽作用的地面区域通常不会局限于截面范围内，对导线计算点周围立体空间内的地面点云进行采样更为合理，这种直接采样的方法也可以避免先建模后采样方法带来的建模误差。根据下式确定某一计算点的地面点云样本，该空间以计算点所在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电线路雷电绕击EGM模型地形地貌参数提取方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：确定某一计算点的地面点云样本，该空间以计算点所在截面为中心，宽度为W；S2：导线对地高度提取：对计算点地面点云样本进行筛选，得到以导线点水平面投影为中心的W*W方格内的地面点云；S3：求取所筛选点云的高程平均值，得到导线下方地面高程z
g
，计算导线对地高度h
c
；S4：地面倾角提取：在计算点地面点云样本基础上，针对某个边相导线对象，根据导线计算点坐标设置一定裕度，筛选导线外侧的地面点云；S5：将经过筛选的地面点云投影到截面，进行直线拟合，得到直线方程为z＝ky+b；S6：计算导线下方地面高程的拟合偏差，构建突起物判别条件方程；S7：如果该偏差没有超过阈值，判定该计算点地形不含突起物，计算地面倾角；S8：当该偏差大于阈值时，判定该计算点的地形含有突起物，筛选不包含导线下方W*W方格的外侧地面点云，基于z坐标高程排序提取突起物的最高点坐标(y
t
，z
t
)，计算地面倾角。2.根据权利要求1所述的一种输电线路雷电绕击EGM模型地形地貌参数提取方法，其特征在于：在步骤S1中，通过下式确定某一计算点的地面点云样本|x
‑
x
i
|＜W/2。3.根据权利要求1所述的一种输电线路雷电绕击EGM模型地形地貌...

【专利技术属性】
技术研发人员：金哲，杜勇，沈小军，翁永春，李小来，董晓虎，杨世强，苏毅，肖海东，张学锋，黄良灿，
申请(专利权)人：上海慕荣电气有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：