一种电网动态式雷电监测差异化预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电网动态式雷电监测差异化预警方法及系统涉及雷电监测预警技术领域包括针对电力设施分布区域，基于新建大气电场监测点

【技术实现步骤摘要】
一种电网动态式雷电监测差异化预警方法及系统


[0001]本专利技术涉及雷电监测预警
，具体为一种电网动态式雷电监测差异化预警方法及系统
。

技术介绍

[0002]雷电是发生在大气中的声
、
光
、
电物理现象
。
雷电最大的特点是闪电电流大，作用时间短，瞬时功率强，闪电发生时瞬时强大电流平均可达
30kA
，因此往往引起灾难性的破坏，闪电电流产生的高电压可能使电力及通信等电气设备损坏；闪电的静电感应效应使架空金属导线产生感应过电压，形成避雷针不能防护的感应雷，感应雷沿着架空线
、
电源线和电话线等潜入室内，危及电力通信设备
、
电视
、
电话和联网的计算机
。
[0003]从电力部门统计的雷击事故的资料分析来看，雷击是造成电力系统电网设备故障的主要原因
。
雷电已被国际电工委员会称为“电子时代的一大公害”，成为“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一
。
自然环境因素引起的跳闸约占总跳闸的
70
％，绝大多数电网事故源自自然灾害
。
其中包括雷电雷击跳闸引起的跳闸以及风偏引起的跳闸，因此亟需研究雷电预警技术，降低输电线路跳闸问题，进一步保证电网的安全稳定运行
。
[0004]在上述背景中，现有技术存在一些明显的不足
。
虽然雷电是自然现象的一种，但是它对电力设备的破坏力是巨大的
。
现有的雷电保护和预警系统主要依赖于传统的避雷针系统和地线系统，但这些系统只能提供有限的保护，并不能完全防止雷电对电力设备的破坏
。
首先，传统的避雷针和地线系统主要设计用于保护电力设备免受直接雷击的影响，但却不能防止感应雷的影响
。
感应雷是由雷电对附近的导线或设备产生的静电感应效应引起的，这种感应效应会在导线或设备上产生高电压，从而对电力设备造成损害
。
这种损害往往难以预测和防止
。
其次，现有的雷电监测系统主要是静态的，无法适应电力网络的动态变化
。
例如，电力设施的分布
、
电力系统的运行状态
、
天气条件等都可能随时间和地点的变化而变化，但是现有的雷电监测系统往往无法适应这些变化，从而影响了雷电预警的效果和效率
。
因此，开展电网动态式雷电监测差异化预警算法研究是提升我省电网防雷减灾能力，为电力系统的预防
、
维护
、
派工
、
维修等多项业务提供决策支持，对有效减少电网雷击事故危害具有重大意义
。

技术实现思路

[0005]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例
。
在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分
、
说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围
。
[0006]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术
。
[0007]因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的云服务平台计算方法存在不能防止感应雷的影响，无法适应电力网络的动态变化，效率低，以及如何建立一套适用于电网各不同设施设备的雷电监测和预警算法的问题
。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种电网动态式雷电监测差异化预警方法，包括针对电力设施分布区域，基于新建大气电场监测点
、
雷电流监测点以及接地电阻在线监测点，结合地理环境和地形地貌，进行动态式雷电监测；基于卫星
、
雷达遥感和动态式雷电监测资料，构建基于物理模型的动态式雷电监测差异化预警算法并进行算法自适应改进；基于卫星和雷达拼图资料
、
大气电场仪
、
雷电定位仪以及动态式雷电监测，进行雷暴监测预警，建立电网保护区域的地理信息数据库
、
雷暴云观测数据库以及雷电差异化预警方法；基于雷电差异化预警方法，输出电网预报产品，提供雷电差异化预警预报服务
。
[0009]作为本专利技术所述的电网动态式雷电监测差异化预警方法的一种优选方案，其中：所述动态式雷电监测包括基于全方位
、
全天候监测电力设施密集区雷电活动和重点电力设备防雷装置状态，获取雷电监测数据和防雷装置实时信息，雷电流监测点对发生在电力设施密集区直击雷的雷电流大小
、
时间以及次数进行记录；所述防雷装置包括接闪器
、
引下线以及接地体，接闪器引来雷电并发生放电，将雷电流经过引下线以及接地体传向地面，雷电流监测仪通过获取引下线表面的雷电流，对雷电流进行统计计算，通过有线传输的方式传输至防雷监测客户端进行监测
。
[0010]作为本专利技术所述的电网动态式雷电监测差异化预警方法的一种优选方案，其中：所述构建基于物理模型的动态式雷电监测差异化预警算法包括使用径向和方位上的最近邻居法和垂直线性内插法，把球坐标系下的雷达资料内插到笛卡尔坐标系下，形成3‑
D
网格资料；在雷达球坐标系中，一网格点的位置为
(r,a,e)
，
r
为斜距，
a
为方位角，
e
为仰角，
e
位于上下相邻仰角
e2和
e1之间，
(r,a,e2)
和
(r,a,e1)
分别是经过网格点的垂线与上下仰角波束轴线的交点，网格点的分析值
f
a
(r,a,e)
用分析值
f
a
(r,a,e2)
和
f
a
(r,a,e1)
进行垂直线性内插，表示为：
[0011]f
a
(r,a,e)
＝
(w
e1
f
a
(r,a,e1)+w
e2
f
a
(r,a,e2))/(w
e1
+w
e2
)
[0012]其中
w
e1
、w
e2
分别是对
f
a
(r,a,e1)
和
f
a
(r,a,e2)
内插权重，表示为：
[0013]w
e1
＝
(e2‑
e)/(e2‑
e1)
[0014]w
e2
＝
(e
‑
e1)/(e2‑
e1)
[0015]f
a
(r,a,e2)
和
f
a
(r,a,e1)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电网动态式雷电监测差异化预警方法，其特征在于，包括：针对电力设施分布区域，基于新建大气电场监测点
、
雷电流监测点以及接地电阻在线监测点，结合地理环境和地形地貌，进行动态式雷电监测；基于卫星
、
雷达遥感和动态式雷电监测资料，构建基于物理模型的动态式雷电监测差异化预警算法并进行算法自适应改进；基于卫星和雷达拼图资料
、
大气电场仪
、
雷电定位仪以及动态式雷电监测，进行雷暴监测预警，建立电网保护区域的地理信息数据库
、
雷暴云观测数据库以及雷电差异化预警方法；基于雷电差异化预警方法，输出电网预报产品，提供雷电差异化预警预报服务
。2.
如权利要求1所述的电网动态式雷电监测差异化预警方法，其特征在于：所述动态式雷电监测包括基于全方位
、
全天候监测电力设施密集区雷电活动和重点电力设备防雷装置状态，获取雷电监测数据和防雷装置实时信息，雷电流监测点对发生在电力设施密集区直击雷的雷电流大小
、
时间以及次数进行记录；所述防雷装置包括接闪器
、
引下线以及接地体，接闪器引来雷电并发生放电，将雷电流经过引下线以及接地体传向地面，雷电流监测仪通过获取引下线表面的雷电流，对雷电流进行统计计算，通过有线传输的方式传输至防雷监测客户端进行监测
。3.
如权利要求1或2任一所述的电网动态式雷电监测差异化预警方法，其特征在于：所述构建基于物理模型的动态式雷电监测差异化预警算法包括使用径向和方位上的最近邻居法和垂直线性内插法，把球坐标系下的雷达资料内插到笛卡尔坐标系下，形成3‑
D
网格资料；在雷达球坐标系中，一网格点的位置为
(r,a,e)
，
r
为斜距，
a
为方位角，
e
为仰角，
e
位于上下相邻仰角
e2和
e1之间，
(r,a,e2)
和
(r,a,e1)
分别是经过网格点的垂线与上下仰角波束轴线的交点，网格点的分析值
f
a
(r,a,e)
用分析值
f
a
(r,a,e2)
和
f
a
(r,a,e1)
进行垂直线性内插，表示为：
f
a
(r,a,e)
＝
(w
e1
f
a
(r,a,e1)+w
e2
f
a
(r,a,e2))/(w
e1
+w
e2
)
其中
w
e1
、w
e2
分别是对
f
a
(r,a,e1)
和
f
a
(r,a,e2)
内插权重，表示为：
w
e1
＝
(e2‑
e)/(e2‑
e1)w
e2
＝
(e
‑
e1)/(e2‑
e1)f
a
(r,a,e2)
和
f
a
(r,a,e1)
分别等于最靠近点
(r,a,e2)
和
(r,a,e1)
的雷达距离库的观测值；在径向和方位上的最近邻居法中
r
i
‑1、r
i
、r
i+1
为相邻径向距离库，
a
j
‑1、a
j
、a
j+1
为相邻方位角，波束的半功率线和半距离库所围成的梯形区是距离库
r
i
的影响区，在径向
、
方位方向上落在梯形区的点
(r,a)
的分析值
f
a
(r,a)
采取距离库
r
i
的观测值
f
o
(r
i
,a
j
)
来赋值，表示为：
f
a
(r,a)
＝
f0(r
i
,a
j
)
把雷达的格点反射率场拼接形成3‑
D
拼图网格，在拼图网格中的每个网格单元
i
的反射率值表示为：其中
f
m
(i)

【专利技术属性】
技术研发人员：黄欢，张义钊，吴安坤，毛先胤，马晓红，吴建蓉，袁晨，高正浩，曾华荣，吕乾勇，范强，邹雕，牛唯，杨旗，刘君，陈沛龙，徐舒蓉，李欣，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：