【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电源系统保护，具体是涉及一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法。
技术介绍
1、雷电活动对电源系统的稳定运行构成潜在威胁。传统的防雷方法主要依赖于接地、避雷针等设备，这些手段通常被设计用于将雷电引导到地面，以减缓或消除电流对建筑物和电气设备的损害。然而，尽管这些传统手段在一定程度上提供了保护，但在某些情况下，它们可能无法提供足够的防护，因为雷电活动的强度和不可预测性可能导致设备损坏、停电甚至系统崩溃。
2、接地系统和避雷针等设备的保护能力受到一系列因素的限制，包括雷电活动的频率、强度和位置等因素。在极端天气条件下，如强雷暴或极端气候事件，传统防雷手段可能无法有效地应对复杂多变的雷电环境，使电源系统容易受到雷击而发生故障。因此，有必要研发一种更为智能、高效的电源系统保护方法，以提高系统对雷电活动的适应性和防护能力。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本专利技术主要针对以上问题，提出了一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其目的是解决如何根据实时雷电活动数据进行预测并实施相应防护措施的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本专利技术提供了一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，该方法包括：
5、获取超前雷电活动数据，所述超前雷电活动数据包括地面电场强度变化参数和历史雷击事件记录；
6、根据所述历史雷击事件记录从数据库中选取与当前地理位置和时段相匹配的n个雷击模型，n大于或
7、获取与所述地面电场强度变化参数对应的雷击预测网络，所述雷击预测网络用于预测可能发生雷击的几率；
8、当所述雷击预测网络预测到高几率雷击发生时，启动电源系统的防雷模式，该防雷模式包括至少以下步骤：
9、a)断开电源系统与外部电网的连接；
10、b)启动内置的浪涌保护装置以吸收可能由雷击引起的电涌；
11、c)激活备用电源以维持关键设备的正常运行。
12、进一步地，所述获取超前雷电活动数据包括接收气象站提供的实时数据，该实时数据包括天气状况、云层电荷量、降雨量和风速。
13、进一步地，所述防雷模式还包括调节电源系统负载分配的步骤，优先为关键设备提供稳定电源以保护其不受电涌影响。
14、进一步地，所述启动内置的浪涌保护装置包括检测电路内的过电压事件，并通过变压器或者旁路机制将多余电能导入接地系统。
15、进一步地，所述启动备用电源包括依据所监测到的电力消耗情况自动选择备用电源，其中备用电源包括蓄电池、不间断电源或者发电机组。
16、进一步地，数据库更新步骤包括通过收集新的雷击数据来完善n个雷击模型。
17、进一步地，所述雷击预测网络构的构建方法包括：
18、获取地面电场强度变化参数的训练样本数据和测试样本数据；
19、对训练样本数据进行预处理，包括数据归一化和去噪，步骤如下：
20、对训练样本数据进行归一化处理，表示为：
21、
22、其中x′为地面电场强度变化参数的时间序列数据，x表示训练样本数据中的原始地面电场强度变化参数的时间序列数据，μ为数据平均值，σ为数据标准差；
23、对训练样本数据进行去噪处理：
24、设定雷击预测网络初始结构，包括输入层、卷积层、池化层、全连接层和输出层，其中输入层接受地面电场强度变化参数的时间序列数据；
25、在卷积层后引入激活函数，表示为：
26、yi＝max(0,xi)；
27、其中xi为卷积层输出的第i个特征图中的激活值，yi为对应的激活后的输出；
28、选择最大池化方法进行特征提取；
29、通过网格搜索方法得到卷积层的滤波器，滤波器的大小和个数根据实际需求调整，表示为；
30、
31、其中zij为卷积层滤波器的卷积结果，x′kl为输入数据的归一化后的像素值，wijkl为滤波器的权重，i和j表示卷积层滤波器的索引，分别表示卷积结果的行和列，k和l表示输入数据的索引，分别表示输入数据的行和列，m表示滤波器的大小；
32、通过逐步增加卷积层并根据性能调整卷积层数；
33、使用地面电场强度变化参数的训练样本数据，通过前向传播和反向传播更新网络权值矩阵，直至满足训练结束条件；
34、使用测试样本数据评估网络性能，得到验证后的雷击预测网络结构；
35、利用训练好的雷击预测网络进行实时预测，输出可能发生雷击的几率。
36、进一步地，卷积层的输入为地面电场强度变化参数的时间序列数据，卷积层后连接池化层、全连接层和输出层。
37、进一步地，卷积层的滤波器大小和个数通过网格搜索在合理范围内确定。
38、进一步地，测试网络性能的指标包括准确率、召回率、f1分数。
39、(三)有益效果
40、与现有技术相比，本专利技术提供的一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，通过获取超前雷电活动数据，包括地面电场强度变化参数和历史雷击事件记录，结合选取与当前地理位置和时段相匹配的雷击模型，采用雷击预测网络进行准确的雷击预测，本专利技术能够在雷电活动前对电源系统进行实时保护。当雷击预测网络预测到高几率雷击发生时，启动电源系统的防雷模式，包括断开与外部电网的连接、启动浪涌保护装置以吸收电涌、激活备用电源等步骤。相较于传统方法，本专利技术的智能感应和实时响应能力，使得电源系统在复杂多变的雷电环境中更为可靠，提高了系统对雷电活动的适应性和防护能力，有效降低了设备损坏、停电和系统崩溃的风险，为电源系统的稳定运行提供了更高水平的保障。
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1.一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，所述获取超前雷电活动数据包括接收气象站提供的实时数据，该实时数据包括天气状况、云层电荷量、降雨量和风速。
3.根据权利要求1所述的一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，所述防雷模式还包括调节电源系统负载分配的步骤，优先为关键设备提供稳定电源以保护其不受电涌影响。
4.根据权利要求1所述的一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，所述启动内置的浪涌保护装置包括检测电路内的过电压事件，并通过变压器或者旁路机制将多余电能导入接地系统。
5.根据权利要求1所述的一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，所述启动备用电源包括依据所监测到的电力消耗情况自动选择备用电源，其中备用电源包括蓄电池、不间断电源或者发电机组。
6.根据权利要求1所述的一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，数据库更新步骤包括通过收集新的雷击数据来完善N个雷击模型。
7.根据权利要求1所述的一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，所述雷击预测网络构的构建方法包括：
8.根据权利要求7所述的一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，卷积层的输入为地面电场强度变化参数的时间序列数据，卷积层后连接池化层、全连接层和输出层。
9.根据权利要求7所述的一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，卷积层的滤波器大小和个数通过网格搜索在合理范围内确定。
10.根据权利要求7所述的一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，测试网络性能的指标包括准确率、召回率、F1分数。
...【技术特征摘要】
1.一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，所述获取超前雷电活动数据包括接收气象站提供的实时数据，该实时数据包括天气状况、云层电荷量、降雨量和风速。
3.根据权利要求1所述的一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，所述防雷模式还包括调节电源系统负载分配的步骤，优先为关键设备提供稳定电源以保护其不受电涌影响。
4.根据权利要求1所述的一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，所述启动内置的浪涌保护装置包括检测电路内的过电压事件，并通过变压器或者旁路机制将多余电能导入接地系统。
5.根据权利要求1所述的一种感应雷和雷电波防护的电源系统保护方法，其特征在于，所述启动备用电源包括依据所监测到的电力消耗情况自动选择备用电源...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗飞，胡艳，
申请(专利权)人：深圳市欧谱雷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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