专利名称：一种输电线路雷电绕击跳闸在线预警方法
技术领域：
本发明涉及一种输电线路雷电绕击跳闸在线预警方法，属于电力系统防雷保护领域。
背景技术：
雷电是发生于大气中的一种瞬态大电流、高电压、强电磁辐射的天气现象，通常伴随着强对流天气过程而发生。电力系统的运行经验表明，雷电流侵入电网过程中，可能造成短路，闪络等电气扰动，影响系统的安全稳定运行，统计表明，随着电网规模的扩大，雷击引起的故障对输电线路和电气设备的危害越来越大。对于国内500kV及以下电压等级输电线路，雷击跳闸事故占总跳闸事故的50%，而对于特高压输电线路，这一比例提高到了75%-90%，随着输电线路耐雷水平的提高，反击雷引起的跳闸故障比例逐步较低，雷电引起的跳闸故障主要是由雷电绕击导线引起的。因此，需要对输电线路的绕击跳闸进行分析研究，建立输电线路雷电绕击预警机制，及时采取相应的应对措施，最大限度的提升电网安全性和减少经济损失。传统的研究重点主要是输电线路绕击的评估方法，为输电线路的防雷设计提供依据，很少涉及到对输电线路进行雷电灾害的实时预警。为了提高电力系统运行的可靠性，降低雷电灾害带来的经济损失和社会影响，有必要对输电线路雷电绕击概率进行预警，为调度人员的运行安排作出指导，以确保系统的可靠运行。

发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明提出一种输电线路雷电绕击跳闸概率在线预警方法，本方法可根据气象雷达实时预报数据，得出输电线路的跳闸概率，进而发布预警信号，给电网调度的运行人员决策分析提供依据，及时做好输电线路调度策略，提高供电可靠性，降低电网的经济损失，提高电网的可靠运行能力。本发明实现上述目的的技术解决方案如下:一种输电线路雷电绕击跳闸在线预警方法，按如下步骤进行:I)根据历史雷电绕击跳闸事件，应用信息扩散方法分析得到绕击条件概率，然后结合条件概率方法，得到特定雷电流幅值和落雷侧面距离下输电线路发生雷电绕击跳闸的概率分布；2)根据历史雷达预报数据中的回波强度、回波顶高和垂直积累液态水含量三个参数信息以及对应的雷电流幅值信息，应用bp神经网络训练得到雷达预报数据中回波强度、回波顶高和垂直积累液态水含量三个参数信息跟雷电流幅值之间的关系；3)对输电线路的经过区域进行网格划分，根据雷电设备得到包括回波强度、回波顶高和垂直积累液态水含量在内的每个网格的实际雷达预报数据，根据第2)步所得结果得出每个网格预测的雷电流幅值；同时依据网格信息计算得到每个网格输电线路的落雷侧面距离；
4)根据第3)步预测得到的每个网格雷电流幅值和计算得到的落雷侧面距离，结合第I)步的输电线路雷电绕击跳闸概率分布，得出每个网格在实际雷达预报数据下输电线路发生绕击跳闸的概率，并发布预警信息；其中，第I)步中特定雷电流幅值和落雷侧面距离下输电线路发生雷电绕击跳闸的概率分布按如下步骤获得:1.1)获取历史雷电绕击跳闸事件发生时的信息作为概率分析的样本值，包括雷电流幅值和落雷侧面距离:(X，Y) = {(X1, Y1)，(x2, y2)，...，(xM, yM)}式中:X表示雷电流幅值Y表示落雷侧面距离1.2)信息扩散方法分析样本数据选取历史M次故障事件作为样本值，分别进行电流幅值指标和侧面距离指标扩展。其指标论域分别为:U=Iu1, U2,…，um}N= {vv v2, .., vn)式中；U表示电流幅值指标论域，V表示侧面距离指标论域。把观测样本(xk，yk)依下式将其信息扩散到Ui, Vj中的所有点。
权利要求
1.一种输电线路雷电绕击跳闸在线预警方法，其特征在于:按如下步骤进行: 1)根据历史雷电绕击跳闸事件，应用信息扩散方法分析得到绕击条件概率，然后结合条件概率方法，得到特定雷电流幅值和落雷侧面距离下输电线路发生雷电绕击跳闸的概率分布； 2)根据历史雷达预报数据中的回波强度、回波顶高和垂直积累液态水含量三个参数信息以及对应的雷电流幅值信息，应用bp神经网络训练得到雷达预报数据中回波强度、回波顶高和垂直积累液态水含量三个参数信息跟雷电流幅值之间的关系； 3)对输电线路的经过区域进行网格划分，根据雷电设备得到包括回波强度、回波顶高和垂直积累液态水含量在内的每个网格的实际雷达预报数据，根据第2)步所得结果得出每个网格预测的雷电流幅值；同时依据网格信息计算得到每个网格输电线路的落雷侧面距离； 4)根据第3)步预测得到的每个网格雷电流幅值和计算得到的落雷侧面距离，结合第I)步的输电线路雷电绕击跳闸概率分布，得出每个网格在实际雷达预报数据下输电线路发生绕击跳闸的概率，并发布预警信息； 其中，第I)步中特定雷电流幅值和落雷侧面距离下输电线路发生雷电绕击跳闸的概率分布按如下步骤获得: 1.1)获取历史雷电绕击跳闸事件发生时的信息作为概率分析的样本值，包括雷电流幅值和落雷侧面距离: (X，Y) = {(X1, Y1)，(x2, Y2),…，(xM, yM)} 式中:x表不雷电流幅值； Y表示落雷侧面距离； 1.2)信息扩散方法分析样本数据 选取历史M次故障事件作为样本值，分别进行电流幅值指标和侧面距离指标扩展；其指标论域分别为: U= Iu1, U2, ---,uj V=Iv1, V2,..., vn} 式中；U表示电流幅值指标论域； V表示侧面距离指标论域； 把观测样本(Xk，yk)依下式将其信息扩散到Ui, Vj中的所有点；
2.根据权利要求1所述的输电线路雷电绕击跳闸在线预警方法，其特征在于:步骤2)中雷达预报数据中回波强度、回波顶高和垂直积累液态水含量三个参数信息跟雷电流幅值之间的关系按如下方法确定: 2.1)获取M次雷击事件发生时的参数信息作为训练样本数据，这些参数信息包括每次雷达预报数据中回波强度、回波顶高和垂直积累液态水含量以及实际对应的雷电流幅值； 2.2)应用神经网络函数建立三层前向BP网络，并初始化权值和阀值； 2.3ΒΡ算法对网络进行训练，保存训练结果。
3.根据权利要求1所述的输电线路雷电绕击跳闸在线预警方法，其特征在于:第3)步每个网格输电线路的落雷侧面距离按如下方法确定，以网格中心点作为落雷点，落雷点和网格内输电线路两端点认为是三角形的三个顶点，按下式计算得出落雷点到输电线路的侧面距离:
全文摘要
本发明公开了一种输电线路雷电绕击跳闸在线预警方法，该方法通过统计历史雷电绕击跳闸信息，应用二维信息扩散理论和条件概率方法得到输电线路绕击跳闸概率分布。选取回波强度、回波顶高，垂直积累液态水含量等雷达预报数据，建立了基于反向传播神经网络的雷电流幅值预测模型，根据预测的雷电流幅值和落雷侧面距离，应用输电线路跳闸概率分布模型，对输电线路绕击跳闸概率进行实时预警并发布预警等级。本发明根据气象雷达实时预报数据，得出输电线路的预报跳闸概率，发布预警信号，给电网调度的运行人员决策分析提供依据，及时做好输电线路调度策略，提高供电可靠性，降低电网的经济损失，提高电网的可靠运行能力。
文档编号G01R31/00GK103207340SQ20131015952
公开日2013年7月17日 申请日期2013年5月2日 优先权日2013年5月2日
发明者程韧俐, 熊小伏, 徐旭辉, 包博, 沈智健, 陈洪云, 于洋 申请人:深圳供电局有限公司, 重庆大学