[发明专利]一种输电线路雷害预警方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统雷电监测预警领域，具体是一种输电线路雷害预警方法及其系统。

背景技术

目前雷暴活动预警方法主要有以下三种：

1、雷电的潜势预报

雷电是伴随着对流天气而产生的一种强烈的天气现象，所以对于雷电较大时空尺度上的潜势预报，其实就是对强对流天气的发生的可能性的预报。

2、雷电的临近预报

临近预报是指0～2小时的天气预报，实时观测的数据资料是其主要的决策依据。对于雷电的临近预报，是利用雷电活动与强对流活动之间的密切相关，通过分析大气各层级对流活动的对雷暴活动的影响，分析找出能够相对准确预报雷暴活动的参数和参数的取值范围，这是开展雷电预警预报工作的一条重要思路。

3雷电定位系统

雷电定位系统（LLS）是二十世纪七十年代中期由美国人Martin A Uman、Krider E P等首次研制成功。其基本原理是用多个测量天线测量雷击时的雷电电磁波，经过计算机的计算确定雷击地点、雷电流幅值与雷电流最大陡度。我国八十年代引进该技术。雷电定位系统已在国内的许多省市推广应用，在使用中发现了如下一些问题。

（1）设备复杂，前期投资大；

（2）定位系统本身存在一定误差与探测死区；

（3）地形因素对探测站的干扰大，误差较大；

（4）无法实现被雷击的杆塔准确定位；

（5）定位系统对雷电流幅值的计算存在误差，目前还不能实际校核；

（6）不能给出雷电流波形。

故研究一种新的雷害预警方法对开展输电线路防雷工作具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种输电线路雷害预警方法，运用输电线路结构参数和雷电预警参数，对输电线路雷击跳闸概率进行预测，实现了输电线路雷害的及时预警，对开展输电线路防雷工作提供了技术支撑。

本发明解决技术问题的方案如下：一种输电线路雷害预警方法，包括如下步骤：

1、通过电网雷暴预警模块计算输电线路与雷暴范围的交集，预测有雷线路和有雷杆塔的落雷参数，如落雷密度和雷电流幅值。

2、根据预测的有雷线路杆塔，从数据库调取对应的线路杆塔参数，包括杆塔结构特征、绝缘配置、避雷设施配置和线路地形特征等，结合落雷参数进行杆塔雷击跳闸概率的计算；

3、进行线路电压等级判断，不同电压等级的默认耐雷水平和结构参数不同；

4、进行输电线路单/双回判断，以选择不同的计算模块；

5、分别计算线路每一基杆塔的反击跳闸概率和绕击跳闸概率：

6、运用归程法计算杆塔的反击雷击跳闸概率；

7、用电气几何模型（EGM）法计算杆塔绕击雷击跳闸概率；

8、杆塔反击雷击跳闸率和绕击雷击跳闸率之和为杆塔雷击跳闸率，利用线路档距对每基杆塔的反击和绕击跳闸概率进行加权、求和，得出整条线路的雷击跳闸概率；

9、最后计算出的线路雷击跳闸概率结果进行预警等级划分，如当线路雷击跳闸概率小于0.15次/100km时，为低等；当大于0.15次/100km小于0.25次/100km时，为中等；当大于0.25次/100km时，为高等。

一种适用于输电线路雷害预警方法的输电线路雷害预警系统，包括3个功能模块，依次为：雷电预警模块、输电线路雷害风险计算模块和输电线路雷害预警模块。模块之间关系如图1所示，前一个模块为后一个模块提供必要的数据支持。

雷电预警模块：根据实时气象数据预测雷电即将发生的范围和强度，并为输电线路走廊区域提供落雷参数预警。

输电线路雷害风险计算模块：根据输电线路参数和走廊雷电预警参数计算未来单位时间内线路遭受雷击跳闸的风险，根据计算原理不同可分为雷电绕击和反击风险两种。

输电线路雷害预警模块：根据输电线路雷害历史情况统计确定雷害风险阀值，将输电线路雷害风险计算结果与风险阀值比较，综合得出输电线路的雷害预警等级和区域。

所述雷害预警等级分为三个等级：低等、中等和高等。