[发明专利]一种基于LLS的区域雷害特征相关分析方法

说明书

一种基于LLS的区域雷害特征相关分析方法，其特征在于，所述方法依据雷电定位系统地闪监测数据和NECP再分析数据，采用奇异值分解方法确定地闪空间特征与由NECP再分析数据提取的气象背景之间的相关关系，实现区域雷害特征的强相关性的因子的分析与辨识。本发明具有现场应用方便，算法可靠性高，辅助决策参考价值大的特点。本发明可用于电网雷电定位系统运行经验丰富、地闪分析精确且建有电网气象信息系统的网省一级电力公司电力调度机构，提供区域雷害特征的气象学影响条件的甄别方法，促进电网雷害抵御能力建设。

技术领域

本发明涉及一种基于LLS的区域雷害特征相关分析方法，属高压电气设备运行维护检修技术领域。

背景技术

根据近年《全国雷电灾害典型实例汇编》等材料统计，所有易遭受雷击危害的行业大致可分为电力、广电、化工、计算机、通信和其他等6类，其中电力高压电器设备的雷击事故发生比例较高，约占总数的24.7％。就电力行业而言，雷击跳闸一直处在各类故障事故的第一位。据不完全统计，2003年中国66～500kV输电线路跳闸总数中接近40。23％由雷击造成；2004年国家电网公司所属220～500kV雷击跳闸占总跳闸数量的32.72％。尽管一次系统中高压电器设备的设计标准高、抵御雷害的能力优于低电压电气设备，但仅靠提高一次设备的设计标准来强化雷击灾害的防御能力势必导致极大的资产投入负担，在短时间内很难予以实现，因此，如何加强雷害特征的分析研究、提升二次系统雷害监测预警分析能力显得尤为重要。

发生雷害事件与区域气候、自然条件关系密切。就雷害发生的机理而言，雷电的产生主要由伴随多种天气现象的中小尺度天气过程所导致，雷害发生时时常伴有大风和暴雨，有时甚至出现冰雹和龙卷都灾害性天气。雷害发生前后的天气背景研究对于雷害事件的分析研究具有重要意义，如大尺度环流背景、对流动力参数、动力/热力触发机制等对于云内起电机制的阐述具有重要意义，因而是大气电学和雷电原理的重要问题之一。针对雷害发生时段的气象物理要素的针对分析，有助于提高雷害停电故障的预警技术水平，在可能的雷击分区范围划分和雷击区设备故障概率预报中将发挥一定的积极作用。

发明内容

本发明的目的是，为了提高区域雷害发生前事故预判的准确性，丰富高压电气设备防雷预警参考信息，本发明公开了一种基于LLS的区域雷害特征相关分析方法。

本发明的技术方案是，本发明基于LLS的区域雷害特征相关分析方法，由雷电定位系统历史监测数据和历史同期美国国家环境预报中心NCEP再分析资料(National Centersfor Environmental Prediction，NCEP)，采用奇异值分解方法进行地闪空间分布与气象要素空间分析的相关性分析，确定显著影响地闪空间分布型的气象要素类别，从而依据气象机理揭示区域雷害特征的制约条件。

本发明一种基于LLS的区域雷害特征相关分析方法，依据雷电定位系统地闪监测数据和NECP再分析数据，采用奇异值分解方法确定地闪空间特征与由NECP再分析数据提取的气象背景之间的相关关系，实现区域雷害特征的强相关性的因子的分析与辨识。

所述方法实现步骤如下：

(1)对LLS雷电监测数据预处理，将LLS监测得到地闪记录通过网格法处理成0.01°×0.01°、0.05°×0.05°和0.1°×0.1°三种时空分辨率的逐日网格化地闪密度空间矩阵。

(2)对NECP再分析数据预处理，收集LLS雷电监测数据历史同期的NECP再分析数据0.1°×0.1°格点数据，依据LLS监测范围确定NECP再分析数据空间取值范围，时间取值范围遵照LLS。

(3)进行LLS雷电监测数据与NECP再分析数据耦合关系分析，采用SVD方法对雷电监测场与气象要素场的多项变量实施不同的转换，得到的新变量为一组时间系数项，此与两个场分别对应、成对出现的时间系数间的相互关系即为雷电监测场与气象要素场的相关关系。