[发明专利]基于历史信息的雷击闪络预警方法及系统

说明书

本发明公开了基于历史信息的雷击闪络预警方法及系统，包括：通过采集雷击的历史信息并将其分为雷击闪络和雷击未闪络两类；然后根据雷击的历史信息构建KD树；当有雷电发生时，通过大气电场仪等的实时监测得到待预警的雷击信息，利用KD树最近邻搜索算法搜索出待预警雷击信息的K个近邻点；最后由K近邻算法确定待预警信息类别，输出预警结果。通过该方法预警的结果更加精确。

技术领域

本发明涉及雷击闪络预警技术领域，尤其涉及基于历史信息的雷击闪络预警方法及系统。

背景技术

电力系统是国民经济和社会发展的重要组成部分。近年来随着中国电网规模迅速扩大，雷击故障产生的危害越来越大。根据运行维护部门的统计，雷击对于输电系统的跳闸和失稳仍然是一个巨大的因素，对电网的安全性和稳定性构成严重威胁。有效的雷电监测和预警系统可以在雷电事故发生前进行预报，并对电力调度部门的线路运行计划提供辅助决策。因此，有效的报警方法对减少雷电事故造成的危害具有重要意义。

许多学者提出了不同的雷电灾害预警方法，主要使用基于大气电场仪，雷电监测网和雷电定位系统的方法。在当前雷电保护设计的基础上，雷电电流幅值，闪电发生位置，杆塔高度被认为是重要参考。中国气象科学研究院学者利用M-LDARS闪电定位系统的观测资料和探空资料实现了对雷电活动的预报，并且利用大气电场仪进行检测和预报。厦门市防雷中心学者通过大气电场仪并且综合电场强度及雷电距离2种预警手段，实现了更准确的雷电短时预警。南京理工大学学者提出通过划分雷电分区来预报未来时段雷电概率在地域上的演变趋势。

针对目前研究方法一般都是对一定区域是否发生雷电而进行预警或预报，无法对输电线路造成的闪络风险进行预警，国家电力科学研究院学者提出了通过监测气象实时信息，建立闪络预警流程图来进行预警的方法。但是现有技术都存在预警结果不够精确的缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供基于历史信息的雷击闪络预警方法及系统，它针对如何实现闪络预警，提出基于雷击历史数据，采用K近邻算法来进行预警的方法，介绍了预警流程，并通过实例详细阐述了具体过程，给出了更加精确的预警结果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于历史信息的雷击闪络预警方法，包括以下步骤：

步骤一，收集雷击的历史信息，并以雷击是否导致闪络为依据将雷击分为两类；

步骤二，以雷电特征量为坐标轴建立三维空间直角坐标系，并将雷电历史信息导入三维空间直角坐标系中；

步骤三，利用步骤二的雷电坐标信息作为KD树构建算法的输入来构建KD树；

步骤四，通过大气电场仪，雷电监测网和雷电定位系统的实时监测，得到待预警的雷击信息，将待预警的雷击信息导入三维空间直角坐标系中；

步骤五，根据KD树最近邻搜索算法，搜索得到待预警雷击信息的K个近邻；

步骤六，由K近邻算法最终确定待预警信息所属类别，输出预警结果。

所述步骤一中，收集雷击的历史信息，分为雷击闪络和雷击未闪络两类，记雷击闪络集合为A_i，雷击未闪络集合为B_i。

所述步骤二的方法为，以雷击的历史信息的雷电流幅值为x轴，杆塔高度为y轴，雷击距线路的距离为z轴，将雷击闪络集合A_i和雷击未闪络集合B_i导入到三维空间直角坐标系中。

所述步骤三的方法为，根据导入的雷击历史信息的空间点坐标，依据KD树的构建理论，建立雷击历史信息的空间坐标点的三维KD树。

所述步骤四的方法为，根据大气电场仪，雷电监测网和雷电定位系统的监测，得出待预警的雷击信息，记为C，并将雷击C的坐标信息导入到三维空间直角坐标系中。