[发明专利]一种适用于不同微地形对雷电活动的定量分析方法

说明书

本申请提供一种适用于不同微地形对雷电活动的定量分析方法，包括：获取雷电活动分析数据，雷电活动分析数据包括雷电地闪监测数据和其地形区域；通过地形特征量识别地形区域中不同微地形；对不同微地形下的雷电活动数据，进行时间和空间上的聚类分析，得到雷电地闪集合簇；根据雷电地闪集合簇的质心位置，按照时间顺序将质心连线，得到雷电地闪移动路径；根据雷电地闪移动路径，分析雷电移动轨迹的空间方位；雷电移动轨迹的空间方位，分析微地形对输电线路的影响。本申请对输电线路区域进行详细划分，充分考虑不同地形对雷电活动的影响，针对线路和地理环境复杂多变的输电线路，定量的分析地形对雷电活动的影响，具有全面性和普遍适用性。

技术领域

本申请涉及输电线路雷害分析领域，尤其涉及一种适用于不同微地形对雷电活动的定量分析方法。

背景技术

电力系统输电线路处于遭受雷击的自然环境中时，雷击灾害对电力系统影响较大，作为电力系统的传输命脉，输电线路的安全稳定关系到整个电网的运行。为准确分析输电线路跳闸原因，降低输电线路的跳闸率，减少巡线的工作量，电网雷电定位系统已经运行多年，积累了大量宝贵的数据，为分析雷电活动规律打下了很好的基础。基于雷电定位系统的监测数据开展了大量工作，建立了落雷密度统计方法，电网雷害分布图绘制方法以及基于雷电参数统计的输电线路防雷性能评估方法等。但是，由于这种方式是将大量的雷电活动过程都叠加在一起，使得无法看出最主要的雷电活动走向，仅仅是大而粗放式地对雷电进行分析。

目前，传统的雷电活动分析方法，对于宏观的输电线路的规划非常有用，可以在规划时使输电线路尽量避免雷多的区域，但是对于微观的防雷管理来说，却无法提供有效的数据来进行微观上的管理。多数学者通过观测，发现雷电活动在时间上和空间上具有丛聚性的特点，当云体在移动过程中多次对地放电时，云体的核心区域的落雷密度也要比边缘区域大很多，并且在短时间内落雷的个数特别多，雷电的时空丛聚特性为研究其活动规律提供了重要的依据，不同微地形对雷电活动的运动有一定影响作用。微地形特点十分突出，邻近气象站的观测记录及相关地理数据资料，不能满足微地形地段线路设计的要求，更难反映局部微地形点的实际气象情况。微地形对大风、雷云等气象因子的形成及运动趋势都会产生很大的影响。

然而，在分析雷电活动时空规律时，缺乏对地形地貌、气候条件等现场因素的考虑，输电线路途经地形复杂多变，微地形众多，不同微地形对输电线路的影响不同，仅考虑山地、平原等地形对输电线路的影响，范围较大，不能全面反映线路架设地区的微地形对线路雷击故障的影响，无法针对特定场景雷害特征进行防护设计，导致输电线路雷害防护措施无法兼顾有效性。

发明内容

本申请提供了一种适用于不同微地形对雷电活动的定量分析方法，以解决分析雷电活动时空规律时，缺乏对微地形、气候条件等现场因素的考虑，不能全面反映线路架设地区的微地形对线路雷击故障技术问题。

为了达到上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：

提供一种适用于不同微地形对雷电活动的定量分析方法，所述方法包括：

获取雷电活动分析数据，所述雷电活动分析数据包括雷电地闪监测数据和其地形区域；

通过地形特征量识别所述地形区域中不同微地形；

对不同微地形下的雷电活动数据，进行时间和空间上的聚类分析，得到雷电地闪集合簇；

根据所述雷电地闪集合簇的质心位置，按照时间顺序将质心连线，得到雷电地闪移动路径；

根据所述雷电地闪移动路径，分析雷电移动轨迹的空间方位；

基于雷电移动轨迹的空间方位，确定重合度，以及通过重合度定量分析微地形对输电线路的影响。

进一步地，所述获取雷电活动分析数据，包括：

获取雷电定位系统数据库中输电线路区域的落雷数据；