基于大数据分析的输电线路雷害风险评估方法及应用

经对云南省多年输电线路故障统计发现，雷击跳闸是影响输电线路安全运行的重大隐患之一。随着雷电定位系统在电网的推广应用，已积累大量的雷电地闪活动数据，具体包括：雷击位置、雷电流幅值、雷击发生的时刻、回击等。当前对输电线路雷电活动的分析仅停留在利用网格法统计沿线的地闪密度和雷电活动强度随季节变化的情况，然后利用统计参数对当地的雷电流幅值概率分布函数进行修正，并结合电气几何模型法对线路的绕击跳闸率进行计算，将计算结果用于线路的防雷改造。这种方法缺乏对地形地貌、气候条件等现场因素的考虑，雷电特征参数在不同季节、不同地区随季节等因素变化较大，传统输电线路雷电活动法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。而数字高程数据是专为分析地形地貌而生的数据，其能够很好地在高分辨率下表征特性地区的地形地貌情况。目前将其与雷电定位数据融合，开展大数据挖掘分析的工作还较少。正是由于缺乏对微地形等多源数据的综合考虑，未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与经济性。
　　《基于大数据分析的输电线路雷害风险评估方法及应用》拟针对目前防雷工作中对雷电定位数据、地形地貌数据应用手段单一，输电线路杆塔雷击跳闸率高，仿真计算准确率低、防雷措施未体现差异化等问题，以云南省雷电系统监测数据和地形地貌数据为基础，统计分析云南省整体地形地貌分布情况；建立落雷孕灾环境敏感度综合评价体系，解释典型场景落雷频繁的原因，从地形地貌特征的角度评估典型区域的落雷风险；通过规程法和电气几何模型法建立雷击跳闸率计算模型，计算多基杆塔雷击跳闸率，并通过地形地貌数据进行修正，实现考虑典型地形地貌、雷电地闪活动、杆塔结构参数以及历史雷击数据的输电线路雷电大数据挖掘工作。

第1章 绪论
1．1 国内外研究现状
1．2 目前研究中的不足

第2章 输电线路走廊典型雷害场景特征归类研究
2．1 雷电活动参数统计
2．2 微地形特征参数提取和分析
2．3 云南省雷电活动与微地形特征关系分区研究
2．4 本章小结

第3章 输电线路走廊典型雷害特征识别研究
3．1 基于Apriori算法的典型雷害场景挖掘分析
3．2 地闪活动与地形关联规则挖掘
3．3 地闪活动与地貌关联规则挖掘
3．4 地闪密度与地形地貌关联规则挖掘
3．5 本章小结

第4章 典型雷击输电走廊区段雷电活动数据与微地形特征数据库的建立
4．1 云南省落雷信息与微地形信息数据库的建立
4．2 数据库提取实例
4．3 本章小结
5．1 典型微地形输电走廊区段雷电活动研究
5．2 聚类分析方法的选择
5．3 基于密度的聚类算法的实现
5．4 本章小结

第6章 输电走廊区域雷电时空运动规律与微地形参数之间的深度挖掘
6．1 典型地形特征提取及其对雷电活动影响的定量分析方法
6．2 不同地形下单次雷电地闪运动聚类分析
6．3 输电线路建成前后对雷电活动影响研究
6．4 本章小结

第7章 不同微地形特征对线路雷电活动参量的映射关系研究
7．1 基于熵权法的落雷孕灾环境评估
7．2 地形地貌指标参数重新赋值
7．3 落雷孕灾环境敏感度综合指标构建
7．4 典型多地闪地形特征落雷孕灾环境敏感度分析
7．5 典型区域落雷孕灾环境敏感度分析验证
7．6 本章小结

第8章 输电线路雷害故障影响因子权重计算研究
8．1 落雷信息
8．2 线路杆塔参数数据库建立方法
8．3 本章小结
9．1 考虑微地形影响的改进BP神经网络雷击跳闸率修正模型
9．2 本章小结
……

第10章 输电线路雷击跳阐智能评估模型建立研究
第11章 典型微地形条件下输电走廊逐基杆塔雷击跳闸率分析计算
第12章 输电线路多端口雷害风险评估系统研究
第13章 输电线路雷害评估未来发展方向

参考文献

经对云南省多年输电线路故障统计发现，雷击跳闸是影响输电线路安全运行的重大隐患之一。随着雷电定位系统在电网的推广应用，已积累大量的雷电地闪活动数据，具体包括：雷击位置、雷电流幅值、雷击发生的时刻、回击等。当前对输电线路雷电活动的分析仅停留在利用网格法统计沿线的地闪密度和雷电活动强度随季节变化的情况，然后利用统计参数对当地的雷电流幅值概率分布函数进行修正，并结合电气几何模型法对线路的绕击跳闸率进行计算，将计算结果用于线路的防雷改造。这种方法缺乏对地形地貌、气候条件等现场因素的考虑，雷电特征参数在不同季节、不同地区随季节等因素变化较大，传统输电线路雷电活动法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。而数字高程数据是专为分析地形地貌而生的数据，其能够很好地在高分辨率下表征特性地区的地形地貌情况。目前将其与雷电定位数据融合，开展大数据挖掘分析的工作还较少。正是由于缺乏对微地形等多源数据的综合考虑，未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与经济性。
　　《基于大数据分析的输电线路雷害风险评估方法及应用》拟针对目前防雷工作中对雷电定位数据、地形地貌数据应用手段单一，输电线路杆塔雷击跳闸率高，仿真计算准确率低、防雷措施未体现差异化等问题，以云南省雷电系统监测数据和地形地貌数据为基础，统计分析云南省整体地形地貌分布情况；建立落雷孕灾环境敏感度综合评价体系，解释典型场景落雷频繁的原因，从地形地貌特征的角度评估典型区域的落雷风险；通过规程法和电气几何模型法建立雷击跳闸率计算模型，计算多基杆塔雷击跳闸率，并通过地形地貌数据进行修正，实现考虑典型地形地貌、雷电地闪活动、杆塔结构参数以及历史雷击数据的输电线路雷电大数据挖掘工作。