雷電全時(shí)空監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在超高壓電網(wǎng)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、超高壓輸電線路輸送容量大、分布廣且常作為地區(qū)電網(wǎng)的主干線路，其安全可靠的運(yùn)行對(duì)實(shí)現(xiàn)“西電東送，南北互供，全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”的電力發(fā)展戰(zhàn)略尤為重要，研究表明，雷擊目前仍是威脅輸電線路正常運(yùn)行的主要因素，特別是超高壓輸電線路，雷擊跳閘率常年位于各類跳閘率首位，雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者已對(duì)超高壓輸電線路雷電防護(hù)問題進(jìn)行了多年研究，但輸電線路雷害事故仍居高不下。
　　 本文針對(duì)目前超高壓輸電線路雷害嚴(yán)重的問題，采用雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、多普勒天氣雷達(dá)、電力系統(tǒng)過

2、電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等設(shè)備，在分析研究雷電活動(dòng)參數(shù)和規(guī)律的基礎(chǔ)上，結(jié)合輸電線路反擊和繞擊耐雷性能計(jì)算的規(guī)程原理，基于最優(yōu)化、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等數(shù)學(xué)方法，搭建了一個(gè)較為完整的超高壓輸電線路雷電全時(shí)空監(jiān)測(cè)防護(hù)系統(tǒng)，并針對(duì)雷電全時(shí)空監(jiān)測(cè)防護(hù)系統(tǒng)中涉及到的關(guān)鍵問題，開展了雷擊前的超高壓輸電線路走廊優(yōu)化選擇、雷暴中的超高壓輸電線路雷電預(yù)警及雷擊后的雷電過電壓識(shí)別等研究。
　　 在雷電活動(dòng)參數(shù)統(tǒng)計(jì)方面，以重慶市為例，使用雷電定位數(shù)據(jù)，基于經(jīng)典的網(wǎng)格

3、統(tǒng)計(jì)方法，分析研究了與輸電線路防雷緊密相關(guān)的主要雷電參數(shù)，如雷電日、地閃密度、雷電流幅值累計(jì)概率分布等；在雷電規(guī)律研究方面，使用了變異系數(shù)法和Allan因子對(duì)地閃發(fā)生間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了研究。重慶市雷電活動(dòng)參數(shù)區(qū)域差異性較為顯著，地閃呈現(xiàn)出了較為明顯的關(guān)聯(lián)性特征。
　　 使用網(wǎng)格化后的雷電參數(shù)改進(jìn)了傳統(tǒng)規(guī)程法中輸電線路耐雷性能評(píng)估中的相關(guān)計(jì)算方法，使之更加適應(yīng)于采用實(shí)際雷電定位數(shù)據(jù)進(jìn)行輸電線路耐雷水平評(píng)估的要求，建立起了使用雷電定位

4、數(shù)據(jù)的超高壓輸電線路耐雷性能評(píng)估模型，研究得知該模型與規(guī)程法中相關(guān)計(jì)算方法保持了高度的一致。
　　 運(yùn)用最優(yōu)化和圖論中Dijkstra優(yōu)化理論，提出了超高壓輸電線路走廊選擇的優(yōu)化設(shè)計(jì)算法，該算法從線路期望雷擊跳閘數(shù)最小這一方面進(jìn)行了考慮，能較為快捷、準(zhǔn)確地找到從輸電線路起點(diǎn)到終點(diǎn)的最短線路路徑，以重慶電網(wǎng)某超高壓輸電線路為例，證實(shí)了該模型在輸電線路走廊優(yōu)化選擇的可行性和較傳統(tǒng)人工選線的優(yōu)越性，并對(duì)實(shí)現(xiàn)輸電線路的差異化防雷設(shè)計(jì)奠定

5、了基礎(chǔ)。
　　 使用多普勒天氣雷達(dá)，在分析研究目前各類雷云識(shí)別、跟蹤和預(yù)測(cè)算法的優(yōu)劣的基礎(chǔ)上，針對(duì)雷云可能出現(xiàn)的非線性運(yùn)動(dòng)情況，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)SCIT算法中單純使用線性外推法預(yù)測(cè)雷云運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了改進(jìn)，使得其更適應(yīng)于雷云的非線性運(yùn)動(dòng)的情況，并借鑒超高壓輸電線路耐雷評(píng)估模型，結(jié)合重慶市內(nèi)雷電活動(dòng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)參數(shù)，構(gòu)建了超高壓輸電線路的雷電預(yù)警模型，該模型在重慶電網(wǎng)某條超高壓輸電線路模擬運(yùn)行預(yù)警實(shí)驗(yàn)中，取得了較好的效果。
　　

6、在對(duì)幾種不同類型的雷電過電壓進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，采用希爾伯特-黃(HHT)算法作為信號(hào)分析計(jì)算方法，提出了6種過電壓識(shí)別特征量，并采用這些特征量，基于支撐向量機(jī)(SVM)方法，對(duì)雷電過電壓進(jìn)行識(shí)別，提出了雷電過電壓HHT-SVM識(shí)別方法，經(jīng)過大量實(shí)例數(shù)據(jù)驗(yàn)證，該模型能夠達(dá)到92.8％的識(shí)別準(zhǔn)確度，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
　　 另外，本文研究的超高壓輸電線路雷電全時(shí)空監(jiān)護(hù)防護(hù)系統(tǒng)及涉及到的關(guān)鍵技術(shù)具有普遍適用性，可方便地應(yīng)用于各個(gè)