[發(fā)明專利]一種雷電參數(shù)反演計算優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710824228.6
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107765102B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃練棟;伍建煒;溫健鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 林麗明<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

1.一種雷電參數(shù)反演計算優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.根據(jù)雷電定位位置對每個參與定位探測站設(shè)定出地形掃描路徑，并采用三維地形掃描工具對雷電傳播路徑地形進(jìn)行掃描；

S2.在步驟S1后，通過高程數(shù)據(jù)比對，定義傳播路徑上的山體，然后對每個山體判斷其是否符合參數(shù)計算修正原則前提條件，若不符合，則不修正；若符合，則轉(zhuǎn)步驟S3；

S3.在步驟S2后，依據(jù)修正原則修正計算結(jié)果得到雷電回?fù)簟⒗纂娏鞣礗、雷電流波形陡度S參數(shù)；

S4.在步驟S1后，結(jié)合雷電定位位置與參與定位各原始數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)計算，得到雷電回?fù)?、雷電流幅值I、雷電流波形陡度S，其中：

雷電流幅值I按下式計算：

式中，C為光速，V為回?fù)羲俣?，?.3×108m/s；μ₀為真空磁導(dǎo)率，D為雷擊點到探測站的距離，t為傳輸時間，B(D,t)表示輻射場分量；

雷電流波形陡度S按下式計算：

S＝I_c/t_c

式中，I_c為雷電流最大幅值，t_c為雷電流最大幅值對應(yīng)的時間；

S5.在步驟S3或步驟S4后，通過將計算得到的雷電回?fù)簟⒗纂娏鞣礗、雷電流波形陡度S參數(shù)與其他雷電定位系統(tǒng)的雷電參數(shù)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，修正模型計算參數(shù)，最終通過修正后的模型計算出相應(yīng)的雷電參數(shù)；

其中，步驟S2中，按如下方法判定是否符合參數(shù)計算修正原則前提條件：

(1)若山體面向雷電通道一側(cè)，距離山體10km之外的區(qū)域，雷電輻射磁場受山體的影響變化較小，上升時間在修正過程中修正的幅度不超過0.1μs，磁場峰值在修正過程中修正的幅度不超過3％；

(2)若山體背向雷電通道一側(cè)，山體對磁場峰值的影響隨著觀測點和山體距離的增加而減小，在超過80km的區(qū)域不做修正，在10km～80km區(qū)間磁場峰值在修正過程中修正的幅度小于5％；

(3)若山體背向雷電通道一側(cè)，山體高度大于2km時，磁場峰值在修正過程中修正的幅度小于30％，上升時間在修正過程中修正的幅度不超過0.4μs，傳播延時在修正過程中修正的幅度不超過1μs。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷電參數(shù)反演計算優(yōu)化方法，其特征在于，所述雷電回?fù)舻拈W電與放電的時間差≤1s、空間間距≤10km。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷電參數(shù)反演計算優(yōu)化方法，其特征在于，所述雷電流幅值I的計算方法如下：

假設(shè)某處的地閃回?fù)敉ǖ罏橐浑娏髟辞乙曰負(fù)魝鬏斔俣萔向上傳播，則根據(jù)傳輸線模式在距離為D的地方產(chǎn)生的輻射場分量B(D,t)按式(1.1)計算：

其中，C為光速，V為回?fù)羲俣龋话闳?.3×10⁸m/s；μ₀為真空磁導(dǎo)率，框形磁場天線的感應(yīng)電壓ε＝n×s×dB/dt，t為傳輸時間，式中n為框形磁場天線線圈匝數(shù)，s為線圈面積；框形磁場天線的感應(yīng)電壓ε經(jīng)過積分、放大后可得到U：

其中，k為積分器放大倍數(shù)，k′＝k×n×s，雷電流幅值I按式(1.3)計算：

I＝k″(2πC/μ₀V)DU (1.3)

其中，k″＝1/k′＝1/(k×n×s)，D為雷擊點到探測站的距離，U為雷電探測站探測到的信號幅值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雷電參數(shù)反演計算優(yōu)化方法，其特征在于，雷電流幅值按雷電流歸一化修正模型修正，按式(1.4)計算每個探測站計算峰值電流I_def：

其中，r為探測站與雷擊點的距離。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷電參數(shù)反演計算優(yōu)化方法，其特征在于，所述雷電流波形陡度S按如下公式計算：

S＝I_c/t_c (1.5)

其中，t₁,t₂,…t_n為每個波形上升時間，d₁,d₂,…d_n雷擊點計算與不同探測站之間的距離，α為優(yōu)化影響因子，α∈(0,1)，I_c為雷電流最大幅值，t_c為雷電流最大幅值對應(yīng)的時間。