[發明專利]一種基于鄰域保持嵌入算法的輸電線路桿塔雷擊預警方法

有效

• 申請號: 201810524902.3
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN109543870B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 李鵬;聶海福;任文平;張忠軍;陳勇;陶飛;劉宣廷
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06K9/62
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

本發明涉及一種基于鄰域保持嵌入算法的輸電線路桿塔雷擊預警方法，屬輸電線路安全監測領域。本發明根據輸電線路桿塔所處微地形、微氣象信息，如桿塔的海拔高度、呼稱高、氣象、桿塔的地形地貌、桿塔50m周邊情況，土壤情況等數據，利用鄰域保持嵌入算法(NPE)挖掘出隱含的局部模型信息；建模前需要對數據進行采集整理，對于現有的輸電線路走廊歷史微氣象、微地形和桿塔本體信息文獻資料，通過設定規范，把信息文獻資料中的文字數據描述轉換為數值數據存入數據庫備份供歷史數據建模使用；實時監控時，把最新獲取的微氣象數據通過上述規范處理后存入數據庫結合微地形、桿塔本體數據供在線監控模塊處理使用。

技術領域

本發明屬于輸電線路安全監測領域，涉及到一種基于鄰域保持嵌入算法的輸電線路桿塔雷擊預警方法。為輸電線路的雷害防治研究提供一些方法參考，降低輸電線路雷害的損失，對保障輸電線路安全穩定運行具有重要意義。

背景技術

由于中國地理位置特殊，東西南北跨度極廣，特別是云貴高原地區包含各色地形地貌，電網架空輸電線路走廊分布廣闊，沿途經過崇山峻嶺、江河無數，架空輸電線路運行時常遭受風、雨、雷電、冰雪等惡劣天氣影響。其中，雷電已經成為影響架空輸電線路安全運行的最主要因素之一。如何對其進行有效的監測和預警具有十分重要的工程應用研究價值。

傳統的輸電線路雷擊預警方法是基于雷達雷電監測組網、氣象衛星云圖、大氣電場及雷電流強度等數據進行預警。如：司馬文霞等提出了利用多普勒效應進行雷云定位、軌跡預測實現輸電線路的雷擊預警；谷山強等提出結合雷電監測網和氣象衛星云圖實時監測信息確定雷暴云團位置及運動趨勢，以雷暴云與輸電線路之間的距離為依據，實現分級啟動雷電預警、輸電線路雷擊預警和輸電線路雷擊閃絡預警；G,Juntian等提出一種基于大氣電場、雷電位置信息和雷電災害風險評估技術的多信息融合雷電預警方法；H,Tao采用大氣電場和時間差分計算，結合雷電定位系統的雷電移動趨勢預測；熊宇等采用雷電預報區域和輸電線路網格化方法，計算輸電線路和臨近雷電預報區域之間的距離以實現輸電線路雷擊預警。

根據上述輸電線路雷擊預警方法的研究，我們認為存在以下問題：

1)全景信息關聯分析不足：雷擊是大自然中的強放電現象，導致雷擊發生的因素有很多。首先就是氣象條件，其次是輸電線路走廊所處的環境參數，例如桿塔所在的地形、地貌、周邊植被等，最后引發雷電發生的變量還有輸電線路的相關本體屬性，如桿塔的呼稱高、電壓等級等。現在的研究方法大多是基于雷云團的運動趨勢預測實現輸電線路雷擊預警，僅根據雷云團的運動建立短期的雷云團運動軌跡預測模型，當雷云團接近輸電線路走廊時啟動雷擊預警。這種方法在一定程度上能實現輸電線路的雷擊預警，但是其只利用單一變量進行分析，沒有考慮雷擊的產生是由氣象條件、環境參數、桿塔屬性等全景信息相互作用的結果。

2)雷擊預警的精確度不夠：基于氣象條件與雷電參數做輸電線路雷擊預警，氣象預報屬于十公里級氣象預報，導致預警尺度大。粒度不達桿塔級，無法捕捉到雷電發生的具體位置，導致電力系統不能建立針對電網輸電線路的定制化服務系統。

3)機理模型不易搭建：輸電線路遭受雷擊的過程是一個復雜的高維非線性過程，其隨機性、突變性和動態性導致機理模型難以建立。所以本文提出利用多變量統計分析的方法構建模型，實現輸電線路的雷擊預警。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有方法的不足，而提供一種架空輸電線路桿塔的雷擊預警模型方法，具體為基于微氣象信息的低緯度高海拔地區的輸電線路桿塔雷擊預警方法。