[發明專利]基于大數據和神經網絡的架空線路雷擊跳閘率計算方法

在審

• 申請號: 201811316228.6
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109460602A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 王冉冉;徐靜;王振海;陳明;周其朋;蘇寧;王亞麗;賈秀發;尹孟;徐靖波
• 申請（專利權）人: 山東農業大學;國網山東省電力公司諸城市供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/08
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 吳風江

一種基于大數據和神經網絡的架空線路雷擊跳閘率計算方法，神經網絡均使用三層BP神經網絡，包括一個輸入層、一個隱含層和一個輸出層；將雷擊跳閘率分為反擊跳閘率和繞擊跳閘率兩部分進行計算；根據規程法計算建弧率，利用建弧率和所得到的輸出層節點計算繞擊跳閘率和反擊跳閘率；計算所得的繞擊跳閘率和反擊跳閘率之和即為雷擊跳閘率。這種方法對提高輸電線路運維水平，減少雷電活動對電網的破壞，具有至關重要的作用。

技術領域

本發明涉及電力架空線路的工程設計和防雷領域，具體地說是一種基于大數據和神經網絡的架空線路雷擊跳閘率計算方法。

背景技術

雷擊對于電網安全運行的影響一直備受關注，統計表明， 330kV及以上交流輸電線路，由于雷擊引起的故障率超過半數。特別是當地形地貌復雜多樣，不同地區雷暴日差別明顯，各地不同的氣候特征，對于雷電活動也有明顯影響。針對不同地區進行差異化防雷的需求日益突出，雷擊跳閘率的準確計算對于架空線路的防雷設計，具有重要作用。

傳統的計算雷擊跳閘率的方法包括規程法和先導模型法。規程法主要基于單回路矮塔統計值推導而來，隨著桿塔高度的不斷增加，早期從不高于30m的桿塔設計經驗中總結而來的電感模型已不能適用于高桿塔的防雷研究，高塔的繞擊計算存在較大誤差。先導模型法很大程度上依賴長期以來的雷電和長間隙試驗觀測的數據，不同的參數和判據帶來的計算結果相差較大，同時，先導模型法沒有考慮當雷電下行先導已經下降到低于線路高度時發生的雷擊線路現象。電氣幾何模型為考慮放電的分散性，沒有考慮其它因素對于擊距的影響。

總之，由于雷擊跳閘率影響因素很多，而對于這些影響因素，目前并沒有一種權威的理論，明確其與雷擊的關系，對于雷擊跳閘率的計算方法，都存在較大誤差。

發明內容

本發明針對背景技術中提及的本領域技術的不足，提供一種基于大數據和神經網絡的架空線路雷擊跳閘率計算方法。

本發明所采用的技術方案是：一種基于大數據和神經網絡的架空線路雷擊跳閘率計算方法，所述計算方法基于大數據和神經網絡，所述神經網絡均使用三層BP神經網絡，包括一個輸入層、一個隱含層和一個輸出層；

將雷擊跳閘率分為反擊跳閘率和繞擊跳閘率兩部分進行計算：

A、計算反擊跳閘率

輸入層所包含節點：桿塔高度、橫擔高度、避雷線高度、導線高度、桿塔分流系數、導線和避雷線耦合系數、桿塔接地電阻、U50%放電電壓；

隱含層根據計算，根據公式，選取較小的訓練值為4開始試驗，根據訓練結果得出節點數量；

訓練前，首先利用規程法計算反擊閃絡率，計算雷擊塔頂反擊的耐雷水平，如公式（1）

式中：為桿塔高度，m；

為橫擔對地高度，m；

為避雷線對地平均高度，m；

為導線平均高度，m；

為桿塔分流系數；

為導線和避雷線間的耦合系數；

為導線和避雷線間的幾何耦合系數；

為桿塔沖擊接地電阻，Ω；

為雷電波形的波頭時間，μS；

為絕緣子串正極性50%沖擊放電電壓；

然后根據耐雷水平，計算雷擊概率：

最后計算雷擊跳閘率如公式（2）：