[發(fā)明專利]一種輸電走廊區(qū)域微地形與雷害特征參量的關(guān)聯(lián)挖掘方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110324574.4
• 申請(qǐng)日: 2021-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN113010559A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘浩;馬儀;周仿榮;馬御棠;張輝;黃修乾;高振宇;黃然;文剛;錢國超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06F16/2455
• 分類號(hào): G06F16/2455;G06F16/2458;G06Q50/06
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本發(fā)明提出了一種輸電走廊區(qū)域微地形與雷害特征參量的關(guān)聯(lián)挖掘方法。首先獲取輸電線路的桿塔信息、所在地區(qū)雷電活動(dòng)參數(shù)和地區(qū)高程數(shù)據(jù)，考慮到微地形分析對(duì)區(qū)域細(xì)分的要求，采用新的雷電活動(dòng)參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法獲取桿塔地閃密度值和雷電流幅值均值。其次通過地理信息軟件分析提取多種微地形特征參數(shù)，全面準(zhǔn)確反映微地形的特點(diǎn)。進(jìn)而采用不同的數(shù)據(jù)概化方法對(duì)參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理，構(gòu)建待挖掘事務(wù)表。進(jìn)而基于關(guān)聯(lián)規(guī)則算法進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，得到與雷電活動(dòng)有強(qiáng)關(guān)聯(lián)性的微地形特征。本發(fā)明適用于輸電線路復(fù)雜微地形與雷電活動(dòng)關(guān)聯(lián)性的分析，對(duì)明確防雷的重點(diǎn)線路、重點(diǎn)桿塔，輸電線路建設(shè)以及防雷措施改造工作具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)輸電線路雷害防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輸電走廊區(qū)域微地形與雷害特征參量的關(guān)聯(lián)挖掘方法。

背景技術(shù)

輸電線路是電網(wǎng)的基礎(chǔ)組成部分，其安全性、可靠性以及穩(wěn)定性對(duì)于保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有至關(guān)重要的作用。輸電走廊途經(jīng)的地形相當(dāng)復(fù)雜，地貌極具多樣化，絕大數(shù)110kV及以上電壓等級(jí)的架空輸電線路，經(jīng)受著雷雨季節(jié)的嚴(yán)峻考驗(yàn)，雷擊故障頻繁發(fā)生。輸電線路的雷擊故障在整個(gè)電力系統(tǒng)故障率中占很高的比例，而且雷電導(dǎo)致的故障最嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

當(dāng)前對(duì)輸電線路的雷電活動(dòng)的分析僅停留在利用網(wǎng)格法統(tǒng)計(jì)沿線的地閃密度和雷電活動(dòng)強(qiáng)度隨季節(jié)、月份等時(shí)間變化的情況，這種方法缺乏對(duì)地形地貌等現(xiàn)場因素的考慮，不能全面反映線路架設(shè)地區(qū)的微地形對(duì)線路雷擊故障的影響，無法針對(duì)特定場景雷害特征進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致輸電線路雷害防護(hù)措施無法兼顧有效性與經(jīng)濟(jì)性。并且雷電活動(dòng)具有強(qiáng)分散性和強(qiáng)隨機(jī)性的特征，影響因素繁多，沒有占據(jù)主導(dǎo)作用的因素，采用傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法通過計(jì)算方法定量描述雷電活動(dòng)難以得到正確有效的研究結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的在于提供一種輸電走廊區(qū)域微地形與雷害特征參量的關(guān)聯(lián)挖掘方法，包括以下步驟：

獲取輸電線路桿塔參數(shù)和所在區(qū)域雷電活動(dòng)參數(shù)及高程數(shù)據(jù)，所述輸電線路桿塔參數(shù)包括桿塔的經(jīng)緯度坐標(biāo)，所述雷電活動(dòng)參數(shù)包括落雷的時(shí)間、經(jīng)緯度位置坐標(biāo)、雷電流幅值；

根據(jù)輸電線路塔桿參數(shù)和雷電活動(dòng)參數(shù)，計(jì)算塔桿的線路走廊內(nèi)地閃密度分布、雷電流幅值均值特征參數(shù)；

根據(jù)區(qū)域高程數(shù)據(jù)，獲取桿塔線路走廊區(qū)域的海拔、坡度、坡向、坡形、坡度變化率、距山脊線距離、距山谷線距離的地形參數(shù)屬性值；

采用數(shù)據(jù)概化處理方法，對(duì)雷電活動(dòng)參數(shù)和微地形特征特征參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，構(gòu)建待挖掘事務(wù)表；

基于Apriori關(guān)聯(lián)規(guī)則算法建立關(guān)聯(lián)性分析模型，通過訪問調(diào)用事務(wù)表形成微地形因子與雷害特征間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，得到與雷電活動(dòng)有強(qiáng)關(guān)聯(lián)性的微地形特征。

進(jìn)一步的，所述塔桿的線路走廊內(nèi)地閃密度分布、雷電流幅值均值特征參數(shù)計(jì)算步驟為，

對(duì)各桿塔按線路走向依次編號(hào)，取各基桿塔所在位置為中心，一定距離為半徑畫圓，

統(tǒng)計(jì)圓內(nèi)的落雷頻次和每次落雷的雷電流幅值，并計(jì)算該桿塔區(qū)域地閃密度值和雷電流幅值均值。

進(jìn)一步的，所述桿塔地閃密度計(jì)算公式為，

其中，N_G為地閃密度，單位是次/(km2·a)，m為統(tǒng)計(jì)周期，單位是年(a)，R為圓形統(tǒng)計(jì)區(qū)域半徑，單位是km，Pi為第i年統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)的落雷頻次。

進(jìn)一步的，所述桿塔雷電流幅值均值的計(jì)算公式為，

式中，Iav為雷電流幅值均值，單位是kA；n為圓形統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)第i年的落雷頻次；Iij為圓形統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)單次落雷的雷電流幅值，單位是kA。

進(jìn)一步的，所述微地形特征參數(shù)提取方法為，