[發明專利]一種電網雷電預警方法、裝置、記錄媒體及系統

在審

• 申請號: 202111010348.5
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113705693A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 劉世濤;郝金鵬;朱洪波;王博;楊凱;陳泓;郭飛;伍弘;房子祎;吳波;李秀廣;云明軒;馬波;閆振華;張慶平;馬云龍;馬飛越;田祿;江偉民;王釗;黃湘
• 申請（專利權）人: 國網寧夏電力有限公司電力科學研究院;國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G01R29/12;G01W1/10;G06F16/29
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 徐銳;潘杰

本發明涉及雷電預警技術領域，公開了一種電網雷電預警方法，包括下述步驟：構建K?Means算法，根據獲取的雷電當前坐標數據以及歷史坐標數據分別計算當前聚類中心點以及歷史聚類中心點，輸出當前聚類結果以及歷史聚類結果；根據當前聚類結果以及歷史聚類結果計算各簇中心移矢量，并據此對雷電進行預警。本發明通過對雷暴數據進行獲取，采用K?Means算法聚類分析雷暴云團質心，計算雷暴云區的運動軌跡，外推分析能實現預測下一時刻雷電發生位置和數量，劃分危險程度等級，可實現對小范圍內區域預警。本發明還提供了一種包括存儲有上述方法程序的非暫態可讀記錄媒體及處理電路構成的系統，通過處理電路可以調用該程序，以執行上述方法，完成對電網雷電預警。

技術領域

本發明涉及雷電預警技術領域，具體公開了一種電網雷電預警方法、裝置、記錄媒體及系統。

背景技術

雷電是自然界中重要的大氣現象之一，它在強對流天氣中的長距離放電過程伴有高溫、高電壓、強電流、強搖射及沖擊波等物理效應和現象，在瞬間能夠產生巨大的破壞力，會造成不同程度的雷電災害。其主要的危害有兩種形式：直擊雷是帶電云層與地面上某點之間發生劇烈的放電現象；另外就是感應雷：當雷擊發生后，靜電感應作用會使地面某范圍內帯上異種電荷，而地面由于散流電阻較大出現局部髙電壓或者由于放電過程中強大的脈沖電流對四周的導體產生電磁感應，并伴隨傳導效應向周圍擴散。

大氣電場儀可以實時反映雷雨云的基本活動情況，但缺乏直觀性，卻無法準確知道雷電運動方向和趨勢，也無法確定雷電點具體位置，若單一地依據大氣電場儀監測數據，會造成較高的誤報率，所以，亟需一種電網雷電預警方法，能夠降低預測空間預警誤差，提高對雷電預警監測的準確率。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種電網雷電預警方法，包括以下步驟；

S1，獲取當前時次雷暴的當前坐標數據以及前一時次雷暴的歷史坐標數據；

S2，根據所述當前坐標數據以及歷史坐標數據分別獲取當前聚類中心點以及歷史聚類中心點，通過K-Means算法對所述當前聚類中心點以及歷史聚類中心點進行計算，輸出當前聚類結果以及歷史聚類結果；

S3，根據所述當前聚類結果以及歷史聚類結果計算各簇中心移矢量，并依據該各簇中心移矢量對雷電進行預警。

優選的，所述步驟S1中還包括以下步驟：設置預設監測區域，并對所述預設監測區域進行格點劃分，這種做法保證了后續設定的地理坐標與直角坐標的準確性。

優選的，還包括設定地理坐標與直角坐標之間的轉化關系，根據所述轉化關系將所述當前坐標數據以及歷史坐標數據轉化為當前直角坐標以及歷史直角坐標。

將將地理坐標數據轉化為直角坐標數據，便于后續的聚類操作。

優選的，所述步驟S2中還包括以下步驟：設置K-Means算法的初始閾值，根據所述初始閾值在所述當前直角坐標以及歷史直角坐標中分別標記出待選種子點，生成待選種子矩陣，確定當前初始聚類中心點以及歷史初始聚類中心點。

通過所述初始閾值進行標記，便于后續將當前數據與歷史數據進行比較。

優選的，所述步驟S2中還包括以下步驟：通過歐式距離公式計算雷暴與所述種子點之間的距離，計算聚類集群的質心，并獲取所述聚類集群的原始質心，將所述質心與原始質心進行比較，當所述質心與原始質心不相同時，則根據所述質心重新進行聚類；當所述質心與原始質心相同時，輸出當前所述質心對應的當前聚類結果以及歷史聚類結果。

利用K-Means算法的聚類原理，將當前數據的聚類結果與歷史數據的聚類效果區分開。

優選的，所述步驟S3中還包括以下步驟，根據所述簇中心移矢量，采用最小二乘法對歷史聚類結果的質心移動路徑進行擬合，外推下一時刻的雷暴位置和數量進行預測，并根據所述質心的變化對下一時刻雷電的發生位置進行預測。