输电线路走廊雷电观测数据的挖掘整理

摘要

我国对输电线路走廊雷电活动的观测已经进行了比较长的时间，也积累了大量的数据。这些数据大都沉积在各电力公司，没有进行认真的统计和分析，严重影响了人们对我国雷电发生规律、时空分布特征等的了解和认识，也直接影响到输电线路耐雷性能的评价。为了能够充分利用现有观测数据，必须对已收集的雷电观测数据进行科学地整理和分析。数据的整理分析方法很多，其中数据挖掘作为近年来兴起的一种新的建模方法，有较强的实用性。数据挖掘已在模式识别、故障诊断分析等领域得到大量应用。将其引入到雷电观测数据的分析处理中，可以大幅度提高数据处理的效率，并可发现常规分析方法无法发现的隐含规律和结构。
　　 本文利用数据挖掘的方法分析了两条500kV线路走廊上2005年的地闪观测数据，这是一个尝试性、探索性的工作。由于获得的观测数据是二维的，本文首先利用ARCGIS软件结合落雷区域的等高线地图获得了地闪点的高程属性。由于高程这一属性无法直接通过雷电定位系统得到，因此在以往的雷电分布研究中雷电随高度的分布变化的分析工作一直没有实现。本文在获取地闪点高程数据的基础上，开创了雷电分布随高度变化分析的工作。考虑到雷电数据复杂大量的特点，利用已在诸多行业包括电力行业中得到应用的数据挖掘技术对雷电数据进行分析处理。使用基于数据挖掘技术的DataCruncher软件中的分类分析功能针对雷电数据建立数据分类模型；从而得到了雷电随时间变化的月分布、日分布趋势以及在二维空间和高度上的分布特征。使用广泛应用于图像处理与分析、智能信息处理等领域的模糊聚类分析方法，自编软件对雷电数据建立聚类模型，该模型对雷电流幅值范围的预测有一定作用。另外，本文还利用surfer 插值绘图软件分不同季节和时间段绘制了雷电频次的等值线图，从等值线图上可以有效的反映出该落雷区域雷电分布的地理特征。并在前面获得的落雷点高程数据基础上，对雷电流幅值与海拔、纬度这些地理因素间的关系做了讨论。本文应用多种软件和数据挖掘算法对雷电定位系统记录的落雷区域内的雷电数据进行分析处理，得到了所分析落雷区域内的部分雷电分布特征，对开展防雷工作有一定的指导作用。研究结论证明了数据挖掘技术在雷电数据统计分析上的有效性和适时性。本文的研究方法和结论为海量雷电数据的分析做了良好的铺垫作用。