山区输电线路雷击跳闸预警的融合算法研究

摘要

如何准确预警雷击引起的线路跳闸事故是长期困扰电力运行部门的重要难题,而现有的线路雷击跳闸预警技术未能充分考虑区域雷电活动特征与雷击线路的物理过程,存在预警准确率低、虚报率高的问题。该文在已广泛应用的雷电活动短时预警技术基础上,提出一种融合蒙特卡罗法与雷电先导分形模型的输电线路雷击跳闸预警算法。该算法充分考虑了雷电活动特征、雷击线路物理过程与线路走廊微地形条件,一方面依据区域雷电活动监测数据,拟合得到了地闪频次随海拔高度的变化规律与雷电流幅值累积概率分布函数,并以此构建了蒙特卡罗法所需的目标分布样本,从而模拟了雷电流幅值与落雷位置在一定区域内的分布情况;另一方面采用雷电先导分形模型,实现了对雷电先导发展路径随机性与确定性相统一的物理过程的模拟,从而充分考虑了微地形条件对雷击线路物理过程的影响。同时,在该算法的基础上构建了输电线路雷击跳闸概率数据库,形成了雷击跳闸预警系统。该系统在云南电网的运行经验表明,2021年雷雨季节的雷击跳闸预警中,预警准确率为87%,有助于电网相关部门提前采取有针对性的预防措施。