一种输电通道EGM模型几何参数智能提取方法技术

本发明专利技术公开了一种输电通道EGM模型几何参数智能提取方法，包括线路结构参数提取，包括：自动提取两侧边相导线点集；自动提取边相导线的外上侧待评估分裂线；提取得到左、右侧避雷线点集S

【技术实现步骤摘要】
一种输电通道EGM模型几何参数智能提取方法


[0001]本专利技术属于电力输送
，具体涉及一种输电通道EGM模型几何参数智能提取方法。

技术介绍

[0002]雷电绕击是超特高压架空线路安全运行的主要威胁之一，随着超特高压线路不断新建投运，绕击防治引起了电网公司的高度重视。“差异化防雷”思想认为，根据地形地貌、线路结构、雷电活动等差异化因素开展绕击风险评估，有助于发现线路防雷薄弱点，提升绕击防治的技术经济性。分相差异化、全通道精细化的绕击风险评估对于超特高压线路防雷具有重要意义。
[0003]目前，广泛应用的绕击风险定量计算模型为电气几何模型(electro
‑
geometric model，EGM)，该模型借助几何参数综合考虑了线路结构、地形地貌的影响。过去使用地面高程数据库及杆塔图纸作为数据源进行参数提取，几何参数的准确性与精细度受到限制，已经不再适应绕击风险差异化精细化评估的需求。研究先进的参数提取算法是实现绕击风险差异化精细化评估的必要条件。
[0004]随着三维实景重构技术不断发展，机载激光雷达(LiDar)采集的点云数据精度可以达到厘米级，为输电通道的精准数字化描述提供了技术支撑。然而，在实际工程中，基于激光雷达的参数提取难点在于：激光雷达会产生海量离散不规则的点云数据，参数提取准确性难以确保；全通道精细化评估需要在数量极多的位置进行参数提取，手动操作会极大地限制评估精细度，以往的单根电力线识别依赖人工操作，线路结构参数提取效率低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种输电通道EGM模型几何参数智能提取方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种输电通道EGM模型几何参数智能提取方法，包括线路结构参数提取，所述线路结构参数提取包括以下步骤：
[0007]S1：首先对三相导线点云进行分割，得到三相导线点集C1，C2，C3，统一使用(x
C
，y
C
，z
C
)表示点集C的坐标平均值，由公式自动提取两侧边相导线点集；
[0008]S2：对单相导线的分裂线进行分割，以4分裂导线为例，得到左边相分裂线点集C
L1
，C
L2
，C
L3
，C
L4
∈C
L
；右边相分裂线点集C
R1
，C
R2
，C
R3
，C
R4
∈C
R
，由公式自动提取边相导线的外上侧待评估分裂线；
[0009]S3：按照上述方法对避雷线点云进行自动分割提取得到左、右侧避雷线点集S
L
，S
R
；
[0010]S4：最后对导线点集C
LP
，C
RP
以及避雷线点集S
L
，S
R
进行XOY面的直线拟合与XOZ面的抛物线拟合；
[0011]S5：对拟合所得的导线、避雷线方程按照上述所标记的位置关系进行自动配对；
[0012]S6：然后将计算点x坐标代入已经配对的导地线的空间曲线方程，即可得到导线、
避雷线点在截面内的坐标(y
c
,z
c
)，(y
s
,z
s
)，计算导地线高差h
sc
和水平间距d
sc
的测量值。
[0013]优选的是，在步骤S1中，规定输电通道点云数据以X轴为顺线路方向，Y轴为横线路方向，Z轴为铅垂方向，以Y轴负向为线路左侧，Y轴正向为线路右侧。
[0014]上述任一方案中优选的是，在步骤S1中，所述公式为
[0015]式中：C
L
，C
R
分别为左、右边相导线点集。
[0016]上述任一方案中优选的是，在步骤S2中，所述公式为
[0017]式中：C
LP
，C
RP
分别为左、右边相导线的外上侧待评估分裂线点集。
[0018]上述任一方案中优选的是，在步骤S4中，使用最小二乘法确定参数，空间曲线方程形式为
[0019]上述任一方案中优选的是，在步骤S5中，所述计算导地线高差h
sc
和水平间距d
sc
的测量值采用公式
[0020]本专利技术的技术效果和优点：该输电通道EGM模型几何参数智能提取方法能够实现目标线路点云的自动提取，所提方法能够精确识别分裂导线，提高了线路结构参数提取效率，能自主识别待评估导线并筛选参数提取需要的样本点云，能够按照空间位置实现待评估导线及避雷线的自动提取、配对，提升线路结构参数的测量准确性及效率。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的线路空间关系图；
[0022]图2为本专利技术参数提取自动化流程图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0024]EGM模型几何参数
[0025]根据IEEE工作组1243
‑
1997标准
[18]，EGM模型对绕击闪络率的计算式为
[0026][0027]式中：S
F
为绕击闪络率，次/(100km
·
a)；N
g
为地面闪络密度，次/(km2·
a)；I
c
为最小闪络电流，kA；I
max
最大绕击电流，kA；D
c
(I)为暴露距离，m；f(I)为雷电流幅值概率密度函数。
[0028]EGM模型使用击距表征物体的引雷能力，击距公式为
[0029][0030]式中：r
s
，r
c
，r
g
分别为避雷线、导线、地面的击距，m；I为雷电流幅值，kA；h
c
为导线对地高度，m。
[0031]暴露距离Dc是计算绕击闪络率的重要中间变量，由避雷线、导线以及地面三者的空间位置及击距范围共同确定。线路结构参数用于描述导线与避雷线的空间关系，包括导地线高差h
sc
，导地线水平间距d
sc
；地形地貌参数用于描述导线与地面的空间关系，包括导线对地高度h
c
，地面倾角θ。结合屏蔽关系可知，边相导线需要线路结构参数和地形地貌参数各一组；中间相导线需要两组线路结构参数。
[0032]根据上述的理论分析，本文提出的输电通道EGM模型几何参数智能提取算法流程如下：单个档距的输电通道点云经过分类后，筛选出线路和地面；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电通道EGM模型几何参数智能提取方法，其特征在于：包括线路结构参数提取，所述线路结构参数提取包括以下步骤：S1：首先对三相导线点云进行分割，得到三相导线点集C1，C2，C3，统一使用(x
C
，y
C
，z
C
)表示点集C的坐标平均值，由公式自动提取两侧边相导线点集；S2：对单相导线的分裂线进行分割，以4分裂导线为例，得到左边相分裂线点集C
L1
，C
L2
，C
L3
，C
L4
∈C
L
；右边相分裂线点集C
R1
，C
R2
，C
R3
，C
R4
∈C
R
，由公式自动提取边相导线的外上侧待评估分裂线；S3：按照上述方法对避雷线点云进行自动分割提取得到左、右侧避雷线点集S
L
，S
R
；S4：最后对导线点集C
LP
，C
RP
以及避雷线点集S
L
，S
R
进行XOY面的直线拟合与XOZ面的抛物线拟合；S5：对拟合所得的导线、避雷线方程按照上述所标记的位置关系进行自动配对；S6：然后将计算点x坐标代入已经配对...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜勇，金哲，沈小军，董晓虎，李小来，杨世强，苏毅，翁永春，肖海东，张学锋，黄良灿，
申请(专利权)人：上海慕荣电气有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：