【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及耐雷水平分析领域，尤其涉及一种基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法和系统。
技术介绍
1、精确的耐雷性能分析方法是正确评估输电线路耐雷性能的基础。在传统防雷分析中通常使用标准雷电波，但雷电反击时绝缘子两端形成的是快速衰减的短尾波，其与标准雷电波在波前时间和波尾时间上有较大差异。绝缘子串在这种短尾波作用下必然呈现出与标准波不同的闪络特性，而此不同将在很大程度上影响对线路防雷性能的估算精度。
2、目前国标推荐的耐雷分析方法为经验公式法和近似模型仿真法，现有国标推荐的雷电过电压波形为1.2/50μs。实际试验发现，雷击杆塔时绝缘子串闪络波形的波尾一般不大于20μs的短尾波，波形差异直接影响到准确判断雷击闪络机理和制定应对措施，计算耐雷水平与实际探测雷电流常有20％～30％的误差。因此需要一种更准确的线路耐雷水平分析方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法和系统，实现了更准确地分析线路耐雷水平。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法，包括：
3、从实际线路雷击跳闸数据和人工引雷试验中提取第一自然雷电流数据，并根据所述第一自然雷电流数据，建立雷电流模型；
4、通过人工引雷试验，建立杆塔冲击接地电阻模型，并通过电力系统暂态仿真软件，建立导地线、杆塔和绝缘子模型；
5、根据所述雷电流模型，并结合所述杆塔冲击接地电阻模型
6、对所述绝缘子两端雷电流波形参数进行绝缘子短尾波冲击试验和绝缘子短尾波冲击电磁场仿真分析，得到绝缘子闪络特性、雷电流参数和线路跳闸情况的量化关系；
7、根据所述量化关系，得到仿真线路雷击跳闸数据，并将所述仿真线路雷击跳闸数据与所述实际线路雷击跳闸数据进行比较，若比较结果相符，则根据所述仿真线路雷击跳闸数据，得到当前线路典型工况下的耐雷分析结果。
8、可以理解的是，相较于现有技术，本专利技术提供的方法通过实际线路雷击跳闸数据和人工引雷试验，获取真实自然雷电数据，建立符合实际雷电流波形特征的模型。通过人工引雷试验，研究杆塔接地网冲击特性，建立杆塔冲击接地电阻模型。在此基础上，根据真实雷电流计算得到的绝缘子两端雷电电流波形参数，进行绝缘子冲击闪络试验和电磁场仿真分析，获得绝缘子闪络特性、雷电流参数与线路跳闸的量化关系，并与实际情况对比进行优化迭代，最终得到雷击杆塔时优化雷电参数的绝缘子串闪络波形，能够更准确地评估线路耐雷性能，以对线路进行防雷分析和提出防范措施建议。
9、进一步地，所述将所述仿真线路雷击跳闸数据与所述实际线路雷击跳闸数据进行比较，还包括：
10、若比较结果不符，则调整所述雷电流模型中的雷电流参数，迭代更新所述绝缘子两端雷电流波形参数。
11、可以理解的是，本专利技术提供的方法通过比较结果验证的方式来优化雷电流模型中的雷电流参数，可以更准确地评估耐雷性能。
12、进一步地，所述得到当前线路典型工况下的耐雷分析结果之后，还包括：
13、若当前线路所处海拔高度大于等于预设海拔高度，结合各配合系数，对所述耐雷分析结果分别进行海拔校正、温度校正和湿度校正；其中，所述配合系数是根据绝缘子两端雷电流波形参数在不同温度和湿度进行绝缘子闪络试验而获取的。
14、可以理解的是，本专利技术提供的方法为获得不同环境下耐雷水平分析结果，考虑了温度、湿度和海拔影响因素，结合配合系数，实现对耐雷水平分析结果的校正。
15、进一步地，所述雷电流模型包括双指数波、heidler波和双斜角波中的一种或多种组合。
16、可以理解的是，本专利技术提供的方法采用不同形式的雷电流波形模拟实际雷电过程中的电流波形特征，通过组合多种波形，能够提高模拟结果的准确性。
17、进一步地，所述通过人工引雷试验，建立杆塔冲击接地电阻模型，具体包括：
18、根据人工引雷真实杆塔地网的雷电流参数、土壤电阻率和杆塔接地装置冲击接地阻抗的量化关系，建立杆塔冲击接地电阻模型。
19、可以理解的是，本专利技术提供的方法建立的杆塔冲击接地电阻模型能够更好地模拟土壤在连续雷电冲击下的火花效应和电离现象，从而更准确地计算绝缘子两端雷电流波形参数。
20、进一步地，所述对所述绝缘子两端雷电流波形参数分别进行绝缘子短尾波冲击试验，具体包括：将先导发展模型法作为绝缘子短尾波冲击试验的闪络判据；其中，所述先导发展模型法中的先导发展速度计算公式，具体为：
21、
22、式中，v(t)为先导发展速度；u(t)为绝缘子串两端电压；l为绝缘子串长度；g为先导发展长度；k为第一系数；e0为第二系数。
23、可以理解的是，本专利技术提供的方法通过建立绝缘子短尾波冲击闪络判据的计算模型，能够计算多种因素非线性作用下的闪络判据，提高对不同雷电波形的适应性。
24、相应地，本专利技术实施例还提供了一种基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析系统，包括：
25、雷电流模型构建模块，用于从实际线路雷击跳闸数据和人工引雷试验中提取第一自然雷电流数据，并根据所述第一自然雷电流数据，建立雷电流模型；
26、场景构建模块，用于通过人工引雷试验，建立杆塔冲击接地电阻模型，并通过电力系统暂态仿真软件，建立导地线、杆塔和绝缘子模型；
27、波形参数确定模块，用于根据所述雷电流模型，并结合所述杆塔冲击接地电阻模型与导地线、杆塔和绝缘子模型，计算得到绝缘子两端雷电流波形参数；
28、量化关系确定模块，用于对所述绝缘子两端雷电流波形参数进行绝缘子短尾波冲击试验和绝缘子短尾波冲击电磁场仿真分析，得到绝缘子闪络特性、雷电流参数和线路跳闸情况的量化关系；
29、耐雷水平分析模块，用于根据所述量化关系，得到仿真线路雷击跳闸数据，并将所述仿真线路雷击跳闸数据与所述实际线路雷击跳闸数据进行比较，若比较结果相符，则根据所述仿真线路雷击跳闸数据，得到当前线路典型工况下的耐雷分析结果。
30、可以理解的是，相较于现有技术，本专利技术提供的系统通过实际线路雷击跳闸数据和人工引雷试验，获取真实自然雷电数据，建立符合实际雷电流波形特征的模型。通过人工引雷试验，研究杆塔接地网冲击特性，建立杆塔冲击接地电阻模型。在此基础上，根据真实雷电流计算得到的绝缘子两端雷电电流波形参数，进行绝缘子冲击闪络试验和电磁场仿真分析，获得绝缘子闪络特性、雷电流参数与线路跳闸的量化关系，并与实际情况对比进行优化迭代，最终得到雷击杆塔时优化雷电参数的绝缘子串闪络波形，能够更准确地评估线路耐雷性能，以对线路进行防雷分析和提出防范措施建议。
31、进一步地，所述耐雷水平分析模块，还包括：第二比较子模块，用于若比较结果不符，则调整所述雷电流模型中的雷电流参数，迭代更新所述绝缘子两本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法，其特征在于，所述将所述仿真线路雷击跳闸数据与所述实际线路雷击跳闸数据进行比较，还包括：
3.如权利要求1所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法，其特征在于，所述得到当前线路典型工况下的耐雷分析结果之后，还包括：
4.如权利要求1所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法，其特征在于，所述雷电流模型包括双指数波、Heidler波和双斜角波中的一种或多种组合。
5.如权利要求1所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法，其特征在于，所述通过人工引雷试验，建立杆塔冲击接地电阻模型，具体包括：
6.如权利要求1所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法，其特征在于，所述对所述绝缘子两端雷电流波形参数分别进行绝缘子短尾波冲击试验，具体包括：将先导发展模型法作为绝缘子短尾波冲击试验的闪络判据；其中，所述先导发展模型法中的先导发展速度计算公式，具体为：
7.一种基于优化雷
8.如权利要求7所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析系统，其特征在于，所述耐雷水平分析模块，还包括：第二比较子模块，用于若比较结果不符，则调整所述雷电流模型中的雷电流参数，迭代更新所述绝缘子两端雷电流波形参数。
9.如权利要求7所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析系统，其特征在于，所述耐雷水平分析模块之后，还包括：校正模块，用于若当前线路所处海拔高度大于等于预设海拔高度，结合各配合系数，对所述耐雷分析结果分别进行海拔校正、温度校正和湿度校正；其中，所述配合系数是根据绝缘子两端雷电流波形参数在不同温度和湿度进行绝缘子闪络试验而获取的。
10.如权利要求7所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析系统，其特征在于，所述雷电流模型包括双指数波、Heidler波和双斜角波中的一种或多种组合。
11.如权利要求7所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析系统，其特征在于，所述场景构建模块，具体包括：杆塔冲击接地电阻模型构建子模块，用于根据人工引雷真实杆塔地网的雷电流参数、土壤电阻率和杆塔接地装置冲击接地阻抗的量化关系，建立杆塔冲击接地电阻模型。
12.如权利要求7所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析系统，其特征在于，所述量化关系确定模块，具体包括：闪络判据确定子模块，用于将先导发展模型法作为绝缘子短尾波冲击试验的闪络判据；其中，所述先导发展模型法中的先导发展速度计算公式，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法，其特征在于，所述将所述仿真线路雷击跳闸数据与所述实际线路雷击跳闸数据进行比较，还包括：
3.如权利要求1所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法，其特征在于，所述得到当前线路典型工况下的耐雷分析结果之后，还包括：
4.如权利要求1所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法，其特征在于，所述雷电流模型包括双指数波、heidler波和双斜角波中的一种或多种组合。
5.如权利要求1所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法，其特征在于，所述通过人工引雷试验，建立杆塔冲击接地电阻模型，具体包括：
6.如权利要求1所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析方法，其特征在于，所述对所述绝缘子两端雷电流波形参数分别进行绝缘子短尾波冲击试验，具体包括：将先导发展模型法作为绝缘子短尾波冲击试验的闪络判据；其中，所述先导发展模型法中的先导发展速度计算公式，具体为：
7.一种基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析系统，其特征在于，包括：
8.如权利要求7所述的基于优化雷电流参数的线路耐雷水平分析系统，其特征在于，所述耐雷水平分析模块，...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭向阳，周原，吴吉，廖民传，胡上茂，蔡汉生，胡泰山，王锐，汪政，余欣，刘琳，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
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