【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电磁兼容领域，尤其涉及一种雷击线路工况下的电磁干扰预测方法。本申请还涉及一种雷击线路工况下的电磁干扰预测装置以及设备。
技术介绍
1、在电力系统的实际运行过程当中，雷害事故是造成配电网安全运行的一个重要因素，目前对于低压配电线路终端设备，譬如智能电表等输电线路二次设备还没有成熟的雷电防护措施。当输电线路遭受雷击时，由于雷电电磁波频谱宽、能量大、覆盖面积广，快速变化的暂态电磁场较易通过架空导线的耦合作用从而对配电线路造成电磁干扰，也会在其终端形成感应过电压，极大影响了配电线路终端设备的正常运行。当配电线路遭受雷击后，沿线路入侵的雷电浪涌很容易造成变压器低压侧电气及电子设备的损坏，浪涌脉冲造成二次设备损坏的供电故障时有发生。因此，配电线路是否可靠安全运行,不仅关系到企业的效益，用电人员的人身安全，更关系到整个电力系统能否正常运行。
2、对于架空线路遭受雷击后产生的耦合雷电电磁脉冲的问题，国内外学者做了大量的研究，国际公认的架空线路耦合电磁脉冲模型主要为以maxwell方程为基础的taylor模型，agrawal模型和rachidi模型。国内，王浩、陈亚洲等曾基于时域有限差分法仿真得到双绞线耦合雷电电磁脉冲的规律，并分析了双绞线长度、不同终端负载以及电场极化方向对其耦合电压特性的影响。目前研究基于瞬时值的电磁暂态过程仿真计算方法有多种，如pscad/emtdc、emtp、psapac等。
3、现有技术中，基于瞬时值的电磁暂态过程仿真计算方法，求解过程非常复杂，计算时间长并且预测误差较大，不能满足快速且
技术实现思路
1、本申请的目的在于克服上述现有技术中，电磁暂态过程仿真求解过程非常复杂，计算时间长并且预测误差较大的技术问题，提供一种雷击线路工况下的电磁干扰预测方法。本申请还涉及一种雷击线路工况下的电磁干扰预测装置以及设备。
2、本申请提供的一种雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，包括：
3、构建雷电流模型和建立导线耦合模型；
4、根据所述导线耦合模型线缆的总感应过电压以及耦合电压产生干扰电磁波的电磁脉冲能量进行仿真获取电磁干扰数据训练样本和验证样本，包括在电磁干扰脉冲预测模型的输入变量集上选取样点，利用各个样点对应线路的感应过电压幅值、对应的感应电流和电磁干扰脉冲能量构建样本；
5、构建神经网络，把处理后的训练样本映射到对神经网络进行训练，将处理后的验证样本对训练后的神经网络进行验证，获得雷击线路终端电磁干扰脉冲预测模型；
6、基于每个样点输入雷击线路终端电磁干扰脉冲预测模型，雷击线路电磁干扰脉冲预测模型的输出结果即为预测结果。
7、可选的，包括：选用双指数波构建雷电流模型，其表达式为：
8、i(t)＝i0(e-αt-e-βt)
9、式中：α,β均为时间常数；i0为雷电流的幅值。
10、可选的，传输线上的散射波感应过电压及相对应的感应电流，包括：
11、vs(a,ω)＝z0{[k1+p(a,ω)]e-γa-[k2+q(x,ω)]eγa}
12、i(a,ω)＝[k1+p(a,ω)]e-γa+[k2+q(x,ω)]eγa
13、
14、
15、γ＝jωc(r+jωl)
16、其中，vs是传输线上的散射波感应过电压；i是对应的感应电流；ω散射波角度；a为距雷击点距离；h为传输线架空高度；γ是传播常数；是雷电流产生的水平电场；c,l分别为电缆单位长度上电容和电感的大小；z0＝10.4ω为传输线特性阻抗；k1＝2,k2＝5。
17、可选的，计算耦合电压产生的干扰电磁波的电磁脉冲能量，计算公式为：
18、e＝∑v2δt
19、其中，v为总感应过电压幅值，δt为传播时间取1s。
20、可选的，根据所述导线耦合模型线缆的总感应过电压以及耦合电压产生干扰电磁波的电磁脉冲能量进行仿真获取电磁干扰数据训练样本和验证样本包括：
21、选择雷电流幅值，距雷击点距离；
22、将传输线距地高度为雷击线路的终端电磁干扰脉冲预测模型的输入变量；
23、在输入变量集上选取s+n个样点，其中s、n均为自然数，雷电流幅值取单脉冲冲击电流幅值，距雷击点距离和传输线距地高度范围内进行取样。
24、可选的，还包括：
25、获得的各个样点所对应线路的感应过电压幅值以及对应的感应电流，电磁干扰脉冲能量构建样本；
26、获得样本数为s+n的总样本，其中训练样本有s个，验证样本为n个，并确定入射平面波的电场波形。
27、可选的，构建神经网络，包括：
28、输入层包含雷电流幅值，距雷击点距离，传输线距地高度z三个元素，输出层包含线路的感应过电压幅值以及对应的感应电流和电磁干扰脉冲能量，使用可选的，构建神经网络，还包括：
29、把s个训练样本和n个验证样本进行归一化处理，使得数值置于[-1,1]区间中。
30、本申请还提供一种雷击线路工况下的电磁干扰预测装置，包括：
31、模型模块，用于构建雷电流模型和建立导线耦合模型；
32、样本模块，用于根据所述导线耦合模型线缆的总感应过电压以及耦合电压产生干扰电磁波的电磁脉冲能量进行仿真获取电磁干扰数据训练样本和验证样本，包括在电磁干扰脉冲预测模型的输入变量集上选取样点，利用各个样点对应线路的感应过电压幅值、对应的感应电流和电磁干扰脉冲能量构建样本；
33、构建模块，用于构建神经网络，把处理后的训练样本映射到对神经网络进行训练，将处理后的验证样本对训练后的神经网络进行验证，获得雷击线路终端电磁干扰脉冲预测模型；
34、预测模块，用于基于每个样点输入雷击线路终端电磁干扰脉冲预测模型，雷击线路电磁干扰脉冲预测模型的输出结果即为预测结果。
35、本申请还提供一种雷击线路工况下的电磁干扰预测设备，包括：
36、存储器，用于存储执行雷击线路工况下的电磁干扰预测的执行程序；
37、处理器，用于从所述存储器中调取所述执行程序，并执行：构建雷电流模型和建立导线耦合模型；根据所述导线耦合模型线缆的总感应过电压以及耦合电压产生干扰电磁波的电磁脉冲能量进行仿真获取电磁干扰数据训练样本和验证样本，包括在电磁干扰脉冲预测模型的输入变量集上选取样点，利用各个样点对应线路的感应过电压幅值、对应的感应电流和电磁干扰脉冲能量构建样本；构建神经网络，把处理后的训练样本映射到对神经网络进行训练，将处理后的验证样本对训练后的神经网络进行验证，获得雷击线路终端电磁干扰脉冲预测模型；基于每个样点输入雷击线路终端电磁干扰脉冲预测模型，雷击线路电磁干扰脉冲预测模型的输出结果即为预测结果。
38、本申请的有益效果是：
39、本申请提供的一种雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，包括：构建雷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，其特征在于，包括：选用双指数波构建雷电流模型，其表达式为：
3.根据权利要求1所述雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，其特征在于，传输线上的散射波感应过电压及相对应的感应电流，包括：
4.根据权利要求1所述雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，其特征在于，计算耦合电压产生的干扰电磁波的电磁脉冲能量，计算公式为：
5.根据权利要求1所述雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，其特征在于，根据所述导线耦合模型线缆的总感应过电压以及耦合电压产生干扰电磁波的电磁脉冲能量进行仿真获取电磁干扰数据训练样本和验证样本包括：
6.根据权利要求5所述雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求1所述雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，其特征在于，构建神经网络，包括：
8.根据权利要求7所述雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，其特征在于，构建神经网络，还包括：
9.一种雷击线路
10.一种雷击线路工况下的电磁干扰预测设备，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，其特征在于，包括：选用双指数波构建雷电流模型，其表达式为：
3.根据权利要求1所述雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，其特征在于，传输线上的散射波感应过电压及相对应的感应电流，包括：
4.根据权利要求1所述雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，其特征在于，计算耦合电压产生的干扰电磁波的电磁脉冲能量，计算公式为：
5.根据权利要求1所述雷击线路工况下的电磁干扰预测方法，其特征在于，根据所述导线耦合...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴鹏，王华，管九皓，郑涛，张含昊，栾万春，邵远鹏，吴垒，于欢，吴迪，杨鹿，吴仁基，范景波，于浩，陈光，隋昊，魏春超，孙浩博，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司，
类型：发明
国别省市：
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