CN103927435A - 基于gis技术的雷电活动专家分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于GIS技术的雷电活动专家分析系统，包括雷电数据导入模块、数据重算模块、雷电参数统计模块、显示与输出模块，雷电数据导入模块从雷电数据库中读取雷电样本数据；雷电参数分析模块对复核通过的雷电样本数据进行分析计算；显示与输出模块将分析的结果显示或输出。本发明运用GIS空间分析技术，研究建立了基于GIS技术的雷电活动专家分析系统，可以实现雷电信息的空间分布显示与分析，同时可以方便、快捷的对雷电参数进行分析，它为雷电定位系统测量数据统计样本分析、完整的区域雷电参数统计、输电线路走廊雷电参数统计提供了全套方案，为电网防雷设计、评估提供了平台，能够为电网防雷工作提供强有力的决策支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于地理信息系统（GIS）技术的雷电活动专家分析系统，属于电力系统的雷电定位技术领域。
背景技术
随着电网规模的飞速发展，电网的空间分布越来越密集，雷电已经成为严重影响电网安全运行的重要因素，提升电网的防雷减灾能力显得极为重要。据统计，在我国高压输电线路运行的总跳闸次数中，由于雷击引起的跳闸次数占40％～70%。防雷减灾事关经济建设、社会发展和人民生命财产的安全。为了减小雷电损失、降低雷击风险，人类需要的雷电参数越来越多，也越来越细，与此同时，国内传统雷电参数的获取方式极为粗糙，数据量也很有限，急切需要随地理位置、地形地貌变化、有针对性的雷电参数，为制定更加有效、经济技术水平高的雷电防护措施提供基础。
目前各网省公司建立的电网雷电定位系统功能比较局限，偏重于雷电信息查询和故障定位，对于雷电参数统计、雷电活动规律分析和防雷措施指导方面还比较欠缺，没有充分利用GIS技术的空间分析功能，形成对雷电日、雷电小时、地闪密度Ng、地面落雷密度γ、地闪总数、正极性比率、平均电流、雷电流幅值等雷电参数的全面统计分析能力，无法实现对电网防雷设计、评估的帮助。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有电网雷电定位系统在雷电参数统计和防雷分析评估方面的不足，提供一种创新的、专业的、实用的雷电活动专家分析系统。
为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下:
基于GIS的雷电活动专家分析系统，其特征在于：
包括雷电数据导入模块、数据重算模块、雷电参数统计模块、显示与输出模块，
雷电数据导入模块从雷电数据库中读取雷电样本数据；
复核导入的雷电样本数据，当导入的雷电样本数据不完整或者不准确时，由数据重算模块对雷电样本数据进行重新计算、处理，形成新的样本数据，由雷电数据导入模块重新导入；
雷电参数分析模块对复核通过的雷电样本数据进行分析计算；
显示与输出模块将雷电参数分析模块分析的结果显示或输出。
所述雷电参数分析模块进行以下分析计算：
空间主题分析：分析多个行政区、线路走廊、线路走廊区块、点位缓冲区、网格、自定义多边形内的某种类型的数据样本，通过比较多个区域之间的雷电日、雷电小时、密度参数，得到雷电活动在这多个区域组成的大区域上的空间分布规律；
时间主题分析：分析一个行政区、线路走廊、线路走廊区块、点位缓冲区、网格、自定义多边形内的某种类型的数据样本，按月、按年来比较雷电日、雷电小时、密度、比率参数，得到该区域雷电活动在时间上的分布规律；
电流主题分析：分析一个行政区、线路走廊、线路走廊区块、点位缓冲区、网格、自定义多边形内的某种类型的数据样本，按电流幅值来求得该区域雷电幅值概率曲线、中值电流。
所述雷电参数分析模块分析计算的雷电参数包括：雷电日、雷电小时、地闪密度、地面落雷密度、地闪总数、正极性比率、平均电流、雷电流幅值累积概率曲线和表达式、雷电流幅值比率曲线。
所述显示与输出模块以Excel表、柱状图、曲线、图片或GIS图层文件的多种形式显示或输出雷电参数分析模块分析的结果。
该系统的创新点在于建立了最优、最全的雷电参数统计分析方法，充分运用GIS空间分析技术，形成了对雷电日、雷电小时、地闪密度Ng、地面落雷密度γ、地闪总数、正极性比率、平均电流、雷电流幅值相关雷电参数的全面统计分析能力，实现了任意时间、任意区域内的雷电密度图和线路走廊雷电密度图的绘制，是能够真正有效指导电网防雷设计评估的一套雷电专家分析系统。
本发明所达到的有益效果：
本发明解决了目前雷电定位系统缺乏空间分析能力、雷电参数统计的功能局限、不能有效指导电网防雷设计评估等问题，运用GIS空间分析技术，研究建立了基于GIS技术的雷电活动专家分析系统，可以实现雷电信息的空间分布显示与分析，同时可以方便、快捷的对雷电参数进行统计，它为雷电定位系统测量数据统计样本分析、完整的区域雷电参数统计、输电线路走廊雷电参数统计提供了全套方案，为电网防雷设计、评估提供了平台，能够为电网防雷工作提供强有力的决策支持。
附图说明
图1 雷电活动专家分析系统的分析流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，基于GIS的雷电活动专家分析系统包括雷电数据导入模块、数据重算模块、雷电参数分析模块、显示与输出模块。
雷电数据导入模块用于从雷电数据库中读取雷电样本数据，导入到雷电活动统计分析系统中。
数据重算模块是当导入的雷电样本数据不完整或者不准确，不符合统计要求时对雷电样本数据进行重新计算、处理，形成新的样本数据，再重新导入到雷电活动统计分析系统中。
雷电参数分析模块是雷电活动统计分析系统的核心模块，提供如下雷电参数的统计分析：雷电日、雷电小时、地闪密度Ng、地面落雷密度γ、地闪总数、正极性比率、平均电流、雷电流幅值累积概率曲线和表达式、雷电流幅值比率曲线等，且可以将正、负极性雷电分离分别进行各种雷电参数的统计。
显示与输出模块用于将雷电参数分析模块统计的结果以包括Excel表、柱状图、曲线、图片或GIS图层文件在内的多种形式显示或输出。
系统使用VB开发环境和Windows操作系统，利用ArcEngine构建的一个功能强大具有良好扩展性的雷电参数分析工具，其雷电参数统计分析提供了空间主题分析、时间主题分析、电流主题分析等多种手段，包括：
空间主题分析：分析多个行政区、线路走廊、线路走廊区块、点位缓冲区、网格、自定义多边形内的某种类型的数据样本，通过比较多个区域之间的雷电日、雷电小时、密度等参数得到雷电活动在这多个区域组成的大区域上的空间分布规律。
时间主题分析：分析一个行政区、线路走廊、线路走廊区块、点位缓冲区、网格、自定义多边形内的某种类型的数据样本，按月、按年来比较雷电日、雷电小时、密度、比率等参数得到该区域雷电活动在时间上的分布规律。
电流主题分析：分析一个行政区、线路走廊、线路走廊区块、点位缓冲区、网格、自定义多边形内的某种类型的数据样本，按电流幅值来求得该区域雷电幅值概率曲线、中值电流。
基于GIS的雷电活动专家分析系统实现了对雷电日、雷电小时、地闪密度Ng、地面落雷密度γ、地闪总数、正极性比率、平均电流、雷电流幅值等雷电参数的全面统计分析功能，实现了任意时间、任意区域内的雷电密度图和线路走廊雷电密度图的绘制，并提供灵活的图形化显示和输出，能够有效指导电网防雷设计和评估。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1. 基于GIS的雷电活动专家分析系统，其特征在于：
包括雷电数据导入模块、数据重算模块、雷电参数统计模块、显示与输出模块，
雷电数据导入模块从雷电数据库中读取雷电样本数据；
复核导入的雷电样本数据，当导入的雷电样本数据不完整或者不准确时，由数据重算模块对雷电样本数据进行重新计算、处理，形成新的样本数据，由雷电数据导入模块重新导入；
雷电参数分析模块对复核通过的雷电样本数据进行分析计算；
显示与输出模块将雷电参数分析模块分析的结果显示或输出。
2.根据权利要求1所述的基于GIS的雷电活动专家分析系统，其特征在于：所述雷电参数分析模块进行以下分析计算：
空间主题分析：分析多个行政区、线路走廊、线路走廊区块、点位缓冲区、网格、自定义多边形内的某种类型的数据样本，通过比较多个区域之间的雷电日、雷电小时、密度参数，得到雷电活动在这多个区域组成的大区域上的空间分布规律；
时间主题分析：分析一个行政区、线路走廊、线路走廊区块、点位缓冲区、网格、自定义多边形内的某种类型的数据样本，按月、按年来比较雷电日、雷电小时、密度、比率参数，得到该区域雷电活动在时间上的分布规律；
电流主题分析：分析一个行政区、线路走廊、线路走廊区块、点位缓冲区、网格、自定义多边形内的某种类型的数据样本，按电流幅值来求得该区域雷电幅值概率曲线、中值电流。
3.根据权利要求1或2所述的基于GIS的雷电活动专家分析系统，其特征在于：所述雷电参数分析模块分析计算的雷电参数包括：雷电日、雷电小时、地闪密度、地面落雷密度、地闪总数、正极性比率、平均电流、雷电流幅值累积概率曲线和表达式、雷电流幅值比率曲线。
4.根据权利要求1所述的基于GIS的雷电活动专家分析系统，其特征在于：所述显示与输出模块以Excel表、柱状图、曲线、图片或GIS图层文件的多种形式显示或输出雷电参数分析模块分析的结果。
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