CN106410792A

CN106410792A - 一种电网防雷方法及系统

Info

Publication number: CN106410792A
Application number: CN201610905834.6A
Authority: CN
Inventors: 童充; 蔡云峰; 张子阳; 王庆; 张�荣
Original assignee: Suzhou Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Current assignee: Suzhou Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2036-10-17
Also published as: CN106410792B

Abstract

本发明公开了一种电网防雷方法，包括：获取雷电的探测数据和电网的监控数据，根据所述探测数据和所述监控数据，确定雷电的实时方位数据和目标电网的动态运行数据；根据所述实时方位数据和所述动态运行数据，确定所述目标电网的动态防雷性能参数或系统稳定性参数，并基于所述动态防雷性能参数或所述系统稳定性参数确定所述目标电网的运行数据配置参数；根据所述运行数据配置参数对所述目标电网的动态运行数据进行配置，并对所述目标电网的电路结构进行相应的调整。本发明还同时公开了一种电网防雷系统。

Description

一种电网防雷方法及系统

技术领域

本发明涉及防雷技术，具体涉及一种电网防雷方法及系统。

背景技术

随着目前全球极端气候的增多，雷电活动比以往更加频繁剧烈。而随着电力系统的发展，雷电一直是危害电网安全的重要因素。在我国，一次雷暴天气往往可以导致一个地区级电网中的几百条次的供电线路跳闸，造成大量用户失电及较大电力负荷损失；但是，根据多年来的经验及统计，单一的雷击跳闸事故并不会造成大范围的停电，往往是综合因素所为，例如在发生雷电的同时，某一开关闭锁，某一继保装置异常，或系统某部分重载等，造成事故范围的扩大。而由于整个电网设备数以百万计，在庞大的基数下，很难保证每个设备的每个原件都时刻处于完好状态；也难保证每条线路、每个部件的防雷性能达到最大化。

由于电网规模庞大，小概率的雷击数量依然可观，所以，电网的防雷性能不仅仅取决于单个设备/单个部件的防雷性能，还需从电网整体进行防雷，但目前还没有从电网整体进行防雷的相关手段。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例期望提供一种电网防雷方法及系统，能够提高电网的整体防雷性能。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

根据本发明实施例中的一方面，提供一种电网防雷方法，所述方法包括：

获取雷电的探测数据和电网的监控数据，根据所述探测数据和所述监控数据，确定雷电的实时方位数据和目标电网的动态运行数据；

根据所述实时方位数据和所述动态运行数据，确定所述目标电网的动态防雷性能参数或系统稳定性参数，并基于所述动态防雷性能参数或所述系统稳定性参数确定所述目标电网的运行数据配置参数；

根据所述运行数据配置参数对所述目标电网的动态运行数据进行配置，并对所述目标电网的电路结构进行相应的调整。

上述方案中，所述在确定雷电的实时方位数据和目标电网的动态运行数据之后，所述方法还包括：

根据所述雷电的实时方位数据和所述目标电网的动态运行数据，确定发生雷电的区域与所述目标电网之间的距离及雷电发生频率；

根据确定出的所述距离和所述雷电发生频率数据，确定所述目标电网中雷电威胁区域和安全区域。

根据所述雷电的实时方位数据和所述目标电网的动态运行数据，确定所述目标电网中待测区域的电场强度；

根据确定出的所述电场强度值，确定所述目标电网中雷电威胁区域和安全区域。

上述方案中，所述根据所述运行数据配置参数对所述目标电网的动态运行数据进行配置，并对所述目标电网的电路结构进行相应的调整，包括：

根据所述动态防雷性能参数或所述系统稳定性参数，减小所述雷电威胁区域中输电线路上的输电功率，同时增大所述安全区域中输电线路上的输电功率。

根据所述动态防雷性能参数或所述系统稳定性参数，对所述雷电威胁区域中的断路器进行远程控制，使得所述雷电威胁区域中输电线路上的过负荷或过电流进行转移。

根据本发明实施例中的另一方面，提供一种电网防雷系统，所述系统包括：

获取单元、第一确定单元、第二确定单元和配置单元；其中，

所述获取单元，用于获取雷电的探测数据和电网的监控数据；

所述第一确定单元，用于根据所述获取单元获取到的所述探测数据和所述监控数据，确定雷电的实时方位数据和目标电网的动态运行数据；

所述第二确定单元，用于根据所述第一确定单元确定的所述实时方位数据和所述动态运行数据，确定所述目标电网的动态防雷性能参数或系统稳定性参数，并基于所述动态防雷性能参数或所述系统稳定性参数确定所述目标电网的运行数据配置参数；

所述配置单元，用于根据所述第二确定单元确定的所述运行数据配置参数，对所述目标电网的动态运行数据进行配置，并对所述目标电网的电路结构进行相应的调整。

上述方案中，所述系统还包括：

第三确定单元，用于根据所述第一确定单元确定的所述雷电的实时方位数据和所述目标电网的动态运行数据，确定发生雷电的区域与所述目标电网之间的距离及雷电发生频率；并根据确定出的所述距离和所述雷电发生频率数据，确定所述目标电网中雷电威胁区域和安全区域。

上述方案中，所述系统还包括：

第四确定单元，用于根据所述雷电的实时方位数据和所述目标电网的动态运行数据，确定所述目标电网中待测区域的电场强度；并根据确定出的所述电场强度值，确定所述目标电网中雷电威胁区域和安全区域。

上述方案中，所述配置单元，具体用于根据所述第二确定单元确定的所述动态防雷性能参数或所述系统稳定性参数，减小所述第三确定单元或所述第四确定单元确定的所述雷电威胁区域中输电线路上的输电功率，同时增大所述安全区域中输电线路上的输电功率。

上述方案中，所述配置单元，具体还用于根据所述第二确定单元确定的所述动态防雷性能参数或所述系统稳定性参数，对所述第三确定单元或所述第四确定单元确定的所述雷电威胁区域中的断路器进行远程控制，使得所述雷电威胁区域中输电线路上的过负荷或过电流进行转移。

本发明实施例提供一种电网防雷方法及系统，获取雷电的探测数据和电网的监控数据，根据所述探测数据和所述监控数据，确定雷电的实时方位数据和目标电网的动态运行数据；根据所述实时方位数据和所述动态运行数据，确定所述目标电网的动态防雷性能参数或系统稳定性参数，并基于所述动态防雷性能参数或所述系统稳定性参数确定所述目标电网的运行数据配置参数；根据所述运行数据配置参数对所述目标电网的动态运行数据进行配置，并对所述目标电网的电路结构进行相应的调整。本发明实施例的技术方案侧重于保护电网的整体，通过对雷电的实时监测和对电网运行动态的监测，来对所述目标电网的电路结构进行相应的调整。不仅可以最大限度地减少雷电对电网造成的干扰和中断，而且还降低了电网规模停电的风险，提高了电网整体的防雷性能，大幅改善了雷电天气下的电网系统稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例一种电网防雷方法的流程示意图；

图2为本发明实施例一种电网防雷系统的结构组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1为本发明实施例一种电网防雷方法的流程示意图；如图1所示，该方法包括：

步骤101，获取雷电的探测数据和电网的监控数据，根据所述探测数据和所述监控数据，确定雷电的实时方位数据和目标电网的动态运行数据；

这里，通常雷击本身是不可控的，但是雷电活动是可以通过雷电监测系统及雷电预警系统进行监测、预警和跟踪，从而从雷电监测系统中得到雷电的探测数据。并基于获取到的所述雷电的探测数据，从地基多频谱雷电传感探测网获取所述雷电的实时方位数据。具体地，可以利用安装于地面的雷电传感器，接收检测雷电活动中释放并辐射到空间的射频信号来监测雷电活动；或者利用气象雷达、探测积雨云沉积、凝结等强对流活动来间接监测雷电活动；又或者利用轨道卫星来探测雷电先导及放电过程中的光电及上行辐射信号。所述电网系统中各电网的监控数据可以根据电网监控系统中监控到的数据中获取，并基于获取到的所述电网的监控数据，从数据采集系统及广域测量系统中获取电网系统中各电网的动态运行数据；并在获取到所述雷电的实时方位数据和电网系统中各电网的动态运行数据后，对雷电的发展趋势进行实时跟踪。

在本发明实施例中，所述在确定雷电的实时方位数据和目标电网的动态运行数据之后，所述方法还包括：根据所述雷电的实时方位数据和所述目标电网的动态运行数据，确定发生雷电的区域与所述目标电网之间的距离及雷电发生频率；根据确定出的所述距离和所述雷电发生频率数据，确定所述目标电网中雷电威胁区域和安全区域。

这里，通过从空间角度对目标区域中潜在的雷电威胁给予提前的判断或警示。由于雷电预警一般都是针对特定目标或特定区域而言，所以从空间角度出发，通过一个广域雷电探测系统，或与雷达相结合的方式，对预警区域以外已经发生的雷击或正在发生的雷暴的区域进行实时探测，并参照所述雷电的实时方位数据和所述目标电网的动态运行数据，确定当前已发生雷击的区域位置、雷电频率等，基于所述距离和所述雷电发生频率数据来判断雷电对本区域的威胁程度，从而确定所述目标电网中雷电威胁区域和安全区域。

在本发明实施例中，所述在确定雷电的实时方位数据和目标电网的动态运行数据之后，所述方法还包括：根据所述雷电的实时方位数据和所述目标电网的动态运行数据，确定所述目标电网中待测区域的电场强度；根据确定出的所述电场强度值，确定所述目标电网中雷电威胁区域和安全区域。

这里，通常在大多数情况下，由于许多随机因素，例如，风速、风向、地理地形等影响着一个闪电风暴的到达时间，所以从时间角度出发，可以通过所述雷电的实时方位数据和所述目标电网的动态运行数据，对本区域内的电场强度进行定量分析，并得出电场强度值，根据所述电场强度值判断所述雷电对所述目标电网的威胁程度，从而确定出所述目标电网中雷电威胁区域和安全区域。

在本发明实施例中，雷电预警有三个基本指标，即准确率、漏报率和误报率，其中，准确是指：预测到核心区域会发生雷暴，而实际确实发生雷暴的情形；漏报是指：并未提前预测到核心区域的雷暴，而实际却发生雷暴的情形；误报是指：预测核心区域会发生雷暴，而实际并未发生雷暴的情形。以上三者在特定预警区域内所有雷电活动中所占的比例分别称为准确率、漏报率和误报率。

一般而言，由于雷暴云的移动和雷击的发生，在窄义范畴内存在着较大的随机性，漏报率和误报率是两个相对立的指标。雷暴在目标区域的外围发生的情况下，其有可能继续向核心预警区移动，并发生雷击；也有可能向其他方向移动，或者雷暴在预警区上空并不发生雷击，甚至直接消散。这种情况下，则有可能触发雷电警报，而实际却不发生雷击，即发生误报。另一种可能是，雷暴云在目标区域的外围并未发生雷击的情况下，而在到达预警区后发生雷击，此时雷电警报并未触发，这种情况即发生漏报。将雷电警报的触发越灵敏，则误报率越高，反之则漏报率越高。

控制误报率及漏报率，使两者到达一种平衡，从而提高雷电预警正确率，主要取决于以下几个方面：预警区域的雷电探测效率；预警区域的合理划定；预警级别的合理设定；云间闪电的准确探测；接近大地层的电场强度数据的整合分析。

其中，基于特定区域的雷电预警还有两个重要的时间界定，即先导时间或者也可称之为提前预警时间，以及解除警报时间。其中，所述提前预警时间过短，则意味着没有足够的时间采取预防性手段以及相应的控制措施，使预警系统无法取得令人满意的效果；所述解除警报时间过短，则意味着过早解除警报，而实际雷击威胁可能并未消失。因此，提前预警时间和解除警报时间两个指标除了取决于雷电探测效率，预警区域、预警级别的合理划定、设定；云间闪电、接近大气层的电场强度数据的整合分析；也还需基于对雷电机理的研究和大量的观测、统计和计算。

在本发明实施例中，为了降低误报率，采用基于时域分析的波形鉴别技术和多向量光磁复模测定技术，在确保探测效率的基础上，实现零误报，避免烟花爆竹、通讯信号等绝大部分干扰而造成的雷电误报警。为了对探测预警区域内进行全方位的预警，单个实时雷电传感器将实现无死角的360度全方位探测，在三级探测预警的基础上，进一步实现方位、分区域、分距离实时跟踪探测，并利用低频/超低频(LF/VLF，Low Frequency/Very LowFrequency)分频技术以及激光测距仪(LRF，Laser-Range-Finder)波形鉴别技术，精确区分云地闪电及云间闪电，保证全方位立体的全面预警。为了提高有效预警时间，结合实时雷电探测数据和近地电场实时曲线的分析和计算，预测核心预警区内形成的雷暴，以确保在实时雷电数据预警的基础上，进一步提高有效预警时间，同时也降低漏报率、提高预警准确率。

步骤102，根据所述实时方位数据和所述动态运行数据，确定所述目标电网的动态防雷性能参数或系统稳定性参数，并基于所述动态防雷性能参数或所述系统稳定性参数确定所述目标电网的运行数据配置参数；

这里，电网系统根据雷电的实时方位数据和目标电网的动态运行数据，确定目标电网的动态防雷性能或系统稳定性参数，根据动态防雷性能或系统稳定性参数对目标电网中可能遭受雷电的区域进行故障预测，并建立基于电网雷电故障预测的人工智能专家系统，根据建立的人工智能专家系统对电网系统中可能发生的雷击故障进行预测，并确定所述目标电网的运行数据配置参数。

在本发明实施例中，电网的防雷性能包括：静态防雷性能和动态防雷性能，是指整个电网系统抵御雷电灾害及扰动的能力，虽然雷击本身不可控，但是雷电的发生时间和空间是可以通过雷电监测入预警系统来进行大致预判的，因此，可以据此对电网系统的运行状态进行动态的调整和控制；其中，所述静态防雷性能包括一个智能电网，由网络拓扑结构决定，它可以通过改变一系列设备进行调整或改变，例如，断路器，隔离开关等。静态防雷性能在很大程度上与是否有足够的电力系统相关。这里，计算电网的静态防雷性能的关键步骤如下：

其中，F_i是线路/设备的故障状态，E₁是线路/设备的正常状态，是i条线/设备的故障状态、n条线/设备的故障状态；

其中，P(F_i)是线路/设备的故障状态的概率，λ_i是线/设备的通用雷电性能；当一个以上的线/设备发生故障时，可以对雷电性能进行评估。作为一个特定的电力网络，通常包括一系列电力线和变电站，其拓扑结构可以描述为：

G＝(N,E)

其中，N＝{n}是节点集合，E＝{e}是分支组装，W_ij是加权邻接矩阵的元素。

其中X_n,J是系统状态估计的拓扑结构、P_r(E_i)是雷击概率故障的拓扑结构，P_r(X_n,j|X_n,s)是系统概率状态的拓扑结构，T_e(E_i，X_n,j)是系统状态的拓扑结构。

电网的动态防雷性能一般由实时操作状态确定，网络的拓扑结构可以通过一系列的动态行为改变。动态闪电性能在很大程度上也与是否有足够的电力系统相关。具体计算电网动态防雷性能的关键步骤如下：

网络状态的拓扑结构为：

网络由n个源节点和m个输出节点组成，也可以表示为：

其中，I_G和I_L是节点的输入功率。根据网络拓扑结构的变化，可以计算在Y_Bus中的雷击故障。该系统的状态可以被假定为一个元素的操作状态集合，可以表示为：

P_mi和E_i中是有有功功率和电位源节点，P_Lj和Q_Lj是有功功率和无功输出节点中的功率，雷电作用下的主要约束条件干扰列表如下：

S_V＝{V|V^m≤V≤V^M},V^m≤V≤V^M

S_θ＝{δ|-θ≤δ≤0},|δ_i-δ_j|≤0

S_g＝{P|P^m≤P≤P^M}∩{Q|Q^m≤Q≤Q^M}

因此，通过对电网系统的运行进行动态调整和控制，可以提高电网的整体防雷性能。

步骤103，根据所述运行数据配置参数对所述目标电网的动态运行数据进行配置，并对所述目标电网的电路结构进行相应的调整。

这里，可以根据人工神经网络(ANN，Artificial Neural Network)技术查询电网控制策略基础库，确定出经济控制策略和稳定控制策略；通过对所述经济控制策略和稳定控制策略进行动态平衡估计计算，得到匹配所述目标电网的最优控制策略。然后，根据得到所述目标电网的最优控制策略和所述运行数据配置参数对所述目标电网的动态运行数据进行配置，并且在配置之后，对所述控制策略的控制过程进行实时跟踪。这里，可以是由相关调度员或控制人员通过人工智能防雷系统的人机交互界面中对雷电信息的三维可视化显示，以及系统语音命令交互接口，对所述电网的最优控制策略进行确认和对控制策略的控制过程进行实时跟踪。之后，再根据所述配置结果，对所述目标电网的电路结构进行相应的调整。

在本发明实施例中，所述根据所述运行数据配置参数对所述目标电网的动态运行数据进行配置，并对所述目标电网的电路结构进行相应的调整，包括：

在本发明实施例中，所述根据所述运行数据配置参数对所述目标电网的动态运行数据进行配置，并对所述目标电网的电路结构进行相应的调整，还包括：

这里，主要是基于人工智能的自平衡动态控制及非线性协调控制技术，对电网进行动态地防雷保护控制。具体地，对电网进行动态地防雷保护控制包括：电网运行方式优化、电网潮流调节控制、电网支撑节点控制、微网及分布式电源的协调控制；其中，对电网运行方式优化是：优化电网运行方式，以改变电网潮流路径，避免电网潮流通过受雷电威胁的区域；对电网潮流调控制是：调节电网潮流，以优化电网潮流分布，减少受威胁的输电路径上的潮流，同时增加安全输电路径上的潮流；对电网支撑节点控制是：动态控制电源，以控制电网潮流输出，增加电网安全区域内的电源出力，动态调节电网关键支撑节点；对微网及分布式电源的协调控制是，切换微网控制策略，动态调节分布式电源及负荷，控制分布式自平衡节点，维持电网末端局部自平衡运行状态。这里，对电网进行动态地防雷保护控制是一种系统级防雷模式，用以提高电网的综合防雷性能。动态防雷基于实时雷电探测及稳定性计算，对电网进行动态的调整和控制，以提高其整体防雷性能。结合高精度雷电传感、可再生能源出力预测、广义状态估计及非线性协调控制进行动态防雷，将利于提高电网防雷性能，大幅改善雷电天气下的系统稳定性。

图2为本发明实施例一种电网防雷系统的结构组成示意图。如图2所示，所述系统包括：获取单元201、第一确定单元202、第二确定单元203和配置单元204；其中，

所述获取单元201，用于获取雷电的探测数据和电网的监控数据；

所述第一确定单元202，用于根据所述获取单元201获取到的所述雷电的探测数据和电网的监控数据，确定雷电的实时方位数据和电网系统中各电网的动态运行数据；

所述第二确定单元203，用于根据所述第一确定单元202确定的所述实时方位数据和所述动态运行数据，确定所述目标电网的动态防雷性能参数或系统稳定性参数，并基于所述动态防雷性能参数或所述系统稳定性参数确定所述目标电网的运行数据配置参数；

所述配置单元204，用于根据所述第二确定单元203确定的所述运行数据配置参数，对所述目标电网的动态运行数据进行配置，并对所述目标电网的电路结构进行相应的调整。

这里，通常雷击本身是不可控的，但是雷电活动是可以通过雷电监测系统及雷电预警系统进行监测、预警和跟踪，从而所述获取单元201从雷电监测系统中得到雷电的探测数据。所述第一确定单元202基于所述获取单元201获取到的所述雷电的探测数据，从地基多频谱雷电传感探测网获取所述雷电的实时方位数据，具体地，可以利用安装于地面的雷电传感器，接收检测雷电活动中释放并辐射到空间的射频信号来监测雷电活动；或者利用气象雷达，探测积雨云沉积、凝结等强对流活动来间接监测雷电活动；又或者利用轨道卫星来探测雷电先导及放电过程中的光电及上行辐射信号。所述电网系统中各电网的监控数据可以由所述获取单元201根据电网监控系统中监控到的数据中获取，所述第一确定单元202基于所述获取单元201获取到的所述电网的监控数据，从数据采集系统及广域测量系统中获取电网系统中各电网的动态运行数据；并在获取到所述雷电的实时方位数据和电网系统中各电网的动态运行数据后，对雷电的发展趋势进行实时跟踪。

在本发明实施例中，所述系统还包括：第三确定单元(图中未示出)，用于根据所述第一确定单元202确定的所述雷电的实时方位数据和所述目标电网的动态运行数据，确定发生雷电的区域与所述目标电网之间的距离及雷电发生频率；并根据确定出的所述距离和所述雷电发生频率数据，确定所述目标电网中雷电威胁区域和安全区域。

这里，所述第三确定单元通过从空间角度对目标区域中潜在的雷电威胁给予提前的判断或警示。由于雷电预警一般都是针对特定目标或特定区域而言，所以从空间角度出发，通过一个广域雷电探测系统，或与雷达相结合的方式，对预警区域以外已经发生的雷击或正在发生的雷暴的区域进行实时探测，并参照所述雷电的实时方位数据和所述目标电网的动态运行数据，确定当前已发生雷击的区域位置、雷电频率等，基于所述距离和所述雷电发生频率数据来判断雷电对本区域的威胁程度，从而确定所述目标电网中雷电威胁区域和安全区域。

在本发明实施例中，所述系统还包括：

第四确定单元(图中未示出)，用于根据所述雷电的实时方位数据和所述目标电网的动态运行数据，确定所述目标电网中待测区域的电场强度；并根据确定出的所述电场强度值，确定所述目标电网中雷电威胁区域和安全区域。

这里，通常在大多数情况下，由于许多随机因素，例如，风速、风向、地理地形等影响着一个闪电风暴的到达时间，所以所述第四确定单元306从时间角度出发，可以通过所述第一确定单元确定的所述雷电的实时方位数据和所述目标电网的动态运行数据，对本区域内的电场强度进行定量分析，并得出电场强度值，根据所述电场强度值判断所述雷电对所述目标电网的威胁程度，从而确定出所述目标电网中雷电威胁区域和安全区域。

一般而言，由于雷暴云的移动和雷击的发生，在窄义范畴内存在着较大的随机性，漏报率和误报率是两个相对立的指标。雷暴在目标区域的外围发生的情况下，其有可能继续向核心预警区移动，并发生雷击；也有可能向其他方向移动，或者雷暴在预警区上空并不发生雷击，甚至直接消散。这种情况下，则有可能触发雷电警报，而实际却不发生雷击，即发生“误报”。另一种可能是，雷暴云在目标区域的外围并未发生雷击的情况下，而在到达预警区后发生雷击，此时雷电警报并未触发，这种情况即发生“漏报”。将雷电警报的触发越灵敏，则误报率越高，反之则漏报率越高。

其中，基于特定区域的雷电预警还有两个重要的时间界定，即先导时间或者也可称之为提前预警时间，以及解除警报时间。其中，所述提前预警时间过短，则意味着没有足够的时间采取预防性手段以及相应的控制措施，使预警系统无法取得令人满意的效果；所述解除警报时间过短，则意味着过早解除警报，而实际雷击威胁可能并未消失。因此，提前预警时间和解除警报时间两个指标除了取决于雷电探测效率，预警区域、预警级别的合理划定、设定；云间闪电、接近大地层的电场强度数据的整合分析；也还需基于对雷电机理的研究和大量的观测、统计和计算。

在本发明实施例中，为了降低误报率，采用基于时域分析的波形鉴别技术和多向量光磁复模测定技术，在确保探测效率的基础上，实现零误报，避免烟花爆竹、通讯信号等绝大部分干扰而造成的雷电误报警。为了对探测预警区域内进行全方位的预警，单个实时雷电传感器将实现无死角的360度全方位探测，在三级探测预警的基础上，进一步实现方位、分区域、分距离实时跟踪探测，并利用LF/VLF分频技术以及LRF波形鉴别技术，精确区分云地闪电及云间闪电，保证全方位立体的全面预警。为了提高有效预警时间，结合实时雷电探测数据和近地电场实时曲线的分析和计算，预测核心预警区内形成的雷暴，以确保在实时雷电数据预警的基础上，进一步提高有效预警时间，同时也降低漏报率、提高预警准确率。

所述第二确定单元203根据所述第一确定单元202确定的所述雷电的实时方位数据和目标电网的动态运行数据，确定目标电网的动态防雷性能或系统稳定性参，并根据所述防雷性能或系统稳定性参，对目标电网中可能遭受雷电的区域进行故障预测，并建立基于电网雷电故障预测的人工智能专家系统，根据建立的人工智能专家系统对电网系统中可能发生的雷击故障进行预测，并确定所述目标电网的运行数据配置参数。

在本发明实施例中，电网的防雷性能包括：静态防雷性能和动态防雷性能，是指整个电网系统抵御雷电灾害及扰动的能力，虽然雷击本身不可控，但是雷电的发生时间和空间是可以通过雷电监测入预警系统来进行大致预判的，因此，可以据此对电网系统的运行状态进行动态的调整和控制；其中，所述静态防雷性能包括一个智能电网，由网络拓扑结构决定，它可以通过改变一系列设备进行调整或改变，例如，断路器，隔离开关等。静态防雷性能在很大程度上与是否有足够的电力系统相关。具体的，计算电网的静态防雷性能和动态防雷性能的关键步骤参见方法实施例。

在本发明实施例中，所述配置单元204，可以根据ANN技术查询电网控制策略基础库，确定出经济控制策略和稳定控制策略；通过对所述经济控制策略和稳定控制策略进行动态平衡估计计算，得到匹配所述目标电网的最优控制策略。然后，根据得到所述目标电网的最优控制策略和所述运行数据配置参数对所述目标电网的动态运行数据进行配置，并且在配置之后，对所述控制策略的控制过程进行实时跟踪。这里，可以是由相关调度员或控制人员通过人工智能防雷系统的人机交互界面中对雷电信息的三维可视化显示，以及系统语音命令交互接口，对所述电网的最优控制策略进行确认和对控制策略的控制过程进行实时跟踪。之后，所述配置单元204再根据所述配置结果，对所述目标电网的电路结构进行相应的调整。

在本发明实施例中，所述配置单元204，具体用于根据所述第二确定单元203确定的所述动态防雷性能参数或所述系统稳定性参数，减小所述第三确定单元或所述第四确定单元确定的所述雷电威胁区域中输电线路上的输电功率，同时增大所述安全区域中输电线路上的输电功率。

所述配置单元204，具体还用于根据所述第二确定单元203确定的所述动态防雷性能参数或所述系统稳定性参数，对所述第三确定单元或所述第四确定单元确定的所述雷电威胁区域中的断路器进行远程控制，使得所述雷电威胁区域中输电线路上的过负荷或过电流进行转移。

这里，所述配置单元204主要是人工智能的自平衡动态控制及非线性协调控制技术，对电网进行动态地防雷保护控制。具体地，对电网进行动态地防雷保护控制包括：电网运行方式优化、电网潮流调节控制、电网支撑节点控制、微网及分布式电源的协调控制；其中，对电网运行方式优化是：优化电网运行方式，以改变电网潮流路径，避免电网潮流通过受雷电威胁的区域；对电网潮流调控制是：调节电网潮流，以优化电网潮流分布，减少受威胁的输电路径上的潮流，同时增加安全输电路径上的潮流；对电网支撑节点控制是：动态控制电源，以控制电网潮流输出，增加电网安全区域内的电源出力，动态调节电网关键支撑节点；对微网及分布式电源的协调控制是，切换微网控制策略，动态调节分布式电源及负荷，控制分布式自平衡节点，维持电网末端局部自平衡运行状态。这里，对电网进行动态地防雷保护控制是一种系统级防雷模式，用以提高电网的综合防雷性能。动态防雷基于实时雷电探测及稳定性计算，对电网进行动态的调整和控制，以提高其整体防雷性能。结合高精度雷电传感、可再生能源出力预测、广义状态估计及非线性协调控制进行动态防雷，将利于提高电网防雷性能，大幅改善雷电天气下的系统稳定性。

由于传统的防雷方式重点放在一个单独的单元或组件，如输电线路、配电线路、变压器、变电站、电子设备等，和主要依靠架空地线，合理的绝缘配合、接地、线路避雷器、避雷针、电涌保护器(SPD，Surge protection Device)等，然而，由于新能源大量接入、电能大规模长距离输送、电网结构复杂化等因素，在负荷高峰等极端条件下，雷电仍有可能造成局部或较大范围停电，并成为触发电网事故级联效应的重大因素；而在本发明实施例中，通过高精度雷电广谱传感及分频探测技术、分布式电源非线性控制及微网协调控制技术，以及智能配网动态防雷控制及主动防护技术三方面的协调与配合，以达到提高智能配电网防雷性能、减少雷害停电损失的目的，由于本发明实施例侧重于保护整个电网的整体，而不是单独的组件，从而提高智能电网的可靠性。使雷电对电网的冲击及扰动最小化，提高智能电网的整体防雷性能。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种电网防雷方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在确定雷电的实时方位数据和目标电网的动态运行数据之后，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在确定雷电的实时方位数据和目标电网的动态运行数据之后，所述方法还包括：

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述运行数据配置参数对所述目标电网的动态运行数据进行配置，并对所述目标电网的电路结构进行相应的调整，包括：

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述运行数据配置参数对所述目标电网的动态运行数据进行配置，并对所述目标电网的电路结构进行相应的调整，包括：

6.一种电网防雷系统，其特征在于，所述系统包括：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述配置单元，具体用于根据所述第二确定单元确定的所述动态防雷性能参数或所述系统稳定性参数，减小所述第三确定单元或所述第四确定单元确定的所述雷电威胁区域中输电线路上的输电功率，同时增大所述安全区域中输电线路上的输电功率。

10.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述配置单元，具体还用于根据所述第二确定单元确定的所述动态防雷性能参数或所述系统稳定性参数，对所述第三确定单元或所述第四确定单元确定的所述雷电威胁区域中的断路器进行远程控制，使得所述雷电威胁区域中输电线路上的过负荷或过电流进行转移。