CN112562244B - 一种输电线路山火识别方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种输电线路山火识别方法和系统，根据气象卫星监测的火情热点信息计算火情热点距离输电线路的距离，确定是否需要判识火点的真实性，若距离大于3km，则对输电线路没有影响，不需要判识，若距离在3km以内，则对输电线路有影响，则需要采取火点判识措施，在进行判识时，排除发射热源和持续热源带来的误判，从而准确判识出真实火点，因此，本申请的输电线路山火识别方法，能够准确监测输电线路山火火点的真实性，提高输电线路山火现场运维的准确性和效率。

Description

一种输电线路山火识别方法和系统

技术领域

本申请涉及输电线路山火监测技术领域，尤其涉及一种输电线路山火识别方法和系统。

背景技术

输电线路附近山火是近年来威胁电力系统安全运行的灾害之一。特别是到了春耕秋收、清明、春节等用火较多的节气，发生在山区森林的山火点多面广，蔓延迅速。一旦发生在输电走廊附近，山火产生的浓烟和高温导致架空输电线路的绝缘迅速下降，引起线路输电线路跳闸事故。而山区复杂的地理环境给输电线路运维人员无论是现场的火点勘测还是灭火扑救行为都带来了极大的困难。因此，如何快速可靠地监测山火，并且判断火点的位置和对输电线路的危害程度，对提高电网安全稳定运行具有重大意义。

对于输电线路山火识别方法技术的研究至今为止也取得了很多进展，例如申请号为201510293527.2的中国发明专利，提供了一种架空输电线路山火卫星监测火点识别距离计算方法、申请号为201310421101.1的中国发明专利，提供了一种基于波圈式快速搜索的输电线路山火识别方法。但是这些现有的山火识别技术，都着重于如何提高卫星监测火点与杆塔之间距离的计算速率，并未进一步判识卫星火点的准确性，若不能准确判识火点的真实性，将影响到输电线路山火现场运维的准确性和效率，因此，本申请提出一种输电线路山火识别方法和系统，用于解决以上现有技术问题，准确监测输电线路山火火点的真实性，提高输电线路山火现场运维的准确性和效率。

发明内容

本申请提供了一种输电线路山火识别方法和系统，用于准确监测输电线路山火火点的真实性，提高输电线路山火现场运维的准确性和效率。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种输电线路山火识别方法，包括：

获取气象卫星监测的火情热点信息；

根据所述火情热点信息计算火情热点距离输电线路的距离；

若所述距离在3km以内，则判断距所述火情热点1km内的范围是否存在反射热源；

若距所述火情热点1km内的范围存在反射热源，则持续监测所述火情热点30分钟，若30分钟后所述火情热点未消失，则判识为真实火点，否则判识为假火点；

若距所述火情热点1km内的范围不存在反射热源，则判断所述火情热点1km内的范围是否存在持续热源；

若所述火情热点1km内的范围存在持续热源，则判识为伪火点，否则，计算所述火情热点的位置过去4小时内周边2km的热点个数；

若所述热点个数大于或等于2，则判识为真实火点，否则，持续对所述火情热点周边2km的范围内进行热点监测，若1小时内再次监测到所述火情热点，则判识为真实火点，否则判识为假火点。

可选地，所述若所述距离在3km以内，则判断距所述火情热点1km内的范围是否存在反射热源，包括：

若所述距离在3km以内，则根据所述火情热点的位置信息，在Google Earth软件中查看并判断距所述火情热点1km内的范围是否存在反射热源。

可选地，所述若距所述火情热点1km内的范围不存在反射热源，则判断所述火情热点1km内的范围是否存在持续热源，包括：

若距所述火情热点1km内的范围不存在反射热源，则根据所述火情热点的位置信息，在Google Earth软件中查看并判断所述火情热点1km内的范围是否存在持续热源。

可选地，还包括：

当判识所述火情热点为真实火点时，计算所述真实火点对应的输电线路山火跳闸风险。

可选地，所述计算所述真实火点对应的输电线路山火跳闸风险，包括：

根据所述真实火点对应的输电线路走廊位置信息和最近气象站点发布的气象参数信息，计算所述输电线路下垫面发生山火时的火焰参数，得到输电线路与山火高度的位置关系；

根据所述输电线路与山火高度的位置关系计算所述输电线路发生山火时的跳闸风险等级。

可选地，所述获取气象卫星监测的火情热点信息，之前还包括：

接收基于在线监测设备的输电线路火情监测系统发送的火情热点信息和基于气象卫星的输电线路火情监测系统发送的火情热点信息；

若所述火情热点信息为基于在线监测设备的输电线路火情监测系统发送的火情热点信息，则直接将所述火情热点信息对应的火情热点判识为真实火点。

可选地，所述根据所述输电线路与山火高度的位置关系计算所述输电线路发生山火时的跳闸风险等级，包括：

若所述火焰参数中，火焰高度大于或等于所述输电线路的导线对地高度，则根据第一放电风险系数公式计算导线对地放电风险系数和导线之间的放电风险系数，得到所述输电线路发生山火时的跳闸风险等级，否则，根据第二放电风险系数公式计算导线对地放电风险系数和导线之间的放电风险系数，得到所述输电线路发生山火时的跳闸风险等级。

可选地，所述第一放电风险系数公式为：

所述第二放电风险系数公式为：

其中，U为线路的运行电压，H_air为导线对树木的最小净空距离,D为导线之间的距离，H_flame为发生火灾时的火焰高度，H_line为导线的对地高度，E_f为火焰中空气放电的平均场强，取32kV/m，E_thl为高温烟气下导线放电的平均场强。

本申请第二方面提供了一种输电线路山火识别系统，所述输电线路山火识别系统用于执行如第一方面任一种所述的输电线路山火识别方法。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请中提供了一种输电线路山火识别方法，包括：获取气象卫星监测的火情热点信息；根据火情热点信息计算火情热点距离输电线路的距离；若距离在3km以内，则判断距火情热点1km内的范围是否存在反射热源；若距火情热点1km内的范围存在反射热源，则持续监测火情热点30分钟，若30分钟后火情热点未消失，则判识为真实火点，否则判识为假火点；若距火情热点1km内的范围不存在反射热源，则判断火情热点1km内的范围是否存在持续热源；若火情热点1km内的范围存在持续热源，则判识为伪火点，否则，计算火情热点的位置过去4小时内周边2km的热点个数；若热点个数大于或等于2，则判识为真实火点，否则，持续对火情热点周边2km的范围内进行热点监测，若1小时内再次监测到火情热点，则判识为真实火点，否则判识为假火点。

本申请提供的输电线路山火识别方法，根据气象卫星监测的火情热点信息计算火情热点距离输电线路的距离，确定是否需要判识火点的真实性，若距离大于3km，则对输电线路没有影响，不需要判识，若距离在3km以内，则对输电线路有影响，则需要采取火点判识措施，在进行判识时，排除发射热源和持续热源带来的误判，从而准确判识出真实火点，因此，本申请的输电线路山火识别方法，能够准确监测输电线路山火火点的真实性，提高输电线路山火现场运维的准确性和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中提供的一种输电线路山火识别方法的一个流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例1

为了便于理解，请参阅图1，本申请提供了一种输电线路山火识别方法的实施例，包括：

步骤101、获取气象卫星监测的火情热点信息。

步骤102、根据火情热点信息计算火情热点距离输电线路的距离。

步骤103、若距离在3km以内，则判断距火情热点1km内的范围是否存在反射热源。

步骤104、若距火情热点1km内的范围存在反射热源，则持续监测火情热点30分钟，若30分钟后火情热点未消失，则判识为真实火点，否则判识为假火点。

步骤105、若距火情热点1km内的范围不存在反射热源，则判断火情热点1km内的范围是否存在持续热源。

步骤106、若火情热点1km内的范围存在持续热源，则判识为伪火点，否则，计算火情热点的位置过去4小时内周边2km的热点个数。

步骤107、若热点个数大于或等于2，则判识为真实火点，否则，持续对火情热点周边2km的范围内进行热点监测，若1小时内再次监测到火情热点，则判识为真实火点，否则判识为假火点。

需要说明的是，本申请实施例中首先需要获取到气象卫星监测的火情热点信息，火情热点信息可以包括火情热点的地理位置信息和遥感图像信息，气象卫星监测的火情热点信息可以通过基于气象卫星监测的火情热点监测系统监测得到。由于气象卫星监测的火情热点并不一定会影响到输电线路的安全运行，因此，需要判断火情热点是否会对输电线路有影响，本申请实施例中，在得到火情热点信息之后，根据火情热点信息计算火情热点距离输电线路的距离，若火情热点距离输电线路的距离大于3km，则说明该火情热点对输电线路无影响，此时，不需要对该火情热点的真实性进行判识，直接记录该火情热点信息即可。若火情热点距离输电线路的距离在3km以内，则说明该火情热点对输电线路有影响，需要进一步判识火点的真实性，在判识火点的真实性时，需要排除裸地和光伏板等因为反射在特定时刻会引起气象卫星误判的热源和工厂等会持续引起气象卫星误判的持续热源，从而避免将反射热源和持续热源误判为真实火点，因此，本申请实施例中，在火情热点距离输电线路的距离在3km以内时，首先判断在距火情热点方圆1km的范围内是否存在反射热源，若存在反射热源，则持续监测该火情热点30分钟，若30分钟后该火情热点未消失，则将该火情热点判识为真实火点，可以记录该火情热点信息并发出告警信息，从而为山火运维人员提供有效的指导策略，若30分钟后该火情热点消失，则将该火情热点判识为假火点，可以记录该火点信息，不需要发出告警信息。然后再判断在距火情热点方圆1km的范围内是否存在持续热源，若存在持续热源，则将该火情热点判识为伪火点，可以记录该火点信息，不需要发出告警信息，若不存在持续热源，则计算该火情热点的位置在过去4个小时内方圆2km内的热点个数，若热点个数大于或等于2，则将该火情热点判识为真实火点，可以记录该火情热点信息并发出告警信息，若热点个数小于2，则持续对该火情热点方圆2km内的范围进行热点监测，若1个小时内再次监测到该火情热点，则将该火情热点判识为真实火点，记录该火点信息并发出告警信息。否则将该火情热点判识为假火点，可以记录该火点信息但不需要发出告警信息。

在一个实施例中，若火情热点距离输电线路的距离在3km以内，则根据火情热点的位置信息，在Google Earth软件中查看并判断距火情热点1km内的范围是否存在反射热源。若距火情热点1km内的范围不存在反射热源，则根据火情热点的位置信息，在Google Earth软件中查看并判断火情热点1km内的范围是否存在持续热源。

本申请实施例提供的输电线路山火识别方法，根据气象卫星监测的火情热点信息计算火情热点距离输电线路的距离，确定是否需要判识火点的真实性，若距离大于3km，则对输电线路没有影响，不需要判识，若距离在3km以内，则对输电线路有影响，则需要采取火点判识措施，在进行判识时，排除发射热源和持续热源带来的误判，从而准确判识出真实火点，因此，本申请的输电线路山火识别方法，能够准确监测输电线路山火火点的真实性，提高输电线路山火现场运维的准确性和效率。

实施例2

作为对实施例1的进一步改进，本申请中提供了一种输电线路山火识别方法的另一个实施例，包括：

步骤201、接收基于在线监测设备的输电线路火情监测系统发送的火情热点信息和基于气象卫星的输电线路火情监测系统发送的火情热点信息。

步骤202、若火情热点信息为基于在线监测设备的输电线路火情监测系统发送的火情热点信息，则直接将火情热点信息对应的火情热点判识为真实火点。

步骤203、若火情热点信息为基于在线监测设备的输电线路火情监测系统发送的火情热点信息，则获取火情热点信息。

步骤204、根据火情热点信息计算火情热点距离输电线路的距离。

步骤205、若距离在3km以内，则判断距火情热点1km内的范围是否存在反射热源。

步骤206、若距火情热点1km内的范围存在反射热源，则持续监测火情热点30分钟，若30分钟后火情热点未消失，则判识为真实火点，否则判识为假火点。

步骤207、若距火情热点1km内的范围不存在反射热源，则判断火情热点1km内的范围是否存在持续热源。

步骤208、若火情热点1km内的范围存在持续热源，则判识为伪火点，否则，计算火情热点的位置过去4小时内周边2km的热点个数。

步骤209、若热点个数大于或等于2，则判识为真实火点，否则，持续对火情热点周边2km的范围内进行热点监测，若1小时内再次监测到火情热点，则判识为真实火点，否则判识为假火点。

需要说明的是，本申请实施例中，获取火情热点信息的来源有两个，一个是基于在线监测设备的输电线路火情监测系统，基于在线监测设备的输电线路火情监测系统利用在输电线路杆塔上安装的传感器(摄像头)，通过传回来的图像信息进行人为判识是否发生山火；另一个来源是基于气象卫星的输电线路火情监测系统发送的火情热点信息，通过气象卫星实时监测监测委托区的火情热点情况，获取火情热点的位置信息和遥测图像，再进行真实火点的判识。因此，本申请实施例中首先需要判断火情热点信息的来源，再根据火情热点信息的来源采取相应的火点判识措施，若火情热点信息来源于基于在线监测设备的输电线路火情监测系统，则直接根据火情热点信息进行火点判识，若火情热点信息来源于基于气象卫星的输电线路火情监测系统，则执行本申请实施例中的步骤203-步骤209，本申请实施例中的步骤203-步骤209与实施例1中的步骤101-步骤107一致，在此不再进行赘述。

本申请实施例中，利用在线监测装置监测局部输电线路的火情热点信息，利用气象卫星监测系统监测广域输电线路走廊内的火情热点信息，实现了天地一体化山火监测，实现了全面监测和准确监测山火的效果。

实施例3

作为对实施例1或实施例2的进一步改进，本申请实施例中，在将火情热点判识为真实火点之后，还包括：

计算真实火点对应的输电线路山火跳闸风险。

需要说明的是，可以根据真实火点对应的输电线路走廊位置信息和最近气象站点发布的气象参数信息，计算输电线路下垫面发生山火时的火焰参数，得到输电线路与山火高度的位置关系，根据输电线路与山火高度的位置关系计算输电线路发生山火时的跳闸风险等级。若火焰参数中，火焰高度大于或等于输电线路的导线对地高度，则根据第一放电风险系数公式计算导线对地放电风险系数和导线之间的放电风险系数，得到输电线路发生山火时的跳闸风险等级，否则，根据第二放电风险系数公式计算导线对地放电风险系数和导线之间的放电风险系数，得到输电线路发生山火时的跳闸风险等级。

计算火焰参数时，山火蔓延速度的计算公式为：

R_θ＝(R×(0.04AF+0.002))×(1.054e^0.064θ)

式中，M为植被含水率，R为基础山火蔓延速度(m/s)，R_θ为对基础山火蔓延速度进行修正后得到的山火蔓延速度(m/s)，V_1.5为1.5米高度处年平均空气风速(m/s)，θ为坡度(°)；

发生山火时的火焰高度的计算公式为：

H_flame＝(0.096R_θ+0.0086)×AF

第一放电风险系数公式为：

第二放电风险系数公式为：

其中，U为线路的运行电压，H_air为导线对树木的最小净空距离,D为导线之间的距离，H_flame为发生火灾时的火焰高度，H_line为导线的对地高度，E_f为火焰中空气放电的平均场强，取32kV/m，E_thl为高温烟气下导线放电的平均场强。

实施例4

本申请中还提供了一种输电线路山火识别系统的实施例，该输电线路山火识别系统用于执行实施例1-3中任一种输电线路山火识别方法。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种输电线路山火识别方法，其特征在于，包括：

获取气象卫星监测的火情热点信息；

根据所述火情热点信息计算火情热点距离输电线路的距离；

若所述距离在3km以内，则判断距所述火情热点1km内的范围是否存在反射热源；

若距所述火情热点1km内的范围存在反射热源，则持续监测所述火情热点30分钟，若30分钟后所述火情热点未消失，则判识为真实火点，否则判识为假火点；

若距所述火情热点1km内的范围不存在反射热源，则判断所述火情热点1km内的范围是否存在持续热源；

若所述火情热点1km内的范围存在持续热源，则判识为伪火点，否则，计算所述火情热点的位置过去4小时内周边2km的热点个数；

若所述热点个数大于或等于2，则判识为真实火点，否则，持续对所述火情热点周边2km的范围内进行热点监测，若1小时内再次监测到所述火情热点，则判识为真实火点，否则判识为假火点；

还包括：

当判识所述火情热点为真实火点时，计算所述真实火点对应的输电线路山火跳闸风险；

所述计算所述真实火点对应的输电线路山火跳闸风险，包括：

根据所述真实火点对应的输电线路走廊位置信息和最近气象站点发布的气象参数信息，计算所述输电线路下垫面发生山火时的火焰参数，得到输电线路与山火高度的位置关系；

根据所述输电线路与山火高度的位置关系计算所述输电线路发生山火时的跳闸风险等级；

所述根据所述输电线路与山火高度的位置关系计算所述输电线路发生山火时的跳闸风险等级，包括：

若所述火焰参数中，火焰高度大于或等于所述输电线路的导线对地高度，则根据第一放电风险系数公式计算导线对地放电风险系数和导线之间的放电风险系数，得到所述输电线路发生山火时的跳闸风险等级，否则，根据第二放电风险系数公式计算导线对地放电风险系数和导线之间的放电风险系数，得到所述输电线路发生山火时的跳闸风险等级；

所述第一放电风险系数公式为：

所述第二放电风险系数公式为：

其中，

为线路的运行电压，

为导线对树木的最小净空距离, D为导线之间的距离，

为发生火灾时的火焰高度，

为导线的对地高度，

为火焰中空气放电的平均场强，取32kV/m，

为高温烟气下导线放电的平均场强。

2.根据权利要求1所述的输电线路山火识别方法，其特征在于，所述若所述距离在3km以内，则判断距所述火情热点1km内的范围是否存在反射热源，包括：

若所述距离在3km以内，则根据所述火情热点的位置信息，在Google Earth软件中查看并判断距所述火情热点1km内的范围是否存在反射热源。

3.根据权利要求1所述的输电线路山火识别方法，其特征在于，所述若距所述火情热点1km内的范围不存在反射热源，则判断所述火情热点1km内的范围是否存在持续热源，包括：

若距所述火情热点1km内的范围不存在反射热源，则根据所述火情热点的位置信息，在Google Earth软件中查看并判断所述火情热点1km内的范围是否存在持续热源。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的输电线路山火识别方法，其特征在于，所述获取气象卫星监测的火情热点信息，之前还包括：

接收基于在线监测设备的输电线路火情监测系统发送的火情热点信息和基于气象卫星的输电线路火情监测系统发送的火情热点信息；

若所述火情热点信息为基于在线监测设备的输电线路火情监测系统发送的火情热点信息，则直接将所述火情热点信息对应的火情热点判识为真实火点。

5.一种输电线路山火识别系统，其特征在于，所述输电线路山火识别系统用于执行如权利要求1-4中任一项所述的输电线路山火识别方法。

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