1、云南电网有限责任公司电力科学研究院2016.07电网雷电预警技术研究及预警系统开发电网雷电预警技术研究及预警系统开发一 项目背景和意义二 项目目标及历程三 项目技术研究目录目录四 项目建设应用五 项目成果一、背景一、背景 雷电是造成输电线路跳闸主要因素，影响着输变电设备的安全运行。作为“西电东送”、“云电外送”的主体支撑者，云南电网的安全稳定运行对南方电网至关重要，这也对云南电网雷电监测与防护能力提出了更高的要求。与传统的雷电防护技术相比，雷电预警是实现电网雷害主动性防御必要技术，可实现在雷雨到来前，依据预警信息提前制定调度及应急预案，合理配置输电线路、变电站与发电厂的工作状态，保障电网安全和
2、减少因停电给用户带来的经济损失。一、现状一、现状- -目前雷电预警发展情况（国内外）目前雷电预警发展情况（国内外）国内外研究人员采用各种资料，对来电临近预报方法进行了研究，主要手段：探空、雷达、卫星、闪电定位、大气电场以及数值模式产品等显然，每种资料用于雷电预警都有其优势和不足，比如： 闪电定位资料的实时性很好，但预警提前时间有限，并且，地闪地位资料通常比较离散，可造成外推得到的可能发生闪电的区域的空间分辨率较粗； 地面电场资料的实时性很好，但其单站的预警区域范围有限，对与移近的雷暴能够提前预警的时间也有限； 雷达资料的时空分辨率都比较好，但只有在降水粒子形成之后才会有较强的回波，提前预警时间
3、同样有限； 卫星资料的空间尺度很大，可达上钱km，但目前能够得到的卫星资料的时空分辨率较粗，在雷电临近预报中的作用还有限；二、云南雷电形成的机理二、云南雷电形成的机理- -放在技术内容放在技术内容云南地处低纬度高原，地理位置特殊，地形地貌复杂。主要受南孟加拉高压气流影响形成的高原季风气候，全省大部分地区冬暖夏凉，四季如春的气候特征。全省气候类型丰富多样，有北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带、南温带、中温带和高原气候区共个气候类型。复杂的地形地貌造就了云南雷暴不均匀分布。(雷电形成机理-具体)南地低度高原，地理位置特殊，地形地貌复。主要受南孟加拉高气流影响形成的高原季气候，全省大部分地区冬暖夏
4、凉，四季如春的气候特征。全省气候型丰富多，有北 、南 、中 、北 、南温、中温和高原气候区共个气候型。复的地形地貌造就了云南雷暴不均匀分布。(雷形成机理-具体)雷电形成机理 雷电是自然界中一种常见的放电现象。关于雷电的产生有多种解释理论，通常我们认为由于大气中热空气上升，与高空冷空气产生摩擦，从而形成了带有正负电荷的小水滴。 当正负电荷累积达到一定的电荷值时，会在带有不同极性的云团之间以及云团对地之间形成强大的电场，从而产生云团对云团和云团对地的放电过程，这就是通常所说的闪电和响雷。 具体来说，冰晶的摩擦、雨滴的破碎、水滴的冻结、云体的碰撞等均可使云粒子起电。一般云的顶部带正电，底部带负电，两
5、种极性不同的电荷会使云的内部或云与地之间形成强电场，瞬间剧烈放电爆发出强大的电火花，也就是我们看到的闪电。一 项目背景和意义二 项目目标及历程三 项目技术研究目录目录四 项目建设应用五 项目成果二、项目目标二、项目目标- -目标间的逻辑目标间的逻辑1（1） 史雷达和 料行分析，得出地 生的雷达回波特征及相关指；（2）建立云南网雷 警判方程；（广州-行数据明）（3）建立雷云运 迹 模型；（4）建立一平台的各雷因素数据整合接口；（5）建立云南网不同等 路的致灾界和警方案；（料- 用-通方程合界 行警）（6）完成多平台的云南网雷 警系的开及运行，管理人可通 系， 掌握雷活情况，得雷 警信息，及采取
6、措施；（7）完成雷 警系展示平台的点施工作。研究目标二、项目任务及指标（去掉）二、项目任务及指标（去掉）2开展多源数据的雷 合警方法和雷云运 迹 模型的研究，建云南网雷 警合平台，研制出能 雷定位 、星云等数据接入和合警分析的网雷 近警系， 10min以内的高精度近警，以及30min内的常精度近警，并开展雷 警合平台的施工作。 ；指标成果要求3（1）“网雷 警技研究与云南网雷 警系开”成果告和雷 近警合平台；（2）核心期刊文章5-6篇（3）件著作1-3，利3-5（4）培养青年骨干4-6名二、项目组织和历程（去掉）二、项目组织和历程（去掉）第一阶段：2013年12月2014年2月，雷电个例资料收
7、集和预处理，低纬高原地区雷电发生、发展物理过程和机理研究。第二阶段：2014年36月，全省多普勒雷达三维组网技术优化，风暴识别、追踪和预报技术（TITAN）本地优化，确保稳定运行，6月，提供初步业务产品，开展云南电网的雷电预警。第三阶段：2014年712月；闪电的多普勒雷达识别指标检验评估和路径预报产品检验评估，开展运行试验，优化完善电网雷电预警模型，初步撰写技术文档材料。第四阶段：2015年1月-12月，系统开发，建设雷电预警平台，将气象数据及气象数据引入平台；雷电探测数据统一接口方案制定与开发。第五阶段：2016年5-12月，移动终端雷电预警平台的研究与开发，大气电场仪购买，系统接入。一
8、项目背景和意义二 项目目标及历程三 项目技术研究目录目录四 项目建设应用五 项目成果二、项目建设思路二、项目建设思路- -研究点间的关联（研究的目的）研究点间的关联（研究的目的）电网预警技术研究及预警系统开发电网预警技术研究低纬高原地区雷电发生、发展物理过程和机理研究基于多普勒雷达雷电数据的雷击综合预警模型研究基于GIS平台的输电线路预警方案实施研究雷电预警精确度的研究云南电网雷电综合预警方案的研究电网预警系统开发构建基于统一平台的各类雷电因素数据整合接口的研究雷电预测预警系统平台选点部署实施研究雷电监测预警系统综合应用平台的研究开发二、二、网网警技警技研究研究- -技技路路（研究的一个部分）
9、（研究的一个部分）三、三、网网警技警技研究研究n 雷暴识别指标研究u 雷达资料：云南省C波段多普勒天气雷达观测资料（连续）u 地闪资料：云南闪电定位网观测资料（连续）u 探空资料：云南省5个探空站的探空资料 （08时，20时）n 雷暴识别指标研究（1）30dBZ的雷达回波强度发展到-10等温线高度是雷暴云首次地闪发生最好的预警指标。（2）VIL与地闪频数相关性较差，特别是从两者叠加来看，最大垂直液态水含量不能预警地闪的发生区域。（3）无论从时间和空间演变来看，地闪频数与大于30dBZ雷达回波面积的变化具有一定的相关性，其中-10等高平面上大于30dBZ的回波面积变化和地闪频数演变存在线性相关。
10、4）单单体雷暴发展迅速，生消过程较短；多单体雷暴存在多个对流单体的生消以及相互作用，导致多单体雷暴持续时间长和地闪活动剧烈；超级单体易产生强烈和持久的强对流雷暴天气和雷电活动；飑线是线性排列的多单体雷暴，对流雷暴单体更具有组织性，雷暴天气更加强烈，往往产生较长的雷电活动和雷击灾害。（5）强盛的上升气流利于雷暴内荷电的产生，地闪频数与-10、-20层结高度上的回波强度及强回波高度和回波顶高等雷达回波因子具有较好相关性，监测雷达回波特征指标的演变可以较好地预测中尺度对流系统地闪的发生和频数变化。三、三、网网警技警技研究研究n 雷暴云团移动路径外推技术研究 雷暴云团的移动是平流和传播共同作用了结果，
11、通过引入TITAN和TREC矢量场（二维径向风场）算法，在强风暴的识别、追踪路径预报和雷暴云团移动在传播方面的信息等提供有力的技术支撑，提高了最终的雷电的预报精准度。三、三、网网警技警技研究研究n 雷暴云团外推预报效果检验评估三、三、网网警技警技研究研究为评估本项目中雷暴云团路径预报方法的准确性，项目组对2015年5-9月所有天气雷达回波（约26万个文件,5460G数据量）进行了实况和外推15和30分钟预报的对照评估，并采用天气预报效果检验的TS评分方法进行评价n 多普勒天气雷达三维组网技术研究 三、三、网网警技警技研究研究在本目中，了云南全省范内的强流天气行有效的 、追踪和警，并在此基上研究
12、开相的雷 警品，需要使用已建成的昆明、昭通、文山、普洱、江、大理、德宏等已投入 运行多普勒天气雷达和正在建的 、曲靖多普勒天气雷达采集的 立体描料行三 网拼，并使用三拼数据作 入数据，行雷区域 及路径追踪的算。单站多普勒天气雷达反射率因子插入单站格点化采用最近邻居法和线性内插法多个交叉重叠采用距离指数权重平均法n 多普勒天气雷达三维组网技术研究 三、三、网网警技警技研究研究在监测图1为系统位于滇中北部时切线系统完整的轮廓，并可以清晰的看出切变线系统不同位置对流的发展情况，为制作精细化预警和应急处置提供了重要信息，规避了长期以来短期天气预报按天气系统预报，无法区分系统不同部位的发展强弱的差异，图
13、2为系统南移至滇南减弱消散时的特征，通过三维组网拼图技术，有效了优化了监控责任区。图1图2n 雷电综合预警技术研究 三、三、网网警技警技研究研究针对云南特定的地理特点，单一的预警方式容易存在覆盖范围不足及预警不够准确的情况，通过雷电定位监测结合气象多普勒雷达、大气电场仪综合预警的方式，可以提高雷电预警的及时性、准确性和范围性。气象多普勒雷达大气电场仪雷电定位监测雷电预警 利用 序列的地 生前 繁 特征来探雷云 ，避免基于大气 警 多的 ，然后在合雷定位系的信息最确雷 警等，行雷n 雷电综合预警技术研究 气象雷电15分钟预警气象雷电30分钟预警10min大气电场场强累加计算场强判断是否雷云电场接
14、近气象预警雷电精确定位监测大气电场仪实时监测雷电定位雷电预警生成雷 警果n 雷电综合预警临界值预警方式预警等级预警临界值实现功能雷电预警红预测时间段内25km范围有20个雷电省、市地区型雷电活动预警橙预测时间段内25km范围有10个雷电黄预测时间段内25km范围有5个雷电或预警传感站报警n 电网雷电预警方式实现研究通过格点化数据，将预警数据与电网数据进行关联，进而对电网相关设备开展雷电预警预报服务。三、三、网网警技警技研究研究Software Division YEPRI24 通过选取某时刻的雷电预警数据与雷电定位数据；选取区域对雷电预警数据与雷电定位数据进行网格划分，获得雷电预警与雷电定位数
15、据中雷电流幅值矩阵与雷电次数矩阵；通过R语言计算雷电预警与雷电定位两套数据间关于雷电流幅值、雷电次数矩阵的相关系数，并基于相关系数对同一地区的下一时刻预警数据进行修正，修正后的雷电预警数据与雷电定位数据更加接近，实现通过雷电定位数据提升雷电预警数据准确度的目的。三、三、网网警技警技研究研究n 雷电数据对比研究及算法修正研究四、研究成果四、研究成果n 实现雷电定位监测、多普勒雷达卫星云图等数据接入和综合预警分析的，建设了电网雷电临近预警系统，实现10min以内的高精度临近预警，以及30min内的常规精度临近预警，开展雷电预警综合平台的应用。一 项目背景和意义二 项目目标及历程三 项目技术研究目录
16、目录四 项目建设应用五 项目成果四、四、网网警系警系开开- -系系定位定位四、四、网网警系警系开开- -硬件架构硬件架构29四、四、网网警系警系开开- -系系架构架构雷电预警雷电定位大气电场仪 多普勒雷达预警数据、雷电监测系统定位数据、大气电场仪监测三种数据在地图显示效果。四、四、网网警系警系开开- -雷电预警、定位、大气电场仪服务端通过.NET技术，承载各类监测数据与预警数据的展现，并将数据提供给PC机和移动终端，为各类用户提供直观、准确的数据服务。现有各平台的雷电数据存在数据复用性差，各类数据格式无法统一，无法集中查询某一历史区间的所有数据。因此，开展整合数据接口的研究与建设，能够对进行各
17、类数据源的数据进行整合，并提供规范的数据接口供其它平台调用，同时提供高效率的数据检索与统计分析服务。四、四、网网警系警系开开- -接口技接口技研究及服研究及服端端件的开件的开 针对电网系统的输电线路，提出一种基于历史雷电定位和电网跳闸数据关联性研究的评估方法。通过研究历史雷电定位数据，我们可以得出该地区历史雷电预测的准确度。 在雷电预警发布时，我们可以结合历史跳闸数据以及历史雷电预测准确度，计算出雷电发生时该地区的跳闸率，从而实现对雷电预警数据的评估。 四、四、网网警系警系开开- -跳跳分析分析1、按时间间隔对雷电网格点数量及场强值统计；2、按强度对雷电网格点数量统计。四、四、网网警系警系开开
18、- -助指助指四、四、网网警系警系开开- -平台平台用用 为云南电网以及其他用户提供雷电预警 为云南电网用户提供电网设备预警 支持多普勒雷达、大气电场仪雷电监测预警 可以跟踪用户位置，提供用户位置及关注点预警四、四、网网警系警系开开- -移移 用用一 项目背景和意义二 项目目标及历程三 项目技术研究目录目录四 项目建设应用五 项目成果四、研究成果四、研究成果n 电网雷电预警技术研究与云南电网雷电预警系统开发成果报告；n 电网雷电临近预警综合系统；n 核心期刊文章5篇；n 软件著作权2项；n 专利权3项。五、五、新点新点n 建立了基于多普勒雷达及雷电定位系统多元数据挖掘的高海拔低纬度雷电运动轨迹
19、模型；n 形成了一套基于线路走廊矩形局域分划的雷击自适应神经网络预测方法；n 提出了基于GIS平台的输电线路不同提前量的雷电活动可视化预警方案；n 开发了基于服务端和移动端结合的雷电综合监测与预警系统。9、静夜四无邻，荒居旧业贫。三月-21三月-21Saturday, March 27, 202110、雨中黄叶树，灯下白头人。11:25:1411:25:1411:253/27/2021 11:25:14 AM11、以我独沈久，愧君相见频。三月-2111:25:1411:25Mar-2127-Mar-2112、故人江海别，几度隔山川。11:25:1411:25:1411:25Saturday,
20、March 27, 202113、乍见翻疑梦，相悲各问年。三月-21三月-2111:25:1411:25:14March 27, 202114、他乡生白发，旧国见青山。27 三月 202111:25:14 上午11:25:14三月-2115、比不了得就不比，得不到的就不要。三月 2111:25 上午三月-2111:25March 27, 202116、行动出成果，工作出财富。2021/3/27 11:25:1411:25:1427 March 202117、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。11:25:14 上午11:25 上午11:25:14三月-219、没有
21、失败，只有暂时停止成功！。三月-21三月-21Saturday, March 27, 202110、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。11:25:1411:25:1411:253/27/2021 11:25:14 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。三月-2111:25:1411:25Mar-2127-Mar-2112、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。11:25:1411:25:1411:25Saturday, March 27, 202113、不知香积寺，数里入云峰。三月-21三月-2111:25:1411:25:14March 27,
22、202114、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。27 三月 202111:25:14 上午11:25:14三月-2115、楚塞三湘接，荆门九派通。三月 2111:25 上午三月-2111:25March 27, 202116、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2021/3/27 11:25:1411:25:1427 March 202117、空山新雨后，天气晚来秋。11:25:14 上午11:25 上午11:25:14三月-219、杨柳散和风，青山澹吾虑。三月-21三月-21Saturday, March 27, 202110、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。11:25:14
23、11:25:1411:253/27/2021 11:25:14 AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。三月-2111:25:1411:25Mar-2127-Mar-2112、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。11:25:1411:25:1411:25Saturday, March 27, 202113、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。三月-21三月-2111:25:1411:25:14March 27, 202114、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。27 三月 202111:25:14 上午11:25:14三月-2115、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。三月 21
24、11:25 上午三月-2111:25March 27, 202116、业余生活要有意义，不要越轨。2021/3/27 11:25:1411:25:1427 March 202117、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。11:25:14 上午11:25 上午11:25:14三月-21MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit, eleifend nulla ac, fringilla purus. Nulla iaculis tempor felis amet, consectetur adipiscing elit. Fusce id urna blanditut cursus. 感谢您的下载观看专家告诉
