專利名稱：基于spss分段擬合地區(qū)性雷電流幅值概率分布的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擬合地區(qū)性雷電流幅值概率分布的方法，尤其是涉及ー種基于SPSS軟件分段擬合地區(qū)性雷電流幅值概率分布的方法。
背景技術(shù)：
我國地處溫帶和亞熱帶地區(qū)，雷暴活動十分頻繁，這對我國電網(wǎng)的安全運行造成了重大的威脅。電網(wǎng)故障分類統(tǒng)計表明，在高 壓線路的總跳閘次數(shù)中，由雷擊所引起的跳閘次數(shù)占409^70%。特別是近年來電網(wǎng)發(fā)展迅速、輸電線路加長、大氣環(huán)境惡劣使得電網(wǎng)雷擊閃絡(luò)的概率増大。雷電流幅值概率分布是用來表示雷電活動強弱特征并用來指導(dǎo)防雷設(shè)計的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它一直是國內(nèi)外防雷界非常重視的雷電參數(shù)之一，在繞擊和反擊防雷計算中占據(jù)十分重要的位置。國內(nèi)外的雷電流幅值分布表達(dá)式是不同的，電カ行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)D1/T620—1997《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》推薦一般地區(qū)雷電流幅值的累積概率P的計算公式為lgP=_I/88。對于我國的西北、內(nèi)蒙古等雷電活動較弱的地區(qū)，由于雷電流幅值較小，雷電流幅值的累積概率計算公式為lgP=_I/44。規(guī)程所推薦的兩條公式分別使用于少雷區(qū)和多雷區(qū)。其中，年雷暴日不超過15的地區(qū)為少雷區(qū)，超過40的為多雷區(qū)。可見規(guī)程所推薦的公式的適用范圍本身是很模糊的。比如說年雷暴日為45和80的時候都屬于多雷區(qū)，按照規(guī)程規(guī)定應(yīng)該都按公式lgP=_I/88來計算。如果按這樣計算的話，明顯會存在較大的誤差，參考價值有限。規(guī)程法和IEEE推薦的計算公式是適用于大范圍地區(qū)的，是一般性的經(jīng)驗、概率性公式，應(yīng)用于對精度要求不高的計算。然而任何地方的電網(wǎng)都具有它的特殊性，不同的電網(wǎng)線路分布相差很大，同電壓等級的耐雷水平也會有所差異。所以當(dāng)我們用它計算某一具有特殊性的小片地區(qū)例如廣東東莞的時候，產(chǎn)生誤差甚至較大誤差是可能的。雷電流幅值和氣象、溫度、濕度等自然條件有關(guān)，只有通過大量實測才能正確估計其概率分布規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種能較準(zhǔn)確地反映地區(qū)性線路遭受雷擊情況的基于SPSS分段擬合地區(qū)性雷電流幅值概率分布的方法。解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于SPSS分段擬合地區(qū)性雷電流幅值概率分布的方法，包括以下步驟SI詳細(xì)記錄所述地區(qū)每次雷擊的雷電定位數(shù)據(jù)包括雷擊具體地點、雷電流幅值
I;S2通過Excel軟件統(tǒng)計，求出不同雷電流幅值的累計概率P(>I)(即大于雷電流幅值I的概率);S3對雷電定位數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選只考慮雷電流幅值在(T200kA之間的負(fù)極性雷電流；
S4對雷電定位數(shù)據(jù)分段處理將雷電流幅值分為(0，13]、(13，45]、(45，200]這三個區(qū)間，取置信概率95 %的設(shè)定值進(jìn)行擬合。所述的置信度是指以測量值為中心，在一定范圍內(nèi)，真值出現(xiàn)在該范圍內(nèi)的幾率。所述的步驟S4包括以下子步驟S4-1將雷電流幅值I e (O, 13] kA的數(shù)據(jù)導(dǎo)進(jìn)SPSS軟件，進(jìn)行CurveEstimation (曲線估計)分析，在顯著性指標(biāo)小于或等于O. 01的條件下,取決定系數(shù)最高的分布函數(shù)曲線方程擬合；S4-2將雷電流幅值Ie (13，45]kA的 數(shù)據(jù)導(dǎo)進(jìn)SPSS軟件,進(jìn)行Curve Estimation分析，在顯著性指標(biāo)小于或等于O. 01的條件下，取決定系數(shù)最高的分布函數(shù)曲線方程擬合；S4-3將雷電流幅值I e (45，200] kA的數(shù)據(jù)導(dǎo)進(jìn)SPSS軟件，進(jìn)行CurveEstimation分析,在顯著性指標(biāo)小于或等于O. 01的條件下,取決定系數(shù)最高的分布函數(shù)曲線方程擬合；S4-4對步驟S4-1、S4-2、S4_3擬合出來的分布函數(shù)進(jìn)行連續(xù)性修正。所述的連續(xù)性修正指光滑處理曲線而得到的分段函數(shù)，為現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明考慮到計算區(qū)域的特殊性，通過分析該區(qū)域的實際雷擊情況，采用分段擬合的方法，較為精確地擬合出實際雷電流的分布。本發(fā)明改善了電力系統(tǒng)雷擊跳閘率計算中僅依靠規(guī)程法和IEEE推薦的普遍性公式而導(dǎo)致在具體地區(qū)應(yīng)用時準(zhǔn)確度降低的不足，可作為地區(qū)性雷擊跳閘率準(zhǔn)確計算的參考方法。本發(fā)明的有益效果通過對地區(qū)雷電定位數(shù)據(jù)利用分段擬合方法得到的雷電流幅值概率分布函數(shù)能更為真實反映地區(qū)雷電流幅值分布規(guī)律，為線路雷擊跳閘率計算提供更準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可以更科學(xué)的指導(dǎo)輸電線路防雷設(shè)計及運行維護(hù)，有效降低線路雷擊跳閘風(fēng)險，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。


圖I是本發(fā)明實施例的雷電流幅值I e (O, 13] kA各函數(shù)曲線擬合示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的雷電流幅值I e (13，45] kA時各函數(shù)曲線擬合示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的雷電流幅值I e (45，200] kA時各函數(shù)曲線擬合示意圖；圖4是本發(fā)明實施例的規(guī)程曲線及IEEE曲線與實測值的比較示意圖；圖5是本發(fā)明實施例的采用本發(fā)明的方法擬合的曲線與實測值的比較示意圖；圖6是本發(fā)明實施例的隨著雷電流幅值的增大各曲線的誤差變化情況示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明以廣東省廣東東莞地區(qū)丨999 2008年這10年來的雷電定位數(shù)據(jù)為例，通過SPSS數(shù)據(jù)分析軟件擬合出廣東東莞地區(qū)雷電流幅值概率的計算函數(shù)并基于該函數(shù)對線路的雷擊跳閘率進(jìn)行計算。本發(fā)明的基于SPSS分段擬合地區(qū)性雷電流幅值概率分布的方法，包括以下步驟SI詳細(xì)記錄廣東東莞地區(qū)丨999 2008年這10年來的每次雷擊的雷電定位數(shù)據(jù)包括雷擊具體地點、雷電流幅值I ;
S2通過Excel軟件統(tǒng)計，求出不同雷電流幅值的累計概率Ρ(>1)(即大于雷電流幅值I的概率);S3對雷電定位數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選首先，由于負(fù)極性雷電流占絕大多數(shù)，約為75、0%，而且負(fù)極性的沖擊過電壓線路傳播時衰減小，對設(shè)備危害較大，故防雷計算中一般按負(fù)極性考慮；其次雷電流幅值較大時，不但所占比例十分小，而且分布具有很大的隨機性，所以在擬合雷電流幅值概率分布時只考慮幅值在OlOOkA之間的負(fù)極性雷電流；S4對雷電定位數(shù)據(jù)分段處理考慮到雷電流幅值在不同區(qū)間大小內(nèi)會有不同的分布規(guī)律，故本發(fā)明對雷電流幅值進(jìn)行分段擬合，經(jīng)過多次檢驗，發(fā)現(xiàn)將曲線分為(0，13]、(13，45]、(45，200]這三個區(qū)間，取置信概率95%的設(shè)定值進(jìn)行擬合的準(zhǔn)確度較高；以廣東東莞10年的雷電定位數(shù)據(jù)為例對數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，包括以下子步驟S4-1將雷電流幅值Ie (0，13]kA的數(shù)據(jù)導(dǎo)進(jìn)SPSS軟件,進(jìn)行Curve Estimation分析，結(jié)果如表I所示(R2小于O. 4的函數(shù)沒有在表格中列出)；表I雷電流幅值I e (O, 13) kA時概率曲線擬合
權(quán)利要求
1.一種基于SPSS分段擬合地區(qū)性雷電流幅值概率分布的方法，包括以下步驟Si詳細(xì)記錄所述地區(qū)每次雷擊的雷電定位數(shù)據(jù)包括雷擊具體地點、雷電流幅值I; S2通過Excel軟件統(tǒng)計，求出不同雷電流幅值的累計概率P (>1)；S3對雷電定位數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選只考慮雷電流幅值在OlOOkA之間的負(fù)極性雷電流； S4對雷電定位數(shù)據(jù)分段處理將雷電流幅值分為(0，13]、(13，45]、(45，200]這三個區(qū)間，取置信概率95%的設(shè)定值進(jìn)行擬合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于SPSS分段擬合地區(qū)性雷電流幅值概率分布的方法，其特征是所述的步驟S4包括以下子步驟 S4-1將雷電流幅值I e (O, 13] kA的數(shù)據(jù)導(dǎo)進(jìn)SPSS軟件，進(jìn)行曲線估計分析，在顯著性指標(biāo)小于或等于O. 01的條件下，取決定系數(shù)最高的分布函數(shù)曲線方程擬合；S4-2將雷電流幅值I e (13, 45] kA的數(shù)據(jù)導(dǎo)進(jìn)SPSS軟件,進(jìn)行Curve Estimation分析，在顯著性指標(biāo)小于或等于O. 01的條件下，取決定系數(shù)最高的分布函數(shù)曲線方程擬合；S4-3將雷電流幅值Ie (45，200]kA的數(shù)據(jù)導(dǎo)進(jìn)SPSS軟件，進(jìn)行Curve Estimation分析，在顯著性指標(biāo)小于或等于O. 01的條件下，取決定系數(shù)最高的分布函數(shù)曲線方程擬合；S4-4對步驟S4-1、S4-2、S4-3擬合出來的分布函數(shù)進(jìn)行連續(xù)性修正。
全文摘要
一種基于SPSS分段擬合地區(qū)性雷電流幅值概率分布的方法S1記錄所述地區(qū)每次雷擊的雷電定位數(shù)據(jù)包括雷擊具體地點、雷電流幅值I；S2通過Excel軟件統(tǒng)計，求出不同雷電流幅值的累計概率P(>I)；S3對雷電定位數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選只考慮雷電流幅值在0~200kA之間的負(fù)極性雷電流；S4將雷電流幅值分為(0,13]、(13,45]、(45,200]這三個區(qū)間，取置信概率95%的設(shè)定值進(jìn)行擬合。本發(fā)明能更為真實反映地區(qū)雷電流幅值分布規(guī)律，為線路雷擊跳閘率計算提供更準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可以更科學(xué)的指導(dǎo)輸電線路防雷設(shè)計及運行維護(hù)，有效降低線路雷擊跳閘風(fēng)險，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號G01R19/00GK102854364SQ20121027820
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者陳錫陽, 張弦, 王偉然, 劉剛, 劉勇, 禤培正, 陳浩平, 許彬 申請人:廣東電網(wǎng)公司東莞供電局, 華南理工大學(xué)