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雷电探测

名称:雷电探测
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对标“应对气候变化行动”的可持续发展,本产品解决方案基于雷电活动的多领域危害性,推动高精度雷电预警控制技术的普适性应用。该系统涉及的硬件设备少、投入低、兼容性强,通过简单的互联即可实现防雷区域的延伸,并通过“三级稳定校验”来保证安全性,拥有良好的扩展性能和极低的边际成本,可通过(雷电预测数据服务、软硬件设备供应、防雷方案定制、代运维服务、专利授权和保险增值)六种方式向各行业进行推广应用。

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主要性能指标

探测范围 (1)核心探测预警区;100平方公里;

(2)次核心探测预警区;300平方公里;

(3)外围探测预警区;1000平方公里;

探测效率 (1)核心探测预警区;99%-99.9%;

(2)次核心探测预警区;95%-99%;

(3)外围探测预警区;90%-95%;

探测精度:核心探测区100-250米(外延递减);

探测角度:三维全方位探测无死角(包括云对地及云间闪电);

探测误报率:全探测范围内零误报(包括云对地及云间闪电);

说明:

(1):外围探测预警区可根据实际需求调整范围;

(2):针对云对地闪电(Cloud-GroundLightning),即至少包含一次云对地放电过程的闪电(Flash);

(3):针对云对地闪电,与探测区域地形地貌条件有关;

(4):包括云对地及云间/云内闪电;

(5):杜绝烟花爆竹等信号源导致的误报。

系统整体采用甚低频、低频、高频、光电广谱传感以及云间、云地雷电相结合的方式全面探测,预计雷电

探测效率核心区域最高达99.9%;次核心区域不低于95%;有效预警时间可达30-45分钟。整体性能指

标将达到国际领先水平。

2. 动态防雷控制性能指标

保护范围:100平方公里

保护控制目标:1-500个(可级联扩展)

保护区预警成功率:99%

保护区预警时间:30-45分钟

动态防雷动作成功率:100%

动态防雷有效保护率:90%

2017年5月,目前世界上规模最大的“动态防雷系统”于国网苏州供电公司投运,系统各项性能指标全球最高。 (详见国家电网报、中国能源报等)

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系统简介及总体功能

整个系统建立后,主要体现在以下4个方面:

(1)风电场的高精度雷电探测;

(2)风电场风机本体动态防雷;

(3)风电场电子设备动态防雷;

(4)风电场基建辅助规划设计。

1、 探测预警装置APT-801

基于广谱多频雷电辐射传感系统,建设高精度雷电传感与监测预警系统平台,对以风电场为中心的区域进行全方位、可视化的雷电探测及预警。安装于风电场集控中心,并将信号传送至集控中心防雷预警后台系统。

(1)原理

1 雷电广谱传感及分频探测

广谱分频可以同时探测同一个闪电放电产生的低频甚低频、甚高频、光波频段信号,可以做到对保护区域广泛覆盖、分段传感。

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基于广谱分频传感技术,并结合时域微分技术对雷电活动进行时域化定量分析,以保证探测效率最大化,误报和漏报最小化。同时可对每个单体雷暴的不同放电过程进行区分,也可以使首击和后续回击进行很好的鉴别。从而探测到特定区域的雷击演变全过程。基于雷电活动从初始到放电整个过程中不同阶段的广谱分频传感并利用自适应的波形采样感应及设定初始化模型的多环路复式校验,继而实现雷暴的跟踪和特定区域的精确探测跟踪。

2 可视化雷电探测及分级预警

利用基于雷电辐射广谱分频探测及基于时域分析的波形鉴别技术,以被保护区域为中心的1000平方公里的探测预警区内,平均雷电探测效率可达到99%以上,因此雷电探测效率可以保证。一个典型被保护区域面积初步估计不大于100平方公里。根据大多数雷暴的覆盖面积和同一云对地闪电不同回击的落点间隔距离,将区域的100平方公里区域,设定为核心探测预警区,并保证其云对地闪电探测效率达到99.9%。其次,为了降低漏报率,提高雷电预警正确率,将被保护区域周边1000平方公里划定为三个等级的探测预警区。越靠近被保护的区域,探测效率越高。

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另外为了降低误报率,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。

在方位方面: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。

在提前预警方面: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。

2)功能

1 传感器信息管理(包括传感器的台帐信息、网络配置信息及监测参数配置信息、使用情况及检修信息等等)。

2 实时监测数据管理(包括各监测探头数据的显示、存放、备份、分析等事务管理)。

3 对发生的雷电天气进行实时跟踪和监测,并对雷电的移动趋势和落雷区等做出预报。

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