1、国家技术发明奖公示项目名称：高原山地输电线路雷击站端检测与分析技术主要完成人：束洪春 （昆明理工大学） 、张广斌（昆明理工大学） 、董俊（昆明理工大学） 、司大军（云南电网有限责任公司） 、曹璞璘（昆明理工大学） 、马仪（云南电网有限责任公司）完成单位：昆明理工大学、云南电网有限责任公司申报奖种：国家技术发明奖项 目 简 介高原山地雷电活动频繁，输电线路跳闸多由雷击引起。本项目历时十余年，先后在云南省应基面上项目、科技攻关项目、重点项目和国家基金面上项目的资助下持续开展研究。项目研发了输电线路雷击站端检测与分析技术及装置，由研制的宽频测量元件或由线路电流互感器实现对电流行波的传变，由研制的电流
2、行波高速采集装置实现宽频暂态电流行波的记录，借此于变电站端实现输电线路雷击与非雷击故障的辨识及定位、雷电绕击与反击的识别、注入线路雷电流波形参数的反演恢复，为线路故障原因与性质的辨识和准确定位，为增强输电线路雷电防护技术应用和防雷改造设计的针对性，以及为电网实施差异化防雷，获取线路雷击易闪段和雷电流波形参数，提供了一种新理论新方法和新技术；攻克了输电线路雷电防护工程中长期困扰的如何识别雷电绕击与反击和准确获取注入线路雷电流波形参数的两大技术难题；攻克了输电线路单端行波测距一直以来没有得以实用化的技术难题。项目成果取得如下创新：（1）提出了利用变电站端电流行波数据来实现输电线路雷电绕击与反击辨识
3、方法，以及对注入输电线路导线的雷电流波形主要参数进行反演恢复的方法；提出了将雷电定位系统的雷电记录与线路行波采集装置的暂态行波信息进行融合的线路雷击故障性质识别及测距校正优化的方法。（2）提出了从海量暂态数据中筛选有效行波数据的方法，发明并应用广义模量，通过含时间约束的半监督聚类，高效辨识行波数据与干扰数据；提出了行波数据多维度、多条件和浮点数索引方法，集成在 Comtrade 中的压缩字对齐，构成 WAH 位图索引，实现从海量数据高效检索有效故障行波数据。（3）提出了基于 Hough 陡直线检测的行波波头标定方法，解决了一直以来无法自动辨识故障点反射波的问题；提出了一种可跨库或跨平台复用历史
4、案例的智能测距方法；提出了利用故障线和健全线主导波头时差信息的环网线路单端测距方法，以及利用两个时窗内关联波头到达时刻信息构造算法实现单端测距的间接延拓方法，拓宽了单端测距的范围。实现了线路单端行波测距的实用化。项目获授权发明专利 17 件，核心期刊发表论文 43 篇，其中 EI收录 40 篇。本项目所研发的输电线路雷击站端检测与分析技术及装置自2005 年第一套样机挂网运行以来，经历了三次硬件和软件升级改进，形成两类工程应用配置技术体系。在华能澜沧江公司水电厂送出线路和云南电网 20 余座变电站、60 余条线路推广应用，近 3 年来成功检测并准确定位输电线路 70 起闪络故障，其中正确识别
5、31 起雷击故障、15 起山火故障和 24 起其他短路故障。将高速行波采集记录分析系统对线路故障性质辨识及测距、雷电绕击与反击识别、注入线路雷电流波形主要参数反演的结果，进一步与雷电定位系统记录分析的沿线路走廊附近地闪密度等信息进行融合和关联分析，划分各线路易闪段并细分绕击与反击频发区段，为云南电网 220kV 及以上电网防雷改造方案的优化和提升差异化防雷措施的针对性提供了重要支撑。主要完成人及技术贡献束洪春：负责项目的总体规划，全面组织实施和管理，并主要完成了线路雷击分析与辨识方法研究。对主要技术发明中技术发明点 1、2、3 做出了创造性贡献，工作量占本人全部工作量的90%。获发明专利 17
6、 件，发表 EI 收录的期刊论文 40 余篇，于科学出版社出版电力工程信号处理应用和由华夏英才基金资助出版行波暂态量分析与故障测距(上)、( 下) 专著 2 部，获云南省技术发明一等奖 2 项（2 项均排名第 1）。张广斌：项目主要完成人，主要完成了雷电流波形参数反演恢复方法及算法、海量数据筛选有效行波方法、故障点反射波辨识标定和单端行波测距实用化的研究，对主要技术发明中技术发明点 1、2、3 做出了创造性贡献，工作量占本人全部工作量的 90%。获发明专利 3 件，发表 EI 收录的期刊论文 6 篇，获云南省技术发明一等奖 1 项（排名第 2）。董俊：项目主要完成人，主要完成了行波准确标定方法
7、比较研究、电力系统高速暂态波形发生平台和行波高速采集装置的设计与研发，对主要技术发明中技术发明点 2、3 做出了创造性贡献，工作量占本人全部工作量的 90%。获发明专利 2 件，发表 EI 收录的期刊论文 2 篇，获云南省技术发明一等奖 2 项（1 项排名第 3，1 项排名第 4）。司大军：项目主要完成人，主要完成了雷电冲击电晕建模、频变参数线路任意点雷击电磁暂态仿真及单端行波测距相关方法研究，以及宽频测量元件、高精度同步时钟研发，对主要技术发明中技术发明点 3 做出了创造性贡献，工作量占本人全部工作量的85%。获发明专利授权 5 件，发表 EI 收录期刊论文 4 篇，获云南省技术发明一等奖
8、1 项（排名第 2）。曹璞璘：项目主要完成人，主要完成了线路雷击站端响应分析、识别和雷电定位系统雷击信息与行波高速采集装置闪络故障信息融合及其应用研究，对主要技术发明中技术发明点 1 做出了创造性贡献，工作量占本人全部工作量的 90%。 发表 EI 收录的期刊论文4 篇，获云南省技术发明一等奖 1 项（排名第 3）。马仪：项目主要完成人，主要完成了雷电定位系统地闪密度图与线路易闪段划分方法、输电线路差异化防雷措施设计与工程应用研究，对主要技术发明中技术发明点 1 做出了创造性贡献，工作量占本人全部工作量的 80%。获发明专利 3 件，发表 EI 收录期刊论文 3 篇。主要知识产权目录知识产权类
9、别知识产权具体名称国家（地区）授权号授权日期证书编号权利人 发明人发明专利有效状态发明专利一种交流输电线路雷电绕击与反击的识别方法中国ZL200810058558.X2010-06-02第624801 号昆明理工大学束洪春;张广斌;王永治;程春和;孙涛;彭仕欣;张加贝;朱子钊;朱盛强有效专利发明专利直流输电线路雷电绕击与反击分辨的行波分析识别方法中国ZL200810058846.52011-05-18第779860 号昆明理工大学束洪春;张广斌;孙士云;朱子钊;朱盛强;刘志坚;刘可真;唐岚;孙向飞有效专利发明专利一种利用短窗内极波平均采样值的雷电干扰识别方法中国ZL201110071499.1
10、2013-10-16第1288812号昆明理工大学束洪春;田鑫萃;张广斌;孙士云;刘可真;朱梦梦有效专利发明专利一种输电线路实际防雷保护角的测定方法中国ZL201210261333.02012-07-26第1484879号云南电力试验研究院（集团）有限责任公司电力研究院申元;王磊;赵现平;马仪;陈磊;侯亚非;周仿荣;马御棠;黄然;钟剑明有效专利发明专利一种生成雷电定位地闪点分布图的方法中国ZL201210026360.X2012-02-07第1554569号云南电力试验研究院（集团）有限责任公司电力研究院申元;王磊;赵现平;马仪;陈磊;黄然;马御棠;侯亚非;雷圆圆有效专利发明专利基于雷电流幅值
11、区间分布的架空线路雷击故障性质识别方法中国ZL201210026362.92012-02-07第1393081号云南电力试验研究院（集团）有限责任公司电力研究院黄然;王磊; 侯亚非;赵现平;马仪;陈磊;周仿荣;雷圆圆;马御棠;申元有效专利发明专利800kV直流输电线路雷击干扰的可拓融合识别方法中国ZL201010231089.42012-05-23第947743 号昆明理工大学束洪春;张斌;张广斌;戴月涛;田鑫萃;邬乾晋;白挺玮有效专利发明专利一种输电线路单端行波故障测距智能方法中国ZL201010149567.72012-05-16第946884 号昆明理工大学束洪春;邬乾晋;彭仕欣有效专利发明专利输电线路单相接地 中国ZL20101013562012-07-04第9844昆明理工大学束洪春;张敏;彭仕欣有效专利故障电流行波三基色表示的故障测距方法75.9 08 号发明专利一种基于S 变换的输电线路故障行波波头精确定位方法中国ZL200810058555.62011-03-16第747721 号昆明理工大学束洪春;程春和;王永治;董俊;刘志坚;刘可真;孙士云;唐岚;邱革非有效专利
