本发明涉及电气工程领域，特别是涉及一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法、装置及介质。
背景技术：
1、山火作为自然常见灾害之一，当其发生并蔓延至线路附近时，往往会由于输电线路绝缘降低而引发跳闸事故，导致此类跳闸事故的两大直接原因分别是导线对地空气间隙被击穿、导线之间空气间隙被击穿；火焰燃烧持续性产生高温、灰尘和热气流等环境变量，降低了线路空气间隙的绝缘强度且无法在短时间内恢复，进而引发空气放电，造成线路对地(树冠)短路击穿事故，引起输电线路跳闸；相比其他的系统跳闸原因，山火由于其持续燃烧导致绝缘失效并在短时间内无法恢复的特性，所带来的事故往往具有持续时间长、重合闸成功率低、经济损失大等特点，对电网系统的安全稳定运行产生了严重威胁。目前电网进行输电线路山火告警是简单地基于山火与输电线路之间的距离开展的，通过考虑山火的蔓延速度、火势大小、风向风速和地形地貌等多种因素，根据输电线路下方的制备提出输电线路山火跳闸模型，来评估山火发生在线路下方时的线路跳闸风险。
2、然而，目前线路的山火跳闸风险评估模型仅考虑山火发生在输电线路下方的情况，对应的燃烧环境单一，没有考虑火焰在蔓延过程中仅因为烟气引起的线路跳闸；并且，输电线路山火风险告警较依赖卫星等监测系统对于火点位置的实时监测，没有考虑输电线路结构以及火焰燃烧情况对线路绝缘的影响，缺乏全面考虑山火蔓延过程的动态评估。
技术实现思路
1、本发明提供一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法、装置及介质，以解决难以将烟气纳入考虑范畴，基于山火蔓延过程实现线路跳闸概率动态评估的问题。
2、为了解决上述问题，本发明提供了一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法，包括：
3、获取着火区域及其所在线路的数据信息；
4、从所述数据信息中获取火焰距线路的最短距离；
5、若所述最短距离大于预设数值，则根据烟尘横移所述线路的情况计算得到第一击穿电压；若所述最短距离小于或等于所述预设数值，则根据火焰蔓延至所述线路的情况计算得到第二击穿电压；
6、根据所述第一击穿电压或所述第二击穿电压，计算得到山火条件下的线地击穿概率和相间击穿概率；
7、根据所述线地击穿概率和相间击穿概率计算得到预期时长内的线路跳闸概率。
8、本发明中，当火焰距线路的最短距离大于预设数值时，说明火焰与线路之间存在一定的安全距离，火焰可能不会对线路产生直接影响，但是由于在山火发生时，烟尘中含有焦油等少量物质，这些物质容易粘上绝缘子，降低绝缘子的闪络电压，并且山火燃烧还会产生大量浓烟环绕绝缘子，直接引发绝缘子闪络造成跳闸事故，所以根据烟尘横移线路的情况获取第一击穿电压，能够作为该状态下计算线路跳闸的依据。当火焰距线路的最短距离小于或等于所述预设数值时，说明火焰已经蔓延至线路附近，并且火焰会对线路产生直接影响，所以根据火焰蔓延至线路的情况获取第二击穿电压，能够作为该状态下计算线路跳闸的依据。由于山火所引起跳闸事故的两大直接原因分别是导线对地空气间隙被击穿、导线之间空气间隙被击穿，所以根据所得到的击穿电压，计算得到山火条件下的线地击穿概率和相间击穿概率，能够保证数据的全面性。最后根据线地击穿概率和相间击穿概率计算得到线路跳闸概率，可以在预期时长内有效展示山火蔓延过程中不同时刻的线路跳闸概率情况。
9、相比于现有技术，本发明根据火焰距线路的最短距离将方案分为两种，在最短距离大于预设数值的情况下考虑烟尘的影响，以及在最短距离小于或等于预设数值的情况下考虑火焰的影响，从而计算对应的击穿电压，可以保证数据的全面性和有效性，在击穿电压的基础上计算得到线路跳闸概率，可以在预期时长内有效展示山火蔓延过程中不同时刻的线路跳闸概率情况，因此能够解决难以将烟气纳入考虑范畴，基于山火蔓延过程实现线路跳闸概率动态评估的问题。
10、作为优选方案，从所述数据信息中获取火焰距线路的最短距离，具体为：
11、根据所述数据信息确定火点所在的元胞；
12、基于天气因素，根据所述元胞计算出火焰的最终蔓延速度；
13、基于所述元胞在预设时刻的燃烧状态获取所述元胞的总面积；
14、根据火焰蔓延时长、所述最终蔓延速度和所述总面积计算得到元胞的燃烧状态；
15、在预设的规定时长内，根据所述元胞的燃烧状态建立火焰边界图，并从所述火焰边界图中获取火焰距线路的所述最短距离。
16、本优选方案中，天气条件对火灾的蔓延速度和方向有重大影响，根据天气因素，结合元胞的具体情况计算火焰的最终蔓延速度，对于预测火灾的影响范围和持续时间有重要作用；在模拟环境中，火点被定位在特定的“元胞”上，所以元胞的燃烧面积反映了火灾的规模和影响范围；并且，根据元胞的燃烧状态建立火焰边界图，直观地展示了火灾的影响范围和动态变化情况。
17、作为优选方案，基于天气因素，根据所述元胞计算出火焰的最终蔓延速度，具体为：
18、根据所述天气因素，计算出所述元胞在当前位置以及预设临近区域的初始蔓延速度；
19、根据所述初始蔓延速度、风速修正系数、坡度修正系数和可燃物修正系数计算出火焰的所述最终蔓延速度；其中，所述风速修正系数是通过数据投影的方式对所述天气因素中的风速进行校正而得到，所述坡度修正系数是按照方向对所述天气因素中的坡度进行校正而得到，所述可燃物修正系数是按照可燃物的燃烧特性对所述天气因素中的可燃物性质进行校正而得到。
20、本优选方案通过分析元胞所在位置的天气因素，可以初步估计火焰在没有其他外部因素干扰下的蔓延速度，结合风速修正系数、坡度修正系数和可燃物修正系数，可以对初始蔓延速度进行修正，使所得到的最终蔓延速度更能准确地表示火焰的状态。
21、作为优选方案，根据烟尘横移所述线路的情况获取第一击穿电压，具体为：
22、根据风速和烟尘上升速度计算得到烟尘高度；
23、根据火焰高度和所述烟尘高度，以及标准空气间隙击穿电压梯度，计算得到第一导线对地线击穿电压；
24、根据相邻两相导线的相间距离和所述标准空气间隙击穿电压梯度，计算得到第一相间击穿电压；
25、由所述第一导线对地线击穿电压和所述第一相间击穿电压构成所述第一击穿电压。
26、本优选方案对应的是火焰距线路的最短距离大于预设数值的情况，在该情况下，火焰与线路之间还有一定的距离，火焰可能不会对线路产生直接影响；由于在山火发生时，烟尘中含有焦油等少量物质，这些物质容易粘上绝缘子，降低绝缘子的闪络电压，并且山火燃烧还会产生大量浓烟环绕绝缘子，直接引发绝缘子闪络造成跳闸事故，所以需要考虑烟尘横移线路时所产生的电压是否会造成线路跳闸。
27、作为优选方案，根据火焰高度和所述烟尘高度，以及标准空气间隙击穿电压梯度，计算得到第一导线对地线击穿电压，具体为：
28、根据所述火焰高度和所述烟尘高度，以及火锋点到所述线路的距离，计算得到综合放电通道；
29、根据所述火焰高度和所述火锋点到所述线路的距离，计算得到烟尘放电通道；
30、以预设的参数修正系数集为基础，分别根据所述综合放电通道和所述烟尘放电通道线计算导线对地线击穿电压，得到第二导线对地线击穿电压和第三导线对地线击穿电压；
31、将所述第二导线对地线击穿电压和第三导线对地线击穿电压中的较小值作为所述第一导线对地线击穿电压。
32、本优选方案中，当烟尘爬升覆盖线路时，线路对地会出现两条高风险放电通道，一条是线路与地面由烟尘通道与火焰通道共同搭建对地放电通道，对应的是综合放电通道；另一条是在烟尘高度较低时，放电通道分布主要由烟尘组成，此时的空气通道较短，并且该通道的放电风险极高，对应的是烟尘放电通道；通过分别计算出综合放电通道和烟尘放电通道线对应的导线对地线击穿电压和导线对地线击穿电压，可以通过数值大小得知哪种通道能够造成的线路跳闸较大；将较小值作为第一导线对地线击穿电压，能够保证本方案线路跳闸概率预测的准确性，不放过有机会造成跳闸的可能性。
33、作为优选方案，根据风速和烟尘上升速度计算得到烟尘高度，具体为：
34、根据平均风速和所述烟尘上升速度计算得到烟尘横向蔓延距离与烟尘爬升高度间的第一夹角；
35、基于三角关系，根据所述第一夹角和火点距线路横向距离计算得到所述烟尘高度。
36、作为优选方案，根据火焰蔓延至所述线路的情况获取第二击穿电压，具体为：
37、根据火焰及其连续区的高度、线路高度和烟尘区高度之间的数值大小，在不同情况下根据预设的参数修正系数集计算得到第四导线对地线击穿电压和第四相间击穿电压；
38、由所述第四导线对地线击穿电压和所述第四相间击穿电压构成所述第二击穿电压；
39、其中，所述不同情况包括火焰高度小于线路高度、火焰高度大于线路高度且线路高度大于火焰连续区高度，以及火焰高度小于火焰连续区高度。
40、本优选方案对应的是最短距离小于或等于预设数值的情况，在该情况下，火焰已经蔓延至线路附近，并且火焰会对线路产生直接影响。将此时的燃烧情况分为三种，能够采取不同方式计算得到对应的第四导线对地线击穿电压和第四相间击穿电压，保证第二击穿电压的准确性。
41、作为优选方案，根据火焰及其连续区的高度、线路高度和烟尘区高度之间的数值大小，在不同情况下计算根据预设的参数修正系数集计算得到第四导线对地线击穿电压和第四相间击穿电压，具体为：
42、若火焰高度小于线路高度，基于所述参数修正系数集，根据标准空气间隙击穿电压梯度、标准火焰非连续区平均击穿电压梯度和标准火焰连续区平均击穿电压梯度计算得到所述第四导线对地线击穿电压和所述第四相间击穿电压；
43、若火焰高度大于线路高度且线路高度大于火焰连续区高度，基于所述参数修正系数集，根据所述标准火焰非连续区平均击穿电压梯度和所述标准火焰连续区平均击穿电压梯度计算得到所述第四导线对地线击穿电压和所述第四相间击穿电压；
44、若火焰高度小于火焰连续区高度，基于所述参数修正系数集，根据所述标准火焰连续区平均击穿电压梯度计算得到所述第四导线对地线击穿电压和所述第四相间击穿电压。
45、本优选方案中，火焰高度小于线路高度时，说明火焰、烟尘与线路桥接，并且线路置身于烟尘之中，此时的线路受到影响的因素包括空气、火焰非连续区域的杂质以及火焰本身；火焰高度大于线路高度且线路高度大于火焰连续区高度时，说明线路与火焰非连续区桥接，并且线路置身于火焰非连续区域的杂质之中，此时的线路受到影响的因素包括火焰非连续区域的杂质以及火焰本身；火焰高度小于火焰连续区高度时，说明线路与火焰连续区桥接，并且线路置身于火焰之中，此时的线路受到影响的因素为火焰本身；所以根据空气所对应的标准空气间隙击穿电压梯度，火焰非连续区域所对应的标准火焰非连续区平均击穿电压梯度，火焰区域所对应的标准火焰连续区平均击穿电压梯度在相应的情况下进行计算，能够得到准确的第四导线对地线击穿电压和第四相间击穿电压。
46、作为优选方案，根据所述线地击穿概率和相间击穿概率计算得到预期时长内的线路跳闸概率，具体为：
47、在预设时刻，若所述线地击穿概率和相间击穿概率均小于预设概率，则保留所述线地击穿概率和相间击穿概率作为概率数据；
48、在预期时长内，通过在所述预设时刻的基础上依次增加时长来对所述数据信息进行输电线路山火跳闸概率计算，得到由若干所述概率数据构成的概率数据集；
49、根据所述概率数据集绘制线路跳闸概率动态预测示意图，并从所述线路跳闸概率动态预测示意图中获取在不同时刻的所述线路跳闸概率。
50、本优选方案是通过数据迭代计算的方式，在预期时长内获取不同时刻的概率数据，以此来绘制线路跳闸概率动态预测示意图，从而可以通过线路跳闸概率动态预测示意图中动态曲线的变化趋势直观地显示该时间段内的线路跳闸风险。
51、作为优选方案，所述参数修正系数集，具体为：
52、根据自然常数和海拔高度计算得到海拔修正系数；
53、在预设公式集的基础上，分别根据林地可燃物载量、击穿电压梯度和植被击穿电压梯度，计算得到植被密度修正系数、烟雾颗粒修正系数和植被种类修正系数；
54、在所述预设公式集的基础上，分别根据植物绝对含水量和空气温度计算得到植被含水量修正系数和火焰温度修正系数；
55、由所述海拔修正系数、所述植被密度修正系数、所述烟雾颗粒修正系数、所述植被种类修正系数、所述植被含水量修正系数和所述火焰温度修正系数构成所述参数修正系数集。
56、本优选方案通过构建包含海拔修正系数、植被密度修正系数、烟雾颗粒修正系数、植被种类修正系数、植被含水量修正系数和火焰温度修正系数的参数修正系数集，可以更加全面、准确地提高火灾风险评估和线路安全评估的精细化和智能化水平。
57、本发明还提供了一种架空输电线路山火跳闸概率预测装置，包括数据模块、距离模块、电压模块、综合模块和跳闸模块；
58、其中，所述数据模块，用于获取着火区域及其所在线路的数据信息；
59、所述距离模块，用于从所述数据信息中获取火焰距线路的最短距离；
60、所述电压模块，用于若所述最短距离大于预设数值，则根据烟尘横移所述线路的情况计算得到第一击穿电压；若所述最短距离小于或等于所述预设数值，则根据火焰蔓延至所述线路的情况计算得到第二击穿电压；
61、所述综合模块，用于根据所述第一击穿电压或所述第二击穿电压，计算得到山火条件下的线地击穿概率和相间击穿概率；
62、所述跳闸模块，用于根据所述线地击穿概率和相间击穿概率计算得到预期时长内的线路跳闸概率。
63、作为优选方案，所述距离模块包括元胞单元、蔓延单元、面积单元、面积单元、燃烧单元和边界单元；
64、其中，所述元胞单元，用于根据所述数据信息确定火点所在的元胞；
65、所述蔓延单元，用于基于天气因素，根据所述元胞计算出火焰的最终蔓延速度；
66、所述面积单元，用于基于所述元胞在预设时刻的燃烧状态获取所述元胞的总面积；
67、所述燃烧单元，用于根据火焰蔓延时长、所述最终蔓延速度和所述总面积计算得到元胞的燃烧状态；
68、所述边界单元，用于在预设的规定时长内，根据所述元胞的燃烧状态建立火焰边界图，并从所述火焰边界图中获取火焰距线路的所述最短距离。
69、作为优选方案，所述蔓延单元包括初始子单元和修正子单元；
70、其中，所述初始子单元，用于根据所述天气因素，计算出所述元胞在当前位置以及预设临近区域的初始蔓延速度；
71、所述修正子单元，用于根据所述初始蔓延速度、风速修正系数、坡度修正系数和可燃物修正系数计算出火焰的所述最终蔓延速度；其中，所述风速修正系数是通过数据投影的方式对所述天气因素中的风速进行校正而得到，所述坡度修正系数是按照方向对所述天气因素中的坡度进行校正而得到，所述可燃物修正系数是按照可燃物的燃烧特性对所述天气因素中的可燃物性质进行校正而得到。
72、作为优选方案，所述电压模块包括烟尘单元、击穿单元、梯度单元和电压单元；
73、其中，所述烟尘单元，用于根据风速和烟尘上升速度计算得到烟尘高度；
74、所述击穿单元，用于根据火焰高度和所述烟尘高度，以及标准空气间隙击穿电压梯度，计算得到第一导线对地线击穿电压；
75、所述梯度单元，用于根据相邻两相导线的相间距离和所述标准空气间隙击穿电压梯度，计算得到第一相间击穿电压；
76、所述电压单元，用于由所述第一导线对地线击穿电压和所述第一相间击穿电压构成所述第一击穿电压。
77、作为优选方案，所述击穿单元包括距离子单元、放电子单元、击穿子单元和比较子单元；
78、其中，所述距离子单元，用于根据所述火焰高度和所述烟尘高度，以及火锋点到所述线路的距离，计算得到综合放电通道；
79、所述放电子单元，用于根据所述火焰高度和所述火锋点到所述线路的距离，计算得到烟尘放电通道；
80、所述击穿子单元，用于以预设的参数修正系数集为基础，分别根据所述综合放电通道和所述烟尘放电通道线计算导线对地线击穿电压，得到第二导线对地线击穿电压和第三导线对地线击穿电压；
81、所述比较子单元，用于将所述第二导线对地线击穿电压和第三导线对地线击穿电压中的较小值作为所述第一导线对地线击穿电压。
82、作为优选方案，所述烟尘单元包括夹角子单元和高度子单元；
83、其中，所述夹角子单元，用于根据平均风速和所述烟尘上升速度计算得到烟尘横向蔓延距离与烟尘爬升高度间的第一夹角；
84、所述高度子单元，用于基于三角关系，根据所述第一夹角和火点距线路横向距离计算得到所述烟尘高度。
85、作为优选方案，所述电压模块包括相间单元和构成单元；
86、其中，所述相间单元，用于根据火焰及其连续区的高度、线路高度和烟尘区高度之间的数值大小，在不同情况下根据预设的参数修正系数集计算得到第四导线对地线击穿电压和第四相间击穿电压；
87、所述构成单元，用于由所述第四导线对地线击穿电压和所述第四相间击穿电压构成所述第二击穿电压；
88、其中，所述不同情况包括火焰高度小于线路高度、火焰高度大于线路高度且线路高度大于火焰连续区高度，以及火焰高度小于火焰连续区高度。
89、作为优选方案，所述相间单元包括第一子单元、第二子单元和第三子单元；
90、其中，所述第一子单元，用于若火焰高度小于线路高度，基于所述参数修正系数集，根据标准空气间隙击穿电压梯度、标准火焰非连续区平均击穿电压梯度和标准火焰连续区平均击穿电压梯度计算得到所述第四导线对地线击穿电压和所述第四相间击穿电压；
91、所述第二子单元，用于若火焰高度大于线路高度且线路高度大于火焰连续区高度，基于所述参数修正系数集，根据所述标准火焰非连续区平均击穿电压梯度和所述标准火焰连续区平均击穿电压梯度计算得到所述第四导线对地线击穿电压和所述第四相间击穿电压；
92、所述第三子单元，用于若火焰高度小于火焰连续区高度，基于所述参数修正系数集，根据所述标准火焰连续区平均击穿电压梯度计算得到所述第四导线对地线击穿电压和所述第四相间击穿电压。
93、作为优选方案，所述跳闸模块保留单元、迭代单元和绘制单元；
94、其中，所述保留单元，用于在预设时刻，若所述线地击穿概率和相间击穿概率均小于预设概率，则保留所述线地击穿概率和相间击穿概率作为概率数据；
95、所述迭代单元，用于在预期时长内，通过在所述预设时刻的基础上依次增加时长来对所述数据信息进行输电线路山火跳闸概率计算，得到由若干所述概率数据构成的概率数据集；
96、所述绘制单元，用于根据所述概率数据集绘制线路跳闸概率动态预测示意图，并从所述线路跳闸概率动态预测示意图中获取在不同时刻的所述线路跳闸概率。
97、作为优选方案，所述参数修正系数集，具体为：
98、根据自然常数和海拔高度计算得到海拔修正系数；
99、在预设公式集的基础上，分别根据林地可燃物载量、击穿电压梯度和植被击穿电压梯度，计算得到植被密度修正系数、烟雾颗粒修正系数和植被种类修正系数；
100、在所述预设公式集的基础上，分别根据植物绝对含水量和空气温度计算得到植被含水量修正系数和火焰温度修正系数；
101、由所述海拔修正系数、所述植被密度修正系数、所述烟雾颗粒修正系数、所述植被种类修正系数、所述植被含水量修正系数和所述火焰温度修正系数构成所述参数修正系数集。
102、本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机调用并执行，实现如上所述一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法。
1.一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法，其特征在于，从所述数据信息中获取火焰距线路的最短距离，具体为：
3.如权利要求2所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法，其特征在于，基于天气因素，根据所述元胞计算出火焰的最终蔓延速度，具体为：
4.如权利要求1所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法，其特征在于，根据烟尘横移所述线路的情况获取第一击穿电压，具体为：
5.如权利要求4所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法，其特征在于，根据火焰高度和所述烟尘高度，以及标准空气间隙击穿电压梯度，计算得到第一导线对地线击穿电压，具体为：
6.如权利要求4所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法，其特征在于，根据风速和烟尘上升速度计算得到烟尘高度，具体为：
7.如权利要求1所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法，其特征在于，根据火焰蔓延至所述线路的情况获取第二击穿电压，具体为：
8.如权利要求7所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法，其特征在于，根据火焰及其连续区的高度、线路高度和烟尘区高度之间的数值大小，在不同情况下计算根据预设的参数修正系数集计算得到第四导线对地线击穿电压和第四相间击穿电压，具体为：
9.如权利要求1所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法，其特征在于，根据所述线地击穿概率和相间击穿概率计算得到预期时长内的线路跳闸概率，具体为：
10.如权利要求7所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法，其特征在于，所述参数修正系数集，具体为：
11.一种架空输电线路山火跳闸概率预测装置，其特征在于，包括数据模块、距离模块、电压模块、综合模块和跳闸模块；
12.如权利要求11所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测装置，其特征在于，所述距离模块包括元胞单元、蔓延单元、面积单元、面积单元、燃烧单元和边界单元；
13.如权利要求12所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测装置，其特征在于，所述蔓延单元包括初始子单元和修正子单元；
14.如权利要求11所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测装置，其特征在于，所述电压模块包括烟尘单元、击穿单元、梯度单元和电压单元；
15.如权利要求14所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测装置，其特征在于，所述击穿单元包括距离子单元、放电子单元、击穿子单元和比较子单元；
16.如权利要求14所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测装置，其特征在于，所述烟尘单元包括夹角子单元和高度子单元；
17.如权利要求11所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测装置，其特征在于，所述电压模块包括相间单元和构成单元；
18.如权利要求17所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测装置，其特征在于，所述相间单元包括第一子单元、第二子单元和第三子单元；
19.如权利要求11所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测装置，其特征在于，所述跳闸模块保留单元、迭代单元和绘制单元；
20.如权利要求17所述的一种架空输电线路山火跳闸概率预测装置，其特征在于，所述参数修正系数集，具体为：
21.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机调用并执行，实现如上述权利要求1至10任意一种架空输电线路山火跳闸概率预测方法。
