【摘 要】文章采用网络动态最优寻址的多层电力通信网络数据转发技术实现数据的统一接入与存储，研究了基于微服务架构的雷电业务分析服务集成方法，构建了涵盖雷电定位、雷电预警、雷击光学观测、分布式故障监测及差异化防雷评估的微应用集群。通过对业务数据资源与用户权限实施统一管理，最终建成集雷电监测预警与故障研判功能于一体的综合应用平台。应用实践表明，该平台实现了雷电全业务数据的集中展示、联动查询、自动统计与智能分析，有效解决了以往多个雷电专业系统相互独立的问题，提升了电网雷电灾害预警与故障研判能力，为我国电网雷害主动防御与自动化防护技术的发展提供了有力支撑，展现出显著的技术、经济和社会效益。

【关键词】电网防雷；雷电监测预警；故障研判；一体化平台

引言

雷击故障跳闸在输电线路所有的故障跳闸中占比最大。有数据显示，我国电网年均遭受雷击次数达35万余次，110 kV及以上电压等级输电线路雷击跳闸数占总跳闸数的50%以上，严重威胁着各级电网的运行安全。目前，电网公司已专门开发和部署了雷电监测、雷电预警、分布式故障监测、雷击光学监测等诸多系统，部分系统运转良好，发挥了一定的成效；但由于缺乏统一系统架构和数据模型，各类系统存储分散，存储格式不统一，多个系统之间的交融较难实现，导致系统“烟囱”林立，数据互联共享的作用和价值难以显现，各类系统维护及运行成本巨大，系统规模化应用难[1]。结合上述分析，本文设计研发出一套输电线路雷电监测系统，为输电线路雷电监测预警及故障研判提供智能化决策手段。

一、一体化平台系统架构

本文通过汇集各类监测装置终端采集的数据至统一平台进行综合分析，并实施数据关联处理，进一步完善了雷电监测预警防护体系，构建起雷电一体化应用群体系。在雷电初始形成期，使用大气电场和雷达回波了解雷云形成的状态，并发出雷电临近预警，可激活雷击光学影像观测核心单元；在雷电密集活动期，雷电数字探测站从雷电电磁波探测、雷击影像观测两个方面进行多方位雷电活动监测。采用雷电定位数据、雷达回波、卫星云图等多种数据融合分析的方式方法进行雷电运动方向和速度的预测；在线路雷击故障时，使用雷电定位信息、雷击光学影像信息、分布式故障定位信息进行雷击故障综合研判。雷电一体化应用群架构主要分为感知层、网络层、平台层与应用层[2]。

（一）感知层

通过部署多种采集与控制终端，实现对设备状态及环境参数的精确感知。边缘物联代理设备在下行方向适配多类通信协议，汇聚来自各采集终端的数据，并借助内置的多种应用程序执行边缘计算与就地分析；该代理同时支持多应用并行处理、边缘计算与区域自治等功能。系统利用多种传感器与探测装置采集并上传雷电相关基础数据：X波段雷达用于探测区域云层回波反射率，大气电场仪负责采集大气电场数据，雷电探测站用于获取雷电电磁波信号，雷击影像设备记录雷击光学影像，分布式故障定位传感器则监测输电线路上的异常电流信息。

（二）网络层

用于感知层采集数据的接入。使用虚拟专用网络、运营商公网、电力公司光纤、生产电力专网等网络以满足各类感知层设备对数据传输网络的不同需求。

（三）平台层

雷电大数据采集平台是用于全部雷电相关数据的汇聚、传输、监控、清洗、统计的综合性平台，支持海量雷电数据的传输与转发。包含以下模块：接入网关，用于感知层数据的接入，支持各类常用协议；数据清洗，使用预先为上述多种监测装置制定的规则，在数据采集之后进行存储时执行清洗逻辑；状态监控，监控各感知层设备数据传输状态；数据统计，统计各类监测数据的采集频率、时域分布等信息；设备管理，对设备的基本参数设置、下发指令状态管理等；协议管理，对接入一体化平台数据传输规约。

雷电数据中心是各类型雷电数据的统一管理中心，支持大量的非结构化数据、结构化数据存储、管理。