[发明专利]一种基于反卷积的雷电基底电流反演方法

摘要

本发明提出一种基于反卷积的雷电基底电流反演方法，属于电工领域中雷电监测技术领域。该方法首先通过测量得到磁场测量点的磁场数据，然后根据磁场与雷电基底电流的关系计算得到雷电基底电流的反演系数向量，最后通过反卷积反演方法，反演得到雷电基底电流。本发明克服了雷电基底电流直接测量难以获得这一不足，适用范围广，有助于电力系统采用更有效的防雷防护措施。

主权项

1.一种基于反卷积的雷电基底电流反演方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过测量得到离闪电通道的水平距离为D处的磁场测量点的磁场其中，t为时间，t＝0时刻为闪电发生的时刻；2)计算雷电基底电流的反演系数向量U；具体步骤如下：2‑1)磁场与雷电基底电流i(0,t)存在如下关系：其中，U(D,t)为距闪电通道水平距离D处的反演量在t时刻的取值，分解为U₁(D,t)与U₂(D,t)两个分量；雷电基底电流i(0,t)为i(z,t)在t时刻z＝0时的取值，i(z,t)是高度为z时刻为t时的闪电通道电流；U₁(D,t)与U₂(D,t)的表达式分别如下：2‑2)将闪电通道分为n段，令每段高度为Δz，n与△z满足H＝nΔz，H为闪电通道的长度，则式(2)的左边写为如下形式：其中，v是回击速度，R(z)是电流元dz距离磁场测量点的距离，且δ(t)是冲激函数，当且仅当t＝0时，δ(t)＝1，否则δ(t)＝0；式(3)的左边写为如下形式：其中，Δt是时间间隔；2‑3)分别确定各参数H,△z，△t，D，v的取值，根据式(4)和式(5)分别计算U₁(D,t)与U₂(D,t)，进而得到U(D,t)＝U₁(D,t)+U₂(D,t)；2‑4)将闪电通道和时间离散化处理，计算得到反演系数向量U＝(U(D,0),U(D,Δt),…,U(D,NΔt))，其中N为反演系数向量的长度，N△t表示反演雷电基底电流的总时间长度；3)结合步骤1)得到的磁场数据，以及步骤2)计算得到的反演系数向量U，反卷积反演得到雷电基底电流；具体如下：将式(1)写成卷积的形式：其中，m为大于等于0小于等于N的整数，表示式(6)中的运算对应t＝m△t时刻；故，雷电基底电流采用反卷积计算得到，表达式如下：