一种用于接地网设计的综合应用平台的制作方法

本发明一般地涉及电力系统接地。更具体地，本发明涉及一种用于接地网设计的综合应用平台。

背景技术：

1、随着电力系统电压等级的不断提高和系统容量的不断增大，要确保人身和设备的安全，维护电力系统的可靠运行，需要一个相适应的安全保护系统，更需要一个良好的接地系统。

2、其中，接地系统是由埋在地下一定深度的多个金属接地极和由导体将这些接地极相互连接组成一网状结构的接地体的总称。接地网有大有小，有的非常复杂庞大，也有的只由一个接地极构成，这是根据需要来设计的且应在使用前进行准确设计，而不是在施工后靠实际测量来验证。

3、目前，我国接地网设计是依靠标准和设计手册上的经验公式(包括接地阻抗、跨步电压和接触电压等)再结合设计者自身的经验完成的，如ieee的变电站接地安全导则及发电站接地标准和gb/t50065国家标准，我国的接地标准等均采用简单的经验公式来进行发变电站和输配电线路接地系统的设计。这些经验公式是基于对接地系统的近似处理、理论分析、数值计算以及模拟试验分析得到的，是电力工作者多年经验的总结，有着较高的实用价值，在接地网设计中被广泛应用，如小型接地网的设计。

4、但是随着电力工业的发展，影响接地网安全性能的因素越来越多，传统的经验公式由于考虑的因素比较少，适用的范围比较小，在设计复杂条件下大型接地网时存在明显的缺陷。因此，在电力工业大发展的时代，传统的接地网设计选型方法已经越来越不适应复杂条件下接地网的安全性要求，迫切需要提出新的更加有效的设计选型方法。

5、目前，国际上对于接地系统设计方案的计算及验证普遍采用cdegs软件，该进口软件使用成本高昂(单套价格近百万人民币)，另外，cdegs软件在某些特定的地质环境下的仿真计算结果偏差较大，不具备实用参考价值。因此，目前国内绝大多数设计单位及科研院所对于接地设计的方案无法通过专业性的软件进行计算及仿真验证，仅凭设计人员的经验进行判断或手工进行一些简单的计算验证；使得前期的设计较困难。

6、而在施工阶段，接地工程的设计要求现场地勘结果绝对准确，且设计人员需具备丰富的理论知识及实际工程设计经验，因而最终设计方案往往与实际需求偏差较大，需要在施工环节反复测量并调整方案重复施工，极大增加了施工周期及工程造价。

7、进一步地，在验收阶段，接地工程验收环节受制于现场条件，往往无法严格按照工程实际应用要求进行相关测量及试验测试，从而造成无法获取系统的准确性能参数，造成工程验收无据可证的局面。

8、同时，对于后期的运维阶段，目前接地系统尤其是输电线路杆塔的接地系统的后期运维，仅能依靠人工巡检，抽样开挖测量来验证其性能指标及可靠性，对于日常运行过程中的故障或事故无法及时发现，且不能百分之百涵盖所有接地系统的状态检测。另外，人工巡检需耗费大量的人工及成本，尤其对于抽样检测，需开挖土壤且传统检测手段费时费力。

9、因此，亟需一种用于接地网设计的应用平台，使得能够在成本较低的情况下，更加快速、可靠地获取到接地网设计方案。

技术实现思路

1、为解决上述一个或多个技术问题，本发明提出了一种用于接地网设计的综合应用平台，使得能够在成本较低的情况下，更快速、可靠地获取到接地网设计方案。为此，本发明在如下的多个方面中提供方案。

2、本发明的一种用于接地网设计的综合应用平台，包括数据处理系统和通信模块，所述通信模块，用于接收待安装接地装置的输电线路杆塔四周的多个采样点的环境参数，并将所述环境参数传输至所述数据处理系统；

3、所述数据处理系统包括数据处理模块以及选型方案匹配模块；

4、所述数据处理模块，用于对接收到的待安装接地装置的输电线路杆塔四周的多个采样点的环境参数进行处理，得到多个采样点的采样数据，其中，采样数据为一个1*n维度的向量；

5、所述选型方案匹配模块，用于将当前环境区域的环境参数与预设的接地选型工具库中的标准方案进行匹配，得到匹配后的标准方案，将其作为当前环境区域的接地网设计方案；

6、其中，所述将当前环境区域的环境参数与预设的接地选型工具库中的标准方案进行匹配，得到匹配后的标准方案的具体方法为：

7、获取单个采样点对应的采样数据与各标准方案中的对应的数据的差异值序列；

8、计算单个采样点的差异值序列的特征值，按照特征值大小从小到大对每个采样点对应的标准方案进行排序，得到每个采样点的标准方案的最佳排序序列；

9、基于多个采样点的位置信息以及所述最佳排序序列，对采样点进行分类，将位置相近且标准方案的最佳排序序列一致对应的采样点分为一类，得到多个类别，将每个类别中多个采样点所在局部区域的最佳排序序列中特征值最小的标准方案作为匹配后的标准方案。

10、可选地，所述环境土壤参数包括土壤电阻率、土壤腐蚀等级、土壤ph值、土壤的温度、含水量、土壤的致密程度以及土壤中含的杂质。

11、可选地，当分类后的类别有多个时，还包括对多个标准方案进行筛选的步骤，具体为：

12、获取多个标准方案对应的采样点的土壤电阻率，计算所有采样点的土壤电阻率均值；

13、分别将多个标准方案对应的标准土壤电阻率与均值进行比较，得到对应的差异值；

14、选取差异值最小时对应的标准方案，作为筛选后的标准方案。

15、可选地，所述对采样点进行分类采用均值聚类算法或者密度聚类算法。

16、可选地，所述预设的接地选型工具库包括成套接地的标准方案，其中，所述成套接地的标准方案是通过历史案例以及不同环境下的标准案例进行统计获取的。

17、可选地，所述数据处理系统还包括仿真计算模块，其用于构建标准方案对应的仿真模型，对所述仿真模型进行仿真计算，以实现当前应用环境下的标准方案的接地性能的评估，根据评估的结果，调整所述仿真模型；

18、根据调整后的仿真模型，确定最终的预装式成套接地装置。

19、可选地，对所述标准方案进行仿真计算，包括接地阻抗、接触电位差、跨步电位差、网孔电位差及接地网上面的地表面电位分布的接地网参数的计算；根据所述接地网参数，得到接地性能的评估结果。

20、可选地，所述特征值为差异值序列的均值或方差。

21、本发明的有益效果为：

22、本发明的方案，通过获取当前环境区域的采样点的环境参数，将其与预设的接地选型工具库中对应的环境参数进行对比，当数据比较一致时，且采样点位置相近时，则能够确定出该位置相近的采样点所在的局部区域的相适配的标准方案，这样能够及时、快速地获取合适的标准方案，为后续的接地装置的设置提供数据支撑。

23、进一步地，在分类时可能存在多个类别，此时就对应多个匹配后的标准方案的情况，本发明通过引入一个或者多个环境参数，利用该环境参数对标准方案进行筛选，能够在多个匹配后的标准方案中存储更合适当前环境区域的标准方案，方法简单，易于实现，无需依赖人工经验进行接地网设计，提高了方案设计的可靠性。

24、同时，对于确定好的接地网设计方案，后续还通过仿真计算模块，对接地网设计方案进行调整，以获取更好的接地网方案，提高可靠性和安全性。