本發(fā)明涉及電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電網(wǎng)舞動區(qū)域預(yù)測預(yù)警方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

輸電線路舞動是電網(wǎng)安全運行的一大威脅，輕則造成導(dǎo)線閃絡(luò)跳閘，重則會造成電網(wǎng)桿塔金具損壞、斷線甚至倒塔等嚴重危害，一旦因大面積舞動導(dǎo)致線路頻繁跳閘甚至斷線倒塔事故，會造成大面積的停電，影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。因此，舞動防治已成為輸電線路亟需解決的突出問題。目前舞動預(yù)警研究主要是基于現(xiàn)場舞動監(jiān)測，通過監(jiān)測到實時氣象條件或者線路結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化等數(shù)據(jù)，提供未來數(shù)分鐘或者數(shù)小時的舞動預(yù)警信息，受現(xiàn)場測量難度大、測量范圍小及預(yù)警時間短的限制，對現(xiàn)場實際防舞工作指導(dǎo)有限。迫切需要研究預(yù)報時間長的架空線路舞動區(qū)域預(yù)測預(yù)警方法，為提前部署輸電線路防舞策略、采取應(yīng)急處置措施爭取寶貴的時間，提升舞動預(yù)報技術(shù)水平，保障電網(wǎng)運行安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于公開一種電網(wǎng)舞動區(qū)域預(yù)測預(yù)警方法及系統(tǒng)，以提升舞動預(yù)報技術(shù)水平，保障電網(wǎng)運行安全。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)舞動區(qū)域預(yù)測預(yù)警方法，包括：

獲取預(yù)測區(qū)域與預(yù)測時間同期的歷史平均氣壓P_hi；

獲取所述預(yù)測區(qū)域與所述歷史平均氣壓P_hi相鄰的兩個等壓面P_1i、P_2i上的預(yù)報風速V_1i、V_2i，通過公式(1)確定所述預(yù)測區(qū)域的修正風速V_xi；其中所述公式(1)具體為：

根據(jù)所述修正風速V_xi確定所述預(yù)測區(qū)域的舞動風速指數(shù)；

根據(jù)所述舞動風速指數(shù)并結(jié)合其他的預(yù)警指數(shù)對所述預(yù)測區(qū)域的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級進行評定。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還公開了一種電網(wǎng)舞動區(qū)域預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取預(yù)測區(qū)域與預(yù)測時間同期的歷史平均氣壓P_hi，以及獲取所述預(yù)測區(qū)域與所述歷史平均氣壓P_hi相鄰的兩個等壓面P_1i、P_2i上的預(yù)報風速V_1i、V_2i；

風速修正模塊，用于通過公式(1)確定所述預(yù)測區(qū)域的修正風速V_xi；其中所述公式(1)具體為：

預(yù)警模塊，用于根據(jù)所述修正風速V_xi確定所述預(yù)測區(qū)域的舞動風速指數(shù)，以及根據(jù)所述舞動風速指數(shù)并結(jié)合其他的預(yù)警指數(shù)對所述預(yù)測區(qū)域的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級進行評定。

本發(fā)明具有以下有益效果：

現(xiàn)有的氣象部門對風速的預(yù)測往往限于大面積的風速等級預(yù)測，由于輸電線路周圍不同預(yù)測區(qū)域受海拔、地形、植被等影響，風速差異比較大，不同預(yù)測區(qū)域的預(yù)測風速也大多不同，而舞動受風力影響較大，現(xiàn)有的風速等級預(yù)測精度不適用于電網(wǎng)舞動預(yù)警等級的評定。而本發(fā)明根據(jù)各個預(yù)測區(qū)域的歷史平均氣壓及其相鄰等壓面的預(yù)報風速進行預(yù)報風速的修正，可精確預(yù)報各預(yù)測區(qū)域的風速，進而提升了電網(wǎng)舞動預(yù)警等級的評定技術(shù)水平，可確保電網(wǎng)運行安全。

下面將參照附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明實施例公開的電網(wǎng)舞動區(qū)域預(yù)警方法流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

實施例1

本實施例公開一種電網(wǎng)舞動區(qū)域預(yù)警方法，如圖1所示，包括：

步驟S1、獲取預(yù)測區(qū)域與預(yù)測時間同期的歷史平均氣壓。

在該步驟中，可以將輸電線路附近區(qū)域按經(jīng)緯度為基準單位細分成0.25°×0.25°的網(wǎng)格狀的多個預(yù)測區(qū)域。例如，針對冬季的電網(wǎng)覆冰舞動預(yù)警，所獲取的歷史平均氣壓可以是將過去5年每年冬季11月份至次年3月所統(tǒng)計得出的冬季歷史平均氣壓P_hi。

步驟S2、獲取該預(yù)測區(qū)域與該歷史平均氣壓相鄰的兩個等壓面上的預(yù)報風速，通過相關(guān)計算公式確定該預(yù)測區(qū)域的修正風速。

本實施例中，修正風速的具體計算公式為：

其中，P_hi為預(yù)測區(qū)域歷史平均氣壓，P_1i、P_2i為與歷史平均氣壓相鄰的氣象層次，V_1i、V_2i分別為P_1i、P_2i等壓面層次上的預(yù)報風速，V_xi為該網(wǎng)格內(nèi)的修正風速，單位為m/s。

該步驟中，所獲取的預(yù)報數(shù)據(jù)可以是未來五天每個0.25°×0.25°網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的各個等壓面上的風速數(shù)值預(yù)報數(shù)據(jù)。

步驟S3、根據(jù)該修正風速確定該預(yù)測區(qū)域的舞動風速指數(shù)。

步驟S4、根據(jù)該舞動風速指數(shù)并結(jié)合其他的預(yù)警指數(shù)對該預(yù)測區(qū)域的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級進行評定。

可選的，該步驟中其他預(yù)警指數(shù)包括覆冰厚度指數(shù)和地形起伏度指數(shù)，所對應(yīng)的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級指數(shù)D_i計算方式為：

D_i＝V_i*T_i*Q_i；

其中，Q_i為該區(qū)域的起伏度指數(shù)，V_i為該區(qū)域的舞動風速指數(shù)，T_i為該區(qū)域的覆冰厚度指數(shù)。

本實施例中，上述各指數(shù)的具體賦值如下：

該覆冰厚度指數(shù)T_i為：

其中，Th_i為該區(qū)域預(yù)報覆冰厚度數(shù)據(jù)。

地形起伏度指數(shù)Q_i為：

其中，Q_qifu為該區(qū)域的起伏度數(shù)值，具體可基于預(yù)報區(qū)域的DEM(Digital Elevation Model，數(shù)字高程模型)，利用Arcgis計算每個網(wǎng)格內(nèi)的起伏度Q_qifu。

舞動風速指數(shù)V_i的計算公式為：

與上述各指數(shù)賦值情況相對應(yīng)的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級評定規(guī)則可為：

規(guī)則A：若D_i≥1，則預(yù)測該網(wǎng)格區(qū)域的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級為I級；

規(guī)則B：若0<D_i<1，則預(yù)測該網(wǎng)格區(qū)域的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級為II級；

規(guī)則C：若D_i＝0，則預(yù)測該網(wǎng)格區(qū)域的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級為0級，即不會發(fā)生舞動。

進一步的，本實施例在計算出輸電線路各個預(yù)測區(qū)域的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級之后，可利用arcgis軟件，根據(jù)各個預(yù)測區(qū)域的舞動預(yù)測等級繪制等值面，進行平滑，得到電網(wǎng)舞動區(qū)域等級預(yù)測分布圖。

為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員充分理解本實施例技術(shù)方案，結(jié)合下述兩個具體預(yù)測區(qū)域A和B做進一步說明。

一、對預(yù)測區(qū)域A的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級進行評定包括下述步驟：

A1、預(yù)測區(qū)域網(wǎng)格細分。將輸電線路附近區(qū)域按經(jīng)緯度為基準單位細分成0.25°×0.25°，得到預(yù)測網(wǎng)格A。

A2、預(yù)測區(qū)域修正風速計算：

A2.1、統(tǒng)計預(yù)報網(wǎng)格A內(nèi)過去5年每年冬季11月份至次年3月的冬季歷史平均氣壓P_ha＝879.5hpa。

A2.2、獲取預(yù)報網(wǎng)格A的風速數(shù)值預(yù)報數(shù)據(jù)，包含各個等壓面上的預(yù)報風速，其中850hpa等壓面上的風速為V_a(850)＝12m/s，925hpa等壓面上的風速為V_a(925)＝8m/s。

A2.3、計算預(yù)報網(wǎng)格A距離該網(wǎng)格冬季歷史平均氣壓最近的兩個氣壓層次分別是P_a(850)、P_a(925)，則該預(yù)報網(wǎng)格A內(nèi)的修正風速V_xa的計算方式為：

計算該預(yù)報網(wǎng)格A內(nèi)的修正風速V_xa＝10.43m/s，根據(jù)舞動風速指數(shù)的計算公式，得到預(yù)報網(wǎng)格A內(nèi)的舞動風速指數(shù)V_a＝2.14。

A3、預(yù)測覆冰厚度數(shù)據(jù)計算：

基于獲取的氣象數(shù)據(jù)，通過常用的覆冰預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)計算，獲取預(yù)報網(wǎng)格A內(nèi)預(yù)報覆冰厚度數(shù)據(jù)Th_a＝5mm，根據(jù)覆冰厚度指數(shù)公式，得到預(yù)報網(wǎng)格A內(nèi)的覆冰厚度指數(shù)T_a＝1.88。

A4、地形起伏度指數(shù)計算：

基于預(yù)報區(qū)域的DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)，利用Arcgis計算預(yù)報網(wǎng)格A的起伏度Q_qifu＝80m，根據(jù)起伏度指數(shù)計算公式，得到預(yù)報網(wǎng)格A的起伏度指數(shù)Q_a＝1.2；

A5、電網(wǎng)舞動等級計算。

根據(jù)基于風速、覆冰、地形的電網(wǎng)舞動區(qū)域預(yù)測模型，計算舞動預(yù)警等級指數(shù)D_a＝2.14*1.88*1.2＝4.83。

A6、按照電網(wǎng)舞動預(yù)警等級確定規(guī)則，則D_a＝4.83>2，預(yù)測網(wǎng)格A的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級為I級。

二、對預(yù)測區(qū)域B的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級進行評定包括下述步驟：

B1、預(yù)測區(qū)域網(wǎng)格細分。將輸電線路附近區(qū)域按經(jīng)緯度為基準單位細分成0.25°×0.25°，得到預(yù)測網(wǎng)格B。

B2、預(yù)測區(qū)域修正風速計算。

B2.1、統(tǒng)計預(yù)報網(wǎng)格B內(nèi)過去5年每年冬季11月份至次年3月的冬季歷史平均氣壓P_hb＝915hpa。

B2.2、獲取預(yù)報網(wǎng)格B的風速數(shù)值預(yù)報數(shù)據(jù)，包含各個等壓面上的預(yù)報風速，其中850hpa等壓面上的風速為V_b(850)＝6m/s，925hpa等壓面上的風速為V_b(925)＝3.5m/s。

B2.3、計算預(yù)報網(wǎng)格B距離該網(wǎng)格冬季歷史平均氣壓最近的兩個氣壓層次分別是P_b(850)、P_b(925)，則該預(yù)報網(wǎng)格B內(nèi)的修正風速V_xb的計算方式為：

計算該預(yù)報網(wǎng)格B內(nèi)的修正風速V_xb＝3.83m/s，根據(jù)舞動風速指數(shù)的計算公式，得到預(yù)報網(wǎng)格B內(nèi)的舞動風速指數(shù)V_b＝0：

B3、預(yù)測覆冰厚度數(shù)據(jù)計算。

基于獲取的氣象數(shù)據(jù)，通過常用的覆冰預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)計算，獲取預(yù)報網(wǎng)格B內(nèi)預(yù)報覆冰厚度數(shù)據(jù)Th_b＝22mm，根據(jù)覆冰厚度指數(shù)公式，得到預(yù)報網(wǎng)格B內(nèi)的覆冰厚度指數(shù)T_b＝0。

B4、地形起伏度指數(shù)計算。

基于預(yù)報區(qū)域的DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)，利用Arcgis計算預(yù)報網(wǎng)格B的起伏度Q_qifu＝220m，根據(jù)起伏度指數(shù)計算公式，得到預(yù)報網(wǎng)格B的起伏度指數(shù)Q_b＝0；

B5、電網(wǎng)舞動等級計算。

根據(jù)基于風速、覆冰、地形的電網(wǎng)舞動區(qū)域預(yù)測模型，計算舞動預(yù)警等級指數(shù)D_b＝0；

B6、按照電網(wǎng)舞動預(yù)警等級確定規(guī)則，則D_b＝0，預(yù)測該網(wǎng)格B區(qū)域的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級為0級，即預(yù)測該網(wǎng)格B不會發(fā)生舞動。

綜上，在計算出輸電線路各個預(yù)測區(qū)域的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級之后，利用arcgi s軟件，根據(jù)各個預(yù)測區(qū)域的舞動預(yù)測等級繪制等值面，進行平滑，得到電網(wǎng)舞動區(qū)域等級預(yù)測分布圖。

現(xiàn)有的氣象部門對風速的預(yù)測往往限于大面積的風速等級預(yù)測，由于輸電線路周圍不同預(yù)測區(qū)域受海拔、地形、植被等影響，風速差異比較大，不同預(yù)測區(qū)域的預(yù)測風速也大多不同，而舞動受風力影響較大，現(xiàn)有的風速等級預(yù)測精度不適用于電網(wǎng)舞動預(yù)警等級的評定。藉此，本發(fā)明根據(jù)各個預(yù)測區(qū)域的歷史平均氣壓及其相鄰等壓面的預(yù)報風速進行預(yù)報風速的修正，可精確預(yù)報各預(yù)測區(qū)域的風速，進而提升了電網(wǎng)舞動預(yù)警等級的評定技術(shù)水平，可確保電網(wǎng)運行安全。

實施例2

與實施例1相對應(yīng)的，本實施例還公開一種電網(wǎng)舞動區(qū)域預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取預(yù)測區(qū)域與預(yù)測時間同期的歷史平均氣壓P_hi，以及獲取該預(yù)測區(qū)域與該歷史平均氣壓P_hi相鄰的兩個等壓面P_1i、P_2i上的預(yù)報風速V_1i、V_2i；

風速修正模塊，用于通過公式(1)確定該預(yù)測區(qū)域的修正風速V_xi；其中該公式(1)具體為：

預(yù)警模塊，用于根據(jù)該修正風速V_xi確定該預(yù)測區(qū)域的舞動風速指數(shù)，以及根據(jù)該舞動風速指數(shù)并結(jié)合其他的預(yù)警指數(shù)對該預(yù)測區(qū)域的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級進行評定。可選的，相關(guān)的其他預(yù)警指數(shù)包括覆冰厚度指數(shù)和地形起伏度指數(shù)，所對應(yīng)的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級指數(shù)D_i計算方式為：

D_i＝V_i*T_i*Q_i；

其中，Q_i為該區(qū)域的起伏度指數(shù)，V_i為該區(qū)域的舞動風速指數(shù)，T_i為該區(qū)域的覆冰厚度指數(shù)。其中，覆冰厚度指數(shù)T_i為：

其中，Th_i為該區(qū)域預(yù)報覆冰厚度數(shù)據(jù)。

地形起伏度指數(shù)Q_i可為：

其中，Q_qifu為該區(qū)域的起伏度數(shù)值。

舞動風速指數(shù)V_i的計算公式可為：

與上述各指數(shù)賦值情況相對應(yīng)的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級評定規(guī)則可為：

規(guī)則A：若D_i≥1，則預(yù)測該網(wǎng)格區(qū)域的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級為I級；

規(guī)則B：若0<D_i<1，則預(yù)測該網(wǎng)格區(qū)域的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級為II級；

規(guī)則C：若D_i＝0，則預(yù)測該網(wǎng)格區(qū)域的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級為0級，即不會發(fā)生舞動。

本實施例中，進一步的在計算出輸電線路各個預(yù)測區(qū)域的電網(wǎng)舞動預(yù)警等級之后，該電網(wǎng)舞動區(qū)域預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)將相關(guān)數(shù)據(jù)輸出給arcgis軟件，以供該arcgis軟件根據(jù)各個預(yù)測區(qū)域的舞動預(yù)測等級繪制等值面，進行平滑，得到電網(wǎng)舞動區(qū)域等級預(yù)測分布圖。

同理，本實施例的電網(wǎng)舞動區(qū)域預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)，根據(jù)各個預(yù)測區(qū)域的歷史平均氣壓及其相鄰等壓面的預(yù)報風速進行預(yù)報風速的修正，可精確預(yù)報各預(yù)測區(qū)域的風速，進而提升了電網(wǎng)舞動預(yù)警等級的評定技術(shù)水平，可確保電網(wǎng)運行安全。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。