[发明专利]一种结合公网气象的输电线路山火蔓延预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其是涉及一种结合公网气象的输电线路山火蔓延预警方法。

背景技术

目前电网已经成为现代社会发展和经济进步的重要基础和保障，以大电网、大容量为标志的现代电网实现了规模化和高效化，但是当遭遇灾害，其影响速度快、影响程度成规模。为了减少和防止电网的安全稳定运行受到山火的威胁，防止山火造成输电线路跳闸事故的发生，国内外专家在山火蔓延方面展开了大量的研究。国际上主要的山火蔓延模型有美国的Rothermel模型、澳大利亚的McArthur模型、加拿大(G.L.W.Perry，1998)的国家林火蔓延模型以及中国的王正非和毛贤敏的组合模型(G.L.W.Perry，1998)等。但是以上这些山火蔓延方面的研究仍然不能满足电网安全的需要，主要存在的问题有以下几点：

1)由于山火对电网的危害性极大，越来越多的电力公司开始意识到山火监测的重要性，开始进行输电线路周边的火点监测，但是山火并不是静止不动的，受气象条件、地理因素、植被等因素的影响，山火的走势速度会有很大的不同，尤其是风力和风向的因素，可能导致蔓延速度从每小时几十米到几公里不等。仅仅通过监测火点不能准确的判断山火蔓延的趋势和对输电线路的危险程度。

2)尽管国内外对山火和林火蔓延分析已经有了大量的研究，但是以往的山火蔓延分析针对的是山火本身，对输电线路缺乏针对性。一个高危险等级的山火，距离输电线路走廊较远，或风力方向与输电线路走廊相反，那么该山火虽然火险等级高，但是针对输电线路而言危险等级却并不高。这就需要我们提出一套对输电线路更具有针对性的山火蔓延预警方法。

3)目前针对输电线路的山火分析，多以简单条件判断为主，以空间距离作为对输电线路预警等级的评价标准，没有对山火到达输电线路的速度和时间进行计算，时间指标对电力部门采取应对措施至关重要，以往的判断方法准确率和可信度低，无法满足电力部门预防因山火造成的输电线路损坏的需求。

发明内容

本发明的目的在于设计一种结合公网气象的输电线路山火蔓延预警方法，能够为电力部门及早预防因山火引起的输电线路跳闸事故，并为应急措施提供良好的分析依据，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种结合公网气象的输电线路山火蔓延预警方法，包括如下步骤：

步骤1，获取火点坐标；

步骤2，基于所述火点坐标，计算出所述火点蔓延方向的蔓延速度；

步骤3，根据所述蔓延速度，计算出所述火点经过蔓延时间后在蔓延方向上的直线位置，得到蔓延坐标；

步骤4，根据所述蔓延坐标，计算出所述火点的蔓延区；

步骤5，根据所述蔓延时间，对所述蔓延区中的输电线路进行预警等级定义，并发布预警。

优选的，蔓延方向具体为所述火点的正东、正南、正西、正北、东南、西南、西北和东北方向。

更加优选的，步骤2中，计算出所述火点蔓延方向的蔓延速度的方法具体为：

以所述火点为圆心，以王正非林火蔓延模型为基础，结合风速风向、坡度、和植被三个影响因子，计算出所述火点在蔓延方向上的所述蔓延速度；得到所述蔓延速度的方法为：

其中R₀为初始蔓延速度；K_s为可燃物配置格局系数；ν为风速的大小；θ为风的方向与火蔓延的方向的夹角；φ为坡度的方向与火蔓延方向的夹角；为坡度的大小。

更加优选的，步骤4，根据所述蔓延坐标，计算出所述火点的蔓延区为采用边界插值法，形成所述火点的蔓延区，具体实现方法为：

设函数y＝f(x)表示蔓延曲线内在规律的数量关系，x表示要求的插值点；x_i和x_i+1表示x两边的已知采样节点；y_i和y_i+1为x_i和x_i+1的函数值；[a,b]表示蔓延曲线的集合，[a,b]上的一系列节点x_i的函数值为y_i＝f(x_i)(i＝0,1,...n)，y_i在区间[x_n-1,x_n]，[a,b]表示蔓延边界分布点的集合；f(x)表示蔓延曲线函数；表示f(x)在[a,b]上的分段线性插值多项式，满足如下计算公式：

[a,b]蔓延边界分布点的集合所连成的折线封闭区域即为该时刻的火点蔓延区。