[发明专利]一种用于飑线环境下输电线路杆塔受灾预测方法

权利要求书

1.一种用于飑线环境下输电线路杆塔受灾预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

11)地理信息的划分，基于电力地理信息系统根据经纬度对地面区域进行自定义划分，将地面区域划分为网格状，并保存网格数据、线路信息、网格内包含的输电线路杆塔信息；

12)气象信息的获取和预处理，利用来自WRF预报获得的预报数值计算K指数和对流有效位能CAPE值；

13)高危网格范围的确定，基于K指数和对流有效位能CAPE值确定高危大区，将高危大区与地面网格进行对应关联，确定高危网格范围；

14)输电线路杆塔的数据插值处理，通过克里金插值法将气象要素数据插值在高危网络内的输电线路杆塔上；

15)插值数据的修正，根据杆塔所在的基础数据对插值数据进行数据修正；

16)杆塔受灾预测分析，根据修正后的气象因子、相邻影响因素及其他不稳定因素，对飑线风影响范围内的线路杆塔灾害发生情况及程度进行预测；

所述的杆塔受灾预测分析包括以下步骤：

161)分析全体知识K，并将全体知识K分为共同稳定变化部分和时空交互作用导致的局部不稳定部分，

1611)设输电线路杆塔飑线预受灾的网格i在t时刻的数据为A_it，其包括共同稳定变化部分B_it和时空交互作用导致的局部不稳定部分C_it，其表达式如下：

A_it＝B_it∪C_it

B_it＝O_i+b₀t^*+V_t

C_it＝b_1it^*+ζ_it

其中，B_it为稳定变化部分，为网格i区域在共同的时间趋势基础上稳定的空间格局，其邻近矩阵N×N，N为网格个数，对角线上的值为0，网格有公共边的值为1，反之为0；

1612)设B_it包括预测值在预受灾的网格i内各自的稳定空间格局O_i和各网格共同的时间变化趋势b₀t^*+Vt，

b₀t^*,t^*＝|t-t_mean|,b₀t^*表示共同时间趋势中线性组成部分，b₀为杆塔受灾情况随时间变化系数，通过线性拟合得到，t_mean为预测时间段均值，Vt为通过正态分布建模，代表时间效应中随机变化部分；

1613)设C_it时空交互作用部分为除共同稳定的时空趋势之外由时空交互作用导致的剩余部分，包括从共同的时间趋势分离出来的网格i自身的时间变化趋势b_1it^*和不包含在模型中但对预测数据产生影响的随机误差项ζ_it，

b_1i为网格i中杆塔受灾风险随时间变化偏离飑线灾害总体变化趋势参数，时间邻接矩阵T×T，其中T为小时数，对角线上的值为0，相邻时间为1，反之为0；

162)设飑线在第i个网格第t个时间点上造成线路杆塔受灾的例数为y_it，认定y_it服从泊松分布，

y_it～Poisson(E_it,θ_it)，

其中，E_it是第t个时间点第i个网格上的杆塔受灾期望数，θ_it是杆塔受灾的相对危险度；

则

θ_it＝exp(α+βx_it+A_it)，

其中：α为在预测受飑线影响的网格区域内整体杆塔受灾平均相对危险度的对数值，βx_it为对杆塔灾害产生影响的相关风险因素，通过时空权重矩阵表达，x_it为第i个网格第t个时间点上造成杆塔受灾的所有杆塔上预测值的平均值，θ_it为杆塔受灾的相对危险度。