[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

说明书

本发明涉及一种用于飑线环境下输电线路杆塔受灾预测方法，与现有技术相比解决了无法针对输电线路杆塔进行飑线风预测的缺陷。本发明包括以下步骤：地理信息的划分；气象信息的获取和预处理；高危网格范围的确定；输电线路杆塔的数据插值处理；插值数据的修正；杆塔受灾预测分析。本发明能够从空间效应、时空交互效应和影响因素的共同作用来预测输电线路飑线灾害情况。

技术领域

本发明涉及大数据预测分析技术领域，具体来说是一种用于飑线环境下输电线路杆塔受灾预测方法。

背景技术

飑线是一种范围小有强风并伴随着雷暴大雨或冰雹等对流性天气的快速移动的中小尺度天气系统，其对输电线路的威胁和破坏非常大。飑线风沿高度方向的分布与普通的近地风不同，前者呈现出中间大、两头小的葫芦状分布。飑线风风速从地表开始迅速急剧增大，在距离地面大约60m高度处达到最大，然后随着高度的增加又迅速减小。由于目前500kV输电线路的导地线大约位于20--60m的高处，该高度也是飑线风的风速急剧增加直至达到最大的高度，因此飑线风是对高压输电线路威胁最大的一种强风暴。据统计，输电线路的风害绝大多数是由飑线风引起的。

飑线风破坏输电线路的主要后果是输电塔的风偏跳闸和杆塔损坏。输电线路的长距离架设，经过的地形地貌不同，气象条件千差万别，不同线路所处区域、同一线路不同线路区段、不同杆塔遭受飑线风破坏的特征也各异。不同线路风偏跳闸和杆塔损坏对电网的风险影响不同，同一线路在确定时间和运行方式下风偏跳闸和杆塔损坏对电网的风险影响也不相同。

因此，如何以输电线路为载体针对飑线风进行预警已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中无法针对输电线路杆塔进行飑线风预测的缺陷，提供一种用于飑线环境下输电线路杆塔受灾预测方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于飑线环境下输电线路杆塔受灾预测方法，包括以下步骤：

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；

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；

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络进行对应关联，确定高危网格范围；

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；

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；

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。

所述气象信息的获取和预处理包括以下步骤：

从WRF预报获取包括温度、湿度、气压、降雨、风速和风向在内的预报数值；

计算K指数，其计算公式如下：

K＝(T₈₅₀-T₅₀₀)+T_d850-(T₇₀₀-T_d700)，

其中，K为大气静力稳定度的定量指标，K值越大，表示大气静力越不稳定，其产生飑线的概率越高，T为温度，T_D为露点，下标D为等压面数值；

计算对流有效位能CAPE值，其计算公式如下：