[发明专利]一种天地联合覆冰的预测预警系统及预测预警方法

说明书

本发明公开了一种天地联合覆冰的预测预警系统及预测预警方法，包括：卫星微气象监测模块，用于基于卫星遥感数据和特征数据监测微气象信息；微气象覆冰预测模块，用于基于微气象信息建立覆冰预测模型；光纤覆冰监测模块，用于基于分布式光纤传感技术，实现对地面输电线路覆冰状态监测；天基地基数据融合模块，用于将卫星遥感数据、特征数据、基于光纤监测的地面覆冰数据、实际巡检观冰数据和历史数据匹配到同一坐标系统并统一到同一尺度下，集成基于天地基多源融合数据集；广域覆冰预测模块，用于基于微气象信息、微气象覆冰预测数据、光纤覆冰监测数据和天地基多源融合数据集，模拟训练应用于大尺度下精确的覆冰预测模型。

技术领域

本发明属于电网防灾减灾技术领域，涉及一种天地联合覆冰的预测预警系统及预测预警方法，具体涉及一种基于多源卫星数据及光纤输电线路监测的天地联合覆冰的预测预警系统及预测预警方法。

背景技术

输电线路的覆冰和积雪威胁着电网的安全运行，随着我国电网系统的不断延伸和发展，这种影响将更为凸显。我国电网覆盖面广，严重覆冰对电力系统安全运行有着灾难性的影响，将导致电力线路机械和电气性能的急剧下降，引起断线、倒塔、绝缘子闪络等多种事故，冰灾将直接导致输电线路受损，次生灾害给经济和社会造成的影响巨大。

传统的覆冰预测预警的方法主要包括：覆冰现象的实地观测；覆冰前、覆冰过程中以及覆冰后期的模拟试验及现场试验；覆冰数学模型的研究；覆冰概率统计地图；除冰防冰技术机理、方法和措施。

传统的覆冰预测预警的方法存在的缺陷为：基于人机巡检工作强度大、成本高、巡检周期长，复杂的地形地况给线路巡检带来了极大困难，耗费大量的人力物力也难以及时、准确地获得输电线路运行状态。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种天地联合覆冰的预测预警系统及预测预警方法；以解决传统的大尺度、高风险难以实现的覆冰预测预警工作，提高防灾减灾应急响应能力，大大降低成本，实现及时、高效、精准、低成本地对目标区域进行覆冰预测预警。

本发明公开了一种天地联合覆冰的预测预警系统，包括：

卫星微气象监测模块，用于基于卫星遥感数据和特征数据监测微气象信息；所述卫星遥感数据包括卫星云产品数据、气象卫星云图数据和多源卫星遥感监测获取的温湿度产品数据，所述特征数据包括气象特征数据、导地线特征数据和杆塔位置特征数据；

微气象覆冰预测模块，用于基于所述微气象信息建立覆冰预测模型，基于所述覆冰预测模型得到微气象覆冰预测数据；

光纤覆冰监测模块，用于基于分布式光纤传感技术，实现对地面输电线路覆冰状态监测；

天基地基数据融合模块，用于将所述卫星遥感数据、特征数据、地面监测站点数据、实际巡检观冰数据和历史数据匹配到同一坐标系统，统一到同一尺度下得到天地基多源融合数据集；

广域覆冰预测模块，用于基于所述微气象信息、微气象覆冰预测数据、光纤覆冰监测数据和天地基多源融合数据集，应用人工智能算法，模拟训练应用于大尺度下精确的覆冰预测模型。

作为本发明的进一步改进，所述预测预警系统实现1km*1km区域内的预测预警。

作为本发明的进一步改进，所述微气象覆冰预测模块包括：微气象覆冰增冰条件判断及微气象脱冰条件判断；

所述微气象覆冰增冰条件判断包括：

基于微气象的覆冰增减气象条件判断依据，在t时刻之前某一时间尺度t_scale内，导线覆冰增长的气象条件包括：