[发明专利]用于电网线路舞动的预测方法和控制器

说明书

本发明实施例提供一种用于电网线路舞动的预测方法和控制器，所述用于电网线路舞动的预测方法包括：获取待预测输电线路的线路数据和周边区域的地形数据；开展CFD仿真模拟试验，以得到待预测输电线路的风速、线路覆冰厚度和线路舞动振幅的映射对应关系；建立区域天气预报模型；获取待预测时间内周边区域的气象预报数据；根据气象预报数据和区域天气预报模型得到杆塔所在位置处的气象要素预报数据；确定杆塔所在位置处的线路覆冰厚度预测值；确定杆塔所在位置处的线路舞动振幅预测值；以及任意一个杆塔所在位置处的线路舞动振幅预测值大于0的情况下，确定发生舞动。本发明实施例可以解决现有预测模型分辨率较粗或者高分辨率预测模型计算效率低下的的问题。

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，具体地涉及一种用于电网线路舞动的预测方法和控制器。

背景技术

舞动是导线不均匀覆冰在风的作用下造成的剧烈振动，舞动严重时线路的震动幅度可高达10米并造成倒塔断线和电网大面积跳闸停电，造成人民生命财产的巨大损失。例如，2009年冬华北、华中等14省发生严重的舞动灾害，造成倒塔断线二百余处、线路跳闸600余条，近千万用户停电。近些年来，在全球变暖的背景下，冷暖空气活动变得越发活跃，由其造成的电线覆冰及伴随的大风舞动造成的重要线路停电也时有发生。线路离地面高度约为几十米，舞动既与线路本身状况相关，也与近地面层(地面至百米高度)较大范围的大气状况相关。常规的数值预报分辨率较粗(水平分辨率为几公里、垂直分辨率为几十米)，无法直接用于线路舞动预测。直接采用分辨率达米级的CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学)仿真模拟试验开展线路舞动预测时，由于其高分辨率带来的巨大计算量，计算效率十分低下，难以用于线路舞动的实际预测。为减小线路舞动对电网安全稳定运行及人民财产安全造成的严重威胁，亟需开展线路舞动预测。因此，急需提出一种技术方案来解决现有技术中的上述技术问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种用于电网线路舞动的预测方法和控制器，解决现有预测模型分辨率较粗或者高分辨率预测模型计算效率低下的的技术问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于电网线路舞动的预测方法，包括：获取待预测输电线路的线路数据和待预测输电线路周边区域的地形数据，其中线路数据包括杆塔的高度、杆塔所在位置和线路的直径；根据地形数据和线路数据开展CFD仿真模拟试验，以得到待预测输电线路的风速、线路覆冰厚度和线路舞动振幅的映射对应关系；根据地形数据和线路数据建立区域天气预报模型；获取待预测时间内周边区域的气象预报数据；根据气象预报数据和区域天气预报模型得到杆塔所在位置处的气象要素预报数据，其中气象要素预报数据包括风速预测值、温度预测值和降水量预测值；根据杆塔的高度和杆塔所在位置处的气象要素预报数据确定杆塔所在位置处的线路覆冰厚度预测值；根据杆塔所在位置处的风速预测值及线路覆冰厚度预测值和映射对应关系确定杆塔所在位置处的线路舞动振幅预测值；以及在待预测输电线路中任意一个杆塔所在位置处的线路舞动振幅预测值大于0的情况下，确定待预测时间内待预测输电线路将发生舞动。

在本发明实施例中，地形数据包括30米分辨率的ASTER GDEM地形数据。

在本发明实施例中，根据地形数据和线路数据开展CFD仿真模拟试验包括：根据线路数据和地形数据建立CFD仿真模拟试验的试验环境；以及利用风速输入数据集和线路覆冰厚度输入数据集开展CFD仿真模拟试验，以得到映射对应关系。

在本发明实施例中，区域天气预报模型为WRF模型。

在本发明实施例中，WRF模型的嵌套层数为4层，WRF模型的最高水平分辨率为300米。

在本发明实施例中，气象预报数据为ECMWF全球预报数据。