[發明專利]電網架空輸電線路臺風風險預警的系統及方法

無效

• 申請號: 201310146698.3
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103246936A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 方嵩;方麗華;彭嵩;熊小伏;沈智健;彭興
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司中山供電局
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

1.一種電網架空輸電線路臺風風險預警的系統，其特征是：包括臺風實況信息展示模塊、臺風預報信息模塊、電網臺風風險預警模塊和預警數據分析模塊，所述的臺風實況信息展示模塊和臺風預報信息模塊通過設有防火墻的數據專網外接氣象局服務器、在有臺風越過海洋24小時警戒線時自動開始接收來自氣象局服務器的相關數據，臺風預報信息模塊選出計算所用數據、經由預警數據分析模塊進行計算，最后輸至電網臺風風險預警模塊進行數據綜合處理并通過判斷風速與設計風速的比較，輸出預警結果-風險線路集及其預警等級給展示模塊；所述的預警數據分析模塊還輸入實際故障線路和桿塔的信息，預警結果還定期反饋給電網臺風風險預警模塊自動校正。

2.根據權利要求1所述的電網架空輸電線路臺風風險預警的系統，其特征是：所述的臺風風險預警模塊根據氣象臺服務器提供的臺風天氣特征參數的預測信息，采用線性插值法計算間隔觀測點t時刻點、每間隔步長為t₀的預測臺風中心經緯度及其預測10級風圈半徑；再計算所有內含輸電線路的網格中心到各t時刻點臺風中心的距離，將距離小于等于該時刻點臺風預測10級風圈半徑的網格確定為可能受臺風影響網格集合；然后計算集合中各網格中心點在各t時刻所承受的臺風風速，并將其作為網格內線路在各t時刻承受的臺風風速；最后結合輸電線路的實際情況對相應線路的設計風速作出調整得到判斷風速，將線路承受的臺風風速與該判斷風速作比較，進而確定預警等級并顯示。

3.根據權利要求1所述的電網架空輸電線路臺風風險預警的系統，其特征是：所述的預警數據分析模塊還外聯有系統數據庫，預警數據分析模塊將電網臺風風險預警模塊中需要計算的數據在數據庫中進行搜索、計算，并將計算所得存入數據庫中，傳遞至臺風風險預警模塊進行綜合處理；同時，預警數據分析模塊還負責自動校正功能：根據預測的臺風高風險線路和實際跳閘或斷線線路的比較分析，系統將自動適當調節預警等級的判定區間。

4.一種采用如權利要求1至3所述的任意一項系統進行電網架空輸電線路臺風風險預警的方法，包括以下步驟：

1）當臺風越過海洋24小時警戒線時，啟動所述系統，氣象局服務器提供實時的臺風預測數據，包括：臺風中心位置的經緯度坐標、中心風力、實測各風圈半徑，每隔1h更新發布一次；提供24h、48h和72h的臺風預測路徑以及其7級、10級風圈預測半徑，該數據每隔3h更新校正一次；

2）將電網架空輸電線路所在區域劃分為1km×1km的網格，并將網格的經緯度坐標信息以及網格內包含的線路信息錄入系統數據庫；

3）對24h、48h以及72h的臺風預測數據做如下處理：確定該區域受臺風影響較大的線路以及相應的預警等級，下面以24h臺風預測數據為例，48h、72h同理可得：

①將預測點的臺風中心位置O以其十級v₁₀≥24.5m/s的風圈半徑R₁₀作圓；

②將預測24h后的臺風中心位置O_24h以其預測的十級風圈半徑作圓；

③作兩圓的外公切線，并按如下步驟確定間隔t時刻后受臺風十級風圈影響的線路：

a）根據O（x，y）、R₁₀、v和O_24h(x_24h,y_24h)、、v_24h確定t時刻后、每間隔步長為t₀的臺風中心位置O_t經緯度（x_t,y_t），并根據線性插值法確定t時刻的近似臺風十級風圈半徑以及臺風風速v_y，t=nt₀(n=1,2Lm,mt₀≤24h)：

|OOt|=|OO24h|24htyt=y+|OOt||OO24h|(y24h-y)xt=x+|OOt||OO24h|cos(y24h)cos(yt)(x24h-x)---(1)]]>

R10t=R1024h+|OtO24h||OO24h|(R10-R1024h)---(2)]]>

vt=v+v24h-v24ht---(3);]]>

其中，t₀可根據需要整定：0～24h內間隔步長取值為10min、24h～72h內間隔步長取值為1h；

b）判斷包含有線路的所有網格的網格中心點到各臺風中心點O_t的距離S與間的大小關系：若大于，則認為網格內的線路桿塔受臺風影響較小，不至發生事故；若小于或等于，則認為該網格內的線路在t時刻后受臺風影響較大，有斷線風險，即：

????認為受臺風影響較小，不會發生故障???????????????（4）

????認為受臺風影響較大，甚至有斷線風險????????????（5）

其中：

S=內含線路的網格中心點到臺風中心O_t的距離??????????????（6）；

綜上可以確定72h內受臺風影響的線路段集合即為滿足式（5）的所有網格中包含的線路段，而同時也能根據以上計算確定其受影響的時間范圍：

假設某線路段在t₁～t₂時間段內為受影響線路段，且設預測點時刻為T，則該線路段受影響時間段即為

T+t₁-t₀～T+t₂+t₀?????????????????????（7）；

之后確定其預警等級；

④預測風速計算：由上一步得到對應各t時刻的所有受影響的網格、線路集合，再采用線性插值法計算各t時刻對應的受影響網格中心處的預測風速v_y，并將之作為其內含的線路預測t時刻后將承受的預測風速v_y；

設某一受影響網格，其中心點為A，該網格中心點到對應臺風中心O_t的距離為S，可以認為A點處的風速即為該網格內含的線路段t時刻后所承受的預測風速v_y，采用線性插值法有：

vy=vt-vt-v10R10tS---(8);]]>

其中，v₁₀=24.5m/s

聯立式（3）、式（5）、式（6）和式（8）即可得到各t時刻對應的受影響線路段所承受的預測風速v_y；

⑤模型的基礎信息校正：

表1臺風風險預警基礎信息調查表

將上述基礎信息調查表錄入系統數據庫，再根據以上信息按如下的調整原則計算判斷風速v_p：

若為“A”或“沒有”將設計風速值v₀減小5%作為判斷風速v_p；

若為“B”保持設計風速值v₀不變作為判斷風速v_p；

若為“C”或“有”將設計風速值v₀增加5%作為判斷風速v_p；

經過以上處理后，再進入下一步進行預警等級的判斷；

⑥預警等級劃分：將各受影響網格內線路的預測風速值v_y與其對應的判斷風速值v_p進行比較判定，即可確定各t時刻下對應受影響線路段的預警等級，各等級門檻值具體劃分如下：

表2預警等級判定表

⑦將上述計算結果存入系統數據庫，若所在區域存在高風險線路，則將該輸電線路的相關信息顯示在臺風預警列表頁，并給出相應的預警等級，同時系統發出預警提示音；

上述流程每隔3h重新計算運行一次；

4）臺風災害預警信息展示

將出現III級以上的高風險預警線路集與實際故障線路集比較，根據提出的“漏警率p₁”和“虛警率p2”進行定期的系統自動校正：

若p₁≥α，則將表2中各預警等級區間的門檻值均減少0.01v_p；若p₂≥β，則將表2中各預警等級區間的門檻值均提高0.01v_p；其中，α和β均可根據實際整定，暫時取為0.2。