[發明專利]一種針對高原微地形的輸電線路覆冰實時繪制方法

在審

• 申請號: 201610074877.4
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105740558A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 李昊;王俊稞;李銳海;曾勇剛;曹雙和;任曦;猶珀玉;鄭興文;李夢姣
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;貴州電力設計研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/06
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

技術領域：

本發明屬于輸電線路風險圖繪制技術，尤其涉及一種針對高原微地形的輸電線路覆冰實時繪制方法。

背景技術：

輸電線路覆冰災害是國內外輸電線路風險研究的重要課題，全世界每年都會發生多起因輸電線路覆冰而導致的倒桿、斷線和絕緣子閃絡等事故，我國因輸電線路覆冰導致的冰閃跳閘、導線舞動和倒塔斷線等事故頻發，2008年初，我國南方出現大面積降雪，覆冰導致輸電線路受損嚴重，截止1月31日18時，1月10日以來的低溫雨雪冰凍災害已造成浙江、江蘇、安徽等19個省(區、市)不同程度受災，經濟損失達537億元。我國西南地區輸電線路分布在高原山地上，高原山地微地形復雜，加之特殊的氣象條件，易形成輸電線路覆冰條件，每年冬季覆冰引起的輸電線路冰閃跳閘、倒塔斷線，導線舞動導致的相間閃絡、金具損壞、跳閘停電、倒桿(塔)、導線折斷等事故頻發。為保障輸電線路運行安全，輸電線路覆冰圖繪制對覆冰風險排查、桿塔防覆冰設計及覆冰預警等具有指導意義。目前導線覆冰研究與防治多采用人工觀冰方法，在線監測系統等，有關輸電線路覆冰的研究仍存在困難：例如對水的物理特性、雪的快速變態、積雪機制的多樣化等諸多因素的研究只能在實驗階段，人工實驗和自然積雪條件之間的等效性并不理想；在線監測終端受安裝數量限制，數據較難結合空間因素進行導線覆冰的規律研究；氣象數據和人工觀冰積累的現場數據，尚不能充分利用，人工觀冰成本高，效率低；現有的覆冰繪圖時間間隔長，對實時輸電線路覆冰指導工作有限，模型考慮的氣象條件和高原微地形因素不充分，模型存在缺陷。

發明內容：

本發明要解決的技術問題：提供一種針對高原微地形的輸電線路覆冰實時繪制方法，以解決現有技術存在的輸電線路覆冰研究模型在實時氣象和高原微地形考慮不充分的缺陷，導致采用人工觀冰成本高、效率低、風險大等問題。

本發明技術方案：

一種針對高原微地形的輸電線路覆冰實時繪制方法，它包括下述步驟：

步驟1、構建K.J模型，利用強降水、空氣液體水含量、垂直導線的水平風速和氣溫值實時氣象參數計算空間各站點的實時冰厚值；

步驟2、計算各空間站點的標準冰厚：利用步驟1獲取的實時冰厚值，運用高度修訂方法，采用高度修訂公式將冰厚推演到輸電線路標準高度并計算輸電線路各空間站點的標準冰厚；

步驟3、克里金模型進行空間插值：利用步驟2計算的各空間站點的標準冰厚值，利用克里金模型進行空間插值，通過普通克里金方法，首先研究站點數據特征，然后選擇模型進行變異函數構建，最終進行克里金插值并評定精度，得到克里金插值冰區分布圖A；

步驟4、根據歷史觀冰數據、地形因素和氣象因素條件進行2、5、10、15、20、30、50和100年一遇冰區圖區域劃分；

步驟5、建立不同覆冰相似區的海拔與冰厚分布模型：根據步驟4劃分的區域，以各區域為對象，建立以高程為參數的不同覆冰相似區的海拔與冰厚分布模型；

步驟6、通過空間計算獲取2、5、10、15、20、30、50和100年一遇的冰區分布圖B，根據步驟5提供的不同覆冰相似區的海拔與冰厚分布模型，結合步驟4劃分的區域，對DEM柵格數據進行空間計算，獲取冰區分布圖B；

步驟7、實時冰區分布模型研究：將步驟3獲取的克里金插值冰區分布圖A和步驟6通過空間計算獲取的冰區分布圖B，通過乘權重系數相加獲取最終的實時冰區分布模型，通過模型獲取輸電線路實時冰區圖。

步驟1所述的K.J.模型表達式如下：

D＝D1+D2(1)