[發明專利]考慮太陽輻射的北方地區電網覆冰數值預報修正方法

有效

• 申請號: 201610554354.X
• 申請日: 2016-07-14
• 公開（公告）號: CN106203713B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 陸佳政;李麗;徐勛建;郭俊;楊莉;張杰;馮濤
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力公司;國網湖南省電力公司防災減災中心;國家電網公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙)43213
• 代理人: 何湘玲

技術領域

本發明涉及電氣工程領域，涉及一種考慮太陽輻射的北方地區電網覆冰數值預報修正方法。

背景技術

冰災容易造成電網大面積停電，如2008年初，我國南方多個省份遭受大面積長時間雨雪冰凍災害，覆冰倒塔70多萬基，大面積停電達7天之久，電網財產損失250多億元，對人民正常生產生活構成了嚴重影響。根據歷史數據統計，我國南方地區是重覆冰區，北方地區覆冰很少，尤其是2008年以后有大量針對南方地區電網覆冰的研究。但是近幾年來由于氣候變化，我國北方地區出現了多次嚴重覆冰過程，生產實踐中發現南方地區電網覆冰模型在北方地區電網覆冰的應用中有一些需要修正的地方，其中一個比較突出的因子就是太陽輻射。南方地區植被茂密，冬季陰雨纏綿，即使雨雪過程結束天氣很少立即放晴，北方地區植被稀疏，冬季干燥，雨雪過程結束后天氣很快轉晴，早晚溫差很大，雖然日平均溫度較低，但午后時段由于太陽輻射條件較好，溫度上升很快，有利于覆冰消融。因此，太陽輻射對北方地區電網覆冰消融速度有重要影響。現在業務化運行的電網覆冰數值模式對太陽輻射造成的短時升溫考慮不充分，對北方地區輸電線路覆冰預報有一定偏差。所以，北方地區輸電線路覆冰數值預報的結果，需要在考慮太陽輻射基礎上進行一定修正。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種考慮太陽輻射的北方地區電網覆冰數值預報修正方法，使用該方法可以讓現有的電網覆冰數值預報結果更加適應北方地區電網覆冰情況，可以更好地對北方地區電網覆冰過程進行預測，指導電網相關單位的應急抗災工作。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種考慮太陽輻射的北方地區電網覆冰數值預報修正方法，包括以下步驟：

(1)氣象數據采集：從北方地區當地氣象臺當天的天氣預報中，采集當天的地面和高空實時氣象數據、預報氣象數據，所述實時氣象數據和預報氣象數據均包括溫度數據；

(2)覆冰數據收集：收集北方地區當地輸電線路實時覆冰數據和數值模式預報覆冰數據；

(3)逐日太陽輻射強度計算：利用步驟(1)中采集的溫度數據反演實時覆冰和預報覆冰期間每天的太陽輻射強度，計算公式為：

式中，R為預報地預報日太陽輻射強度；R_a為預報地預報日天文輻射強度；T_max為預報地預報日最高溫度；T_min為預報地預報日最低溫度；a為輻射系數；

式中，G_sc為太陽常數，E_o為地球軌道偏心率校正因子，Φ為緯度，δ為太陽赤角，W_s為時角，當季節、時間確定時，G_sc、E_o、δ、W_s均可以視為定值，因此在季節、時間確定時，R_a僅與緯度有關；

(4)太陽輻射強度和最高溫度聯合分析：以逐日太陽輻射強度為橫坐標，最高溫度為縱坐標建立坐標系，確定計算日的太陽輻射強度和最高溫度在所述坐標系中的位置；

對于坐標系中心點(R_o，T_o)，T_o為導線覆冰融化臨界溫度，取-2℃，R_o為導線覆冰融化臨界值，與覆冰日期和覆冰地點有關；R_o＝kR_a，系數k的具體計算方法如下：

i)根據近30年逐月平均氣溫分布圖，確定北方覆冰發生時的平均0℃線所在緯度；

ii)中國大陸地區，局地逐日太陽輻射強度與當地天文輻射之間系數多年平均值為0.432，即：

iii)導線覆冰融化臨界值R_o＝R_0℃，即：kR_a＝0.432R_a0℃

iv)由步驟(3)可知，當時間確定時，R_a和R_a0℃僅與緯度有關，確定0℃線所在緯度和覆冰緯度后，R_a和R_a0℃之間的比例確定，由此可以確定系數k的值。

(5)、對數值模式的覆冰預報結果進行修正；根據步驟(4)確定的計算日坐標位置對所述步驟(2)收集的數值模式預報覆冰數據進行分析和修正：

a.如果計算日坐標位置落在所述坐標系的第一象限，則覆冰消融；

b.如果計算日坐標位置落在所述坐標系的第二象限，則覆冰維持或略有增長；