[發明專利]輸電線路的臺風預警系統及方法

在審

• 申請號: 201711485443.4
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108152867A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 黃增浩;孟曉波;吳新橋;李銳海;廖永力;龔博;張巍;張貴峰;易林;張志強;馮瑞發
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心
• 主分類號: G01W1/06
• 分類號: G01W1/06
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 張海明

1.一種輸電線路的臺風預警系統，其特征在于，所述臺風預警系統包括：

臺風影響線路集，用于存儲輸電線路地理信息系統GIS分布圖、輸電線路處地表數據、塔型使用條件庫和預警等級對照表；

臺風數據輸入單元，用于提供臺風數據；

分別與所述臺風影響線路集和所述臺風數據輸入單元信號連接的風場模型生成單元，所述風場模型生成單元根據所述輸電線路GIS分布圖和所述臺風數據圈定研究區域，并根據所述研究區域的輸電線路處地表數據建立風場模型，所述研究區域為臺風經過且設有輸電線路的強風區域；

與所述風場模型生成單元信號連接的計算流體力學單元，所述計算流體力學單元用于計算所述風場模型中不同位置的模擬風速；

分別與所述計算流體力學單元和所述臺風影響線路集信號連接的風險預警單元，所述風險預警單元用于計算所述模擬風速和所述塔型使用條件庫中的桿塔設計風速之間的風速比值，并根據所述風速比值查找所述預警等級對照表，確定所述研究區域的臺風預警等級。

2.根據權利要求1所述的輸電線路的臺風預警系統，其特征在于，所述臺風數據輸入單元包括氣象部門的臺風數據播報系統和電網公司的臺風數據觀測系統，其中，

所述臺風數據播報系統用于提供臺風預測路徑、七級風圈預測半徑和十級風圈預測半徑，以及實時觀測的臺風中心位置的經緯度坐標、中心風力、七級風圈實測半徑和十級風圈實測半徑；

所述臺風數據觀測系統用于提供所述研究區域內的風速、風向。

3.根據權利要求2所述的輸電線路的臺風預警系統，其特征在于，所述臺風數據觀測系統包括沿輸電線路設置的氣象雷達和設置在桿塔上的超聲風速儀，其中，

所述氣象雷達用于獲取所述研究區域內地面至300m高度的風速、風向以及局地三維立體風場；

所述超聲風速儀用于獲取所述研究區域內距離地面10m高度的風速、風向及脈動參數。

4.一種輸電線路的臺風預警方法，其特征在于，所述臺風預警方法包括：

提供一存儲有輸電線路GIS分布圖、輸電線路處地表數據、塔型使用條件庫和預警等級對照表的臺風影響線路集；

臺風數據輸入單元提供臺風數據；

風場模型生成單元根據所述輸電線路GIS分布圖和所述臺風數據圈定研究區域，并根據所述研究區域的輸電線路處地表數據建立風場模型，所述研究區域為臺風經過且設有輸電線路的強風區域；

計算流體力學單元計算所述風場模型中不同位置的模擬風速；

風險預警單元用于計算所述模擬風速和所述塔型使用條件庫中的桿塔設計風速之間的風速比值，并根據所述風速比值查找所述預警等級對照表，確定所述研究區域的臺風預警等級。

5.根據權利要求4所述的輸電線路的臺風預警方法，其特征在于，所述臺風數據輸入單元包括氣象部門的臺風數據播報系統和電網公司的臺風數據觀測系統；所述臺風數據輸入單元提供的臺風數據包括：

所述臺風數據播報系統提供的臺風預測路徑、七級風圈預測半徑和十級風圈預測半徑，以及實時觀測的臺風中心位置的經緯度坐標、中心風力、七級風圈實測半徑和十級風圈實測半徑；

所述臺風數據觀測系統提供的所述研究區域內的風速和風向。

6.根據權利要求5所述的輸電線路的臺風預警方法，其特征在于，所述臺風數據觀測系統包括沿輸電線路設置的氣象雷達和超聲風速儀；

臺風數據觀測系統提供的所述研究區域內的風速和風向包括：

所述氣象雷達提供的所述研究區域內地面至300m高度的風速、風向以及局地三維立體風場；

所述超聲風速儀提供的所述研究區域內距離地面10m高度的風速、風向及脈動參數。

7.根據權利要求4所述的輸電線路的臺風預警方法，其特征在于，所述輸電線路處地表數據包括數字地形高程和地表覆蓋數據，所述風場模型包括根據所述研究區域內的數字地形高程和地表覆蓋數據建立的地面模型。

8.根據權利要求4所述的輸電線路的臺風預警方法，其特征在于，計算流體力學單元計算所述風場模型中不同位置的模擬風速包括：

假設風場模型為六面體模型，所述六面體模型的底面為地面模型，頂面為梯度風高度起始面；

將梯度風高度起始面以上位置設置為水平風向約束，將六面體模型的底面和頂面之間的四個側面設置為邊界；

對所述邊界進行有限元網格劃分；

利用計算流體力學技術分別計算各有限元網格的模擬風速。