[發明專利]一種基于數值氣象數據的輸電線路風偏預報方法和裝置

有效

• 申請號: 201810063123.8
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108321749B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 李鵬;劉彬;楊加倫;費香澤;李丹煜;展雪萍;姬昆鵬;張立春;趙彬;司佳鈞
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02G7/14
• 分類號: H02G7/14;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于數值氣象數據的輸電線路風偏預報方法，其特征在于，包括：

對接收的數值氣象數據進行解析，并根據解析后的氣象數據確定輸電線路與風向的夾角和隨機風速；

根據輸電線路與風向的夾角和隨機風速計算隨機風荷載，并根據隨機風荷載計算輸電線路的水平位移；

根據輸電線路的水平位移確定絕緣子動態風偏角，并根據絕緣子動態風偏角對輸電線路風偏狀態進行預報；

所述對接收的數值氣象數據進行解析，包括：

通過地理信息系統對數值氣象數據進行坐標矯正，得到坐標矯正后的數值氣象數據，并將坐標矯正后的數值氣象數據進行保存；

將所有桿塔按照桿塔所在的地理坐標定位到與坐標矯正后的數值氣象數據相同精度的網格中，按照桿塔所在的行和列，通過網格索引得到解析后的氣象數據，所述解析后的氣象數據包括數值氣象數據對應的輸電線路處的平均風速和風向；

根據解析后的氣象數據，按下式確定輸電線路與風向的夾角：

θ＝arctan|(k₂-k₁)/(1+k₁k₂)|

其中，θ表示輸電線路與風向的夾角，k₁表示輸電線路斜率，k₂表示風向斜率；根據解析后的氣象數據按下述過程確定隨機風速：

根據標準高度處平均風速，通過確定參考高度處的平均風速，根據并通過諧波疊加法得到隨機風速；其中，表示參考高度處的平均風速，v表示標準高度處的平均風速，β表示地貌粗糙度指數，z表示參考高度。

2.根據權利要求1所述的基于數值氣象數據的輸電線路風偏預報方法，其特征在于，根據輸電線路與風向的夾角和隨機風速，按下式計算隨機風荷載：

F(t)＝0.625αμ_scdv(t)²Lsin²θ

其中，F(t)表示t時刻的隨機風荷載，v(t)表示t時刻的隨機風速，α表示風壓不均勻系數，μ_sc表示輸電線路的體型系數，d表示輸電線路的外徑，L表示輸電線路的跨度。

3.根據權利要求2所述的基于數值氣象數據的輸電線路風偏預報方法，其特征在于，所述根據隨機風荷載計算輸電線路的水平位移包括：

按下式確定輸電線路的非線性有限元動力方程：

Md″(t)+Cd′(t)+Kd(t)＝F(t)

其中，M表示絕緣子的質量矩陣，C表示絕緣子的剛度矩陣，K表示絕緣子的阻尼矩陣，d(t)表示輸電線路的水平位移，d′(t)表示d(t)的一次導數，d″(t)表示d(t)的二次導數；

求解輸電線路的非線性有限元動力方程，得到d(t)。

4.根據權利要求3所述的基于數值氣象數據的輸電線路風偏預報方法，其特征在于，根據輸電線路的水平位移，按下式確定絕緣子動態風偏角：

其中，表示t時刻絕緣子動態風偏角，l表示絕緣子長度。