[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

本發明提供了一種基于數值氣象數據的輸電線路風偏預報方法和裝置，先對接收的數值氣象數據進行解析，并確定輸電線路與風向的夾角和隨機風速，然后計算隨機風荷載和輸電線路的水平位移，最后確定絕緣子動態風偏角，并對輸電線路風偏狀態進行預報，實現基于數值氣象數據和絕緣子動態風偏角的輸電線路風偏預報，提高了輸電線路風偏狀態預報結果的準確度。本發明提供的技術方案對目標輸電線路風偏狀態的提前預報，為及時、有效地開展輸電線路風偏災害防治提供了技術支撐，在電網防災減災領域具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及輸電線路防災減災技術領域，具體涉及一種基于數值氣象數據的輸電線路風偏預報方法和裝置。

背景技術

輸電線路風偏是指絕緣子串及其懸掛的輸電線路在風荷載作用下產生的風偏搖擺現象。風偏可能造成嚴重的電氣、機械故障，對電網安全穩定運行危害較大。為了提高運維階段輸電線路風偏防治工作的針對性和時效性，開展風偏預報十分必要。風偏角是描述輸電線路風偏的關鍵指標，現有技術中的風偏研究主要通過剛體直棒法求解絕緣子串的最大靜風偏角，解決了設計階段靜態風偏角及其模型參數的計算問題，卻無法實現輸電線路動態風偏角的實時預報和預警。準確預報輸電線路的風偏角存在兩方面困難：1)由于風場的不確定性及微地形因素，線路所在位置的實際風荷載與氣象站點觀測值有所差異，風偏角預報時應盡量采用實際輸電線路處的風場數據；2)由于風場的脈動效應，基于平均風荷載計算得到的靜態風偏角不能準確預報輸電線路風偏狀態。

現有技術基于數值天氣預報結果進行輸電線路風偏閃絡預警，但主要是針對靜態風偏角和風偏閃絡電壓的預測，缺乏輸電線路動態風偏角的預報，輸電線路風偏狀態預報結果準確度低。

發明內容

為了克服上述現有技術中輸電線路風偏狀態預報結果準確度的不足，本發明提供一種基于數值氣象數據的輸電線路風偏預報方法和裝置，先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，然后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，最后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，實現基于數值氣象數據和絕緣子動態風偏角的輸電線路風偏預報，提高了輸電線路風偏狀態預報結果的準確度。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

一方面，本發明提供一種基于數值氣象數據的輸電線路風偏預報方法，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：