[發明專利]近海區域架空輸電線路強風精細化分析方法

在審

• 申請號: 202010925496.9
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112417638A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 姜瑜君;康麗莉;姜文東;劉巖;楊程;周象賢
• 申請（專利權）人: 浙江省氣象科學研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10;G06F113/04;G06F119/20
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青;許守金

本發明公開了近海區域架空輸電線路強風精細化分析方法，屬于近海區域架空輸電線路技術領域。現有的數學擬合方法無法準確反映風速衰竭趨勢在離岸一定距離后變得緩慢這一現象；不能對近海岸區域風速的衰竭特征進行準確描述。本發明通過建立風速離岸衰減數學擬合模型，基于動力學機理分析推導，綜合運用統計分析、數學擬合，獲取的風速隨離岸距離衰竭的數學解析式及其簡化的冪數律擬合方法；能夠準確描述風速衰竭趨勢在離岸一定距離后變得緩慢這一現象；實現近海區域架空輸電線路強風精細化分析計算，進而能為該區域內架空輸電線路的設計風速取值提供有效參考；進而對電網設施氣象防災減災方面，提供科學翔實的數據說明與實際運行維護決策參考服務。

技術領域

本發明涉及近海區域架空輸電線路強風精細化分析方法，屬于近海區域架空輸電線路技術領域。

背景技術

架空輸電線路是現代化社會能源輸送及供應保障中重要的基礎設施，是智能電網建設中的關鍵網絡節點組成。架空輸電線路一般位于野外，較多位于人跡罕至、較為惡劣的自然環境，往往受微地形的作用非常明顯。而風速則是對其產生破壞及造成運行故障的重要自然災害影響因子，在實際中強對流天氣或者系統性大風均可造成大范圍的架空輸電線路故障，對社會經濟發展與民生福祉帶來巨大影響。

按現行《110kV～750kV架空輸電線路設計規范》，基本風速定義為：“按當地空曠平坦地面上10m高度處10min時距，平均的年最大風速觀測數據，經概率統計得出50(30)年一遇最大值后確定的風速?！蓖ǔx擇施工區域鄰近常規地面氣象站的歷史觀測風速序列來作為重要設計參考，而后根據線路環境特點進行修正。而在近海岸區域，風速的空間變化往往比較明顯，這一現象在《GB50009-2012建筑結構荷載規范》關于沿海區域的風壓設計規范里得以體現，如浙江溫州境內，瑞安北麂島與溫州市區境內，50年一遇的風壓取值分別為1.8與0.6(kN/m2)，折算成風速約為53m/s與31m/s，這里面的差異體現了從海面到粗糙度較大的城市環境過渡的風速特征。對于中間過渡地帶的風速取值參考，目前尚未成熟通用的規范說明，而輸電線路的設計風速，每間隔2m/s設置為一檔，對于桿塔造價及抗災性能都有一定的影響，采取準確合理、具備科學參考意義的技術方法來計算工程區域的設計參考風速，在經濟價值與部門公眾服務方面都有著重要的意義。

目前國內對近海岸風速衰竭的研究不多，大多采用風速與離岸距離的數學擬合來進行現象描述與解析描述，并普遍發現近海岸風速衰竭與離岸距離密切相關，在距離海岸線10km的范圍內風速迅速衰減，隨著向陸上的延伸(10km以外)，這種衰減趨勢逐漸緩慢，且向岸流的衰減較離岸流而言更為明顯。

但現有的數學擬合方法無法準確反映風速衰竭趨勢在離岸一定距離后變得緩慢這一現象；不能對近海岸區域風速的衰竭特征進行準確描述，則無法實現近海區域架空輸電線路強風精細化分析，進而不能為該區域內架空輸電線路的設計風速取值提供有效參考；無法對電網設施氣象防災減災方面，提供科學翔實的數據說明與實際運行維護決策參考服務。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種通過建立風速離岸衰減數學擬合模型，能夠準確描述風速衰竭趨勢在離岸一定距離后變得緩慢這一現象；實現近海區域架空輸電線路強風精細化分析，進而能為該區域內架空輸電線路的設計風速取值提供有效參考；進而對電網設施氣象防災減災方面，提供科學翔實的數據說明與實際運行維護決策參考服務的近海區域架空輸電線路強風精細化分析方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

近海區域架空輸電線路強風精細化分析方法，包括：

第一步，獲取至少一個區域內，若干采樣周期的風速數據；

第二步，建立離岸距離模型，計算目標區域的離岸距離；

第三步，建立風速離岸衰減數學擬合模型；