[發(fā)明專利]考慮太陽輻射消融的輸電線路覆冰厚度預測方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112508296A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 懷曉偉;郭俊;李麗;簡洲;蔡澤林
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)湖南省電力有限公司;國網(wǎng)湖南省電力有限公司防災減災中心;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 長沙朕揚知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 鄧宇

本發(fā)明涉及電網(wǎng)融冰技術領域，公開一種考慮太陽輻射消融的輸電線路覆冰厚度預測方法及系統(tǒng)，以指導電網(wǎng)運維。方法包括：收集太陽輻射數(shù)據(jù)，預測輸電線路處按時長1小時逐步進行更新的太陽直接輻射值；收集該輸電線路實時覆冰厚度和覆冰類型；查找各覆冰類型所對應的反照率和覆冰密度；根據(jù)該輸電線路的太陽直接輻射值、覆冰類型所對應的反照率和覆冰密度計算覆冰消融速度；在對應該太陽直接輻射預測值的更新時刻，根據(jù)該輸電線路實時的覆冰厚度、未來一小時的覆冰消融速度和根據(jù)覆冰數(shù)值預測模式得到的未來一小時覆冰增長厚度預測下一小時的覆冰厚度；在下一更新時刻重復上述步驟，以此類推得出覆冰厚度為0時所對應的覆冰消融時間。

技術領域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)融冰技術領域，尤其涉及一種考慮太陽輻射消融的輸電線路覆冰厚度預測方法及系統(tǒng)。

背景技術

冰災是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的天敵。2008年，我國南方地區(qū)發(fā)生大面積雨雪冰凍災害，覆冰倒塔70萬基，因災造成的直接經(jīng)濟損失達上千億元，嚴重影響社會的生產(chǎn)生活。輸電線路覆冰開始和結束時間的準確預測，對于指導電網(wǎng)融冰、合理規(guī)劃生產(chǎn)，具有重要的指導意義。

目前，已經(jīng)有多種方法對輸電線路覆冰進行預測。如專利CN105184407A基于大氣數(shù)值模式的輸電線路覆冰增長預測方法，計算未來預測時次各時次內(nèi)的覆冰增長趨勢；專利CN106203713A考慮太陽輻射的影響，對北方地區(qū)電網(wǎng)覆冰數(shù)值預報進行修正。

但是上述方法對輸電線路覆冰消融速度的估計考慮的仍然不夠充分、全面。如專利CN105184407A基于地面2m處空氣溫度是否大于0計算輸電線路覆冰增長量，而實際上在太陽輻射作用下，即使溫度低于0，覆冰依然快速消融，且空氣與冰的比熱容不同，用2m處空氣溫度作為幾十米出高空輸電線路覆冰消融指標，對于覆冰消融速度的估計會帶來較大偏差；如CN106203713A中給出導線覆冰融化的太陽輻射強度的臨界值，當計算的當日太陽輻射強度和最高溫度滿足一定條件時覆冰消融，僅給出定性描述，無法定量衡量輸電線路覆冰消融的速度，因此不能預測覆冰結束時間。

鑒于此，有必要研究一種基于太陽輻射吸收的輸電線路覆冰消融速度的計算方法，可提前準確預測覆冰結束時間，以更好的指導電網(wǎng)運維單位開展合理生產(chǎn)規(guī)劃，維護正常供電。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于公開一種考慮太陽輻射消融的輸電線路覆冰厚度預測方法及系統(tǒng)，以指導電網(wǎng)運維。

為達上述目的，本發(fā)明公開一種考慮太陽輻射消融的輸電線路覆冰厚度預測方法，包括：

收集太陽輻射數(shù)據(jù)，預測輸電線路處按時長1小時逐步進行更新的太陽直接輻射值；

收集所述輸電線路實時覆冰厚度和覆冰類型，所述覆冰類型包括雨凇、霧凇和混合淞；查找各覆冰類型所對應的反照率和覆冰密度；

根據(jù)所述輸電線路的太陽直接輻射值、所屬覆冰類型所對應的反照率和覆冰密度計算覆冰消融速度；

在對應所述太陽直接輻射預測值的更新時刻，根據(jù)所述輸電線路實時的覆冰厚度、未來一小時的覆冰消融速度和根據(jù)覆冰數(shù)值預測模式得到的未來一小時覆冰增長厚度預測下一小時的覆冰厚度；

在對應所述太陽直接輻射預測值的下一更新時刻重復上述步驟，以此類推得出覆冰厚度為0時所對應的覆冰消融時間。

優(yōu)選地，根據(jù)所述輸電線路的太陽直接輻射值、所屬覆冰類型所對應的反照率和覆冰密度計算覆冰消融速度的計算公式為：

其中，M為覆冰消融速度，單位為mm/h；R₁為太陽直接輻射值，單位為W/m²s；α為反照率；ρ為覆冰密度，單位為kg/m³；Q為冰的溶解比潛熱，取值3.34*10⁵J/kg。