[發明專利]一種基于圓柱體均勻覆冰增量的大氣覆冰參數反演方法

在審

• 申請號: 202210543871.2
• 申請日: 2022-05-18
• 公開（公告）號: CN114841048A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 楊國林;陳宇;廖乙;韓香帥;蔣興良;舒立春;胡建林;胡琴;鄭華龍;張志勁
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06F30/27;G06N3/00;G06F113/04;G06F119/08
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

本發明公開了一種基于圓柱體均勻覆冰增量的大氣覆冰參數反演方法，它包括：S1、實時采集N個均勻覆冰的圓柱體的覆冰增量值；S2、采用粒子群算法獲取大氣覆冰參數；所述大氣覆冰參數包括覆冰環境風速U、環境溫度T、空氣中過冷卻水滴統計中值直徑MVD和空氣中過冷卻水含量w；解決了大氣覆冰的監測、預警主要依靠氣象傳感器；在覆冰條件下，大部分傳感器由于受到凍結覆冰的影響而停止工作、或者極大偏離誤差范圍，導致覆冰環境參數的實時監測在覆冰期內無法準確獲取大氣覆冰參數，影響大氣覆冰災害的預報預警；以及空氣中過冷卻水滴的水滴中值直徑(MVD)并不能通過傳統的設備測量獲取等技術問題。

技術領域

本發明屬于輸電線路覆冰監測技術領域，尤其涉及一種基于圓柱體均勻覆冰增量的大氣覆冰參數反演方法。

背景技術

大氣覆冰對能源裝備安全造成嚴重威脅，覆冰災害事故時有發生，大面積停電大面積冰災導致電網受損。

大氣覆冰具有顯著的隨機性，并且受到局部地區受微地形、微小氣候的局部地形、氣象特征的影響嚴重。目前對于大氣覆冰程度的監測、預警主要依靠監測主要是依賴氣象傳感器；然而，在覆冰條件下，大部分傳感器由于受到凍結覆冰的影響而停止工作、或者極大偏離誤差范圍，導致覆冰環境參數的實時監測在覆冰期內存在很大的問題從而無法準確獲取大氣覆冰參數，影響大氣覆冰災害的預報預警。此外，空氣中過冷卻水滴的水滴中值直徑(MVD)并不能通過傳統的設備測量獲取。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種基于圓柱體均勻覆冰增量的大氣覆冰參數反演方法，以解決大氣覆冰的監測、預警主要依靠氣象傳感器；在覆冰條件下，大部分傳感器由于受到凍結覆冰的影響而停止工作、或者極大偏離誤差范圍，導致覆冰環境參數的實時監測在覆冰期內無法準確獲取大氣覆冰參數，影響大氣覆冰災害的預報預警；以及空氣中過冷卻水滴的水滴中值直徑(MVD)并不能通過傳統的設備測量獲取等技術問題。

本發明技術方案是：

一種基于圓柱體均勻覆冰增量的大氣覆冰參數反演方法，它包括：

S1、實時采集N個均勻覆冰的圓柱體的覆冰增量值；

S2、采用粒子群算法獲取大氣覆冰參數；所述大氣覆冰參數包括覆冰環境風速U、環境溫度T、空氣中過冷卻水滴統計中值直徑MVD和空氣中過冷卻水含量w。

步驟S1中N取值大于等于5；所述覆冰增量值為圓柱體的覆冰重量增加值。

步驟S2獲取大氣覆冰參數的方法包括：

S201、以任意4個圓柱體的均勻覆冰增量值為計算樣本，選定N個圓柱體中的第i個圓柱體的覆冰增量為樣本驗證值，設置覆冰參數求解過程的最大時長t_max；

S202、實時獲取各圓柱體均勻覆冰增長值；

S203、將風速U的求解范圍設置為0～45m/s，溫度T的單次迭代種群限制為-20℃～0℃，過冷卻水滴中值直徑MVD的單次迭代種群限制為0g/m³～12g/m³；空氣中過冷卻水含量w的單次迭代種群限制為0μm～100μm，粒子群算法的最大迭代次數限制為N_max；

S204、構建優化函數Φ，

表示第i個圓柱形導體的覆冰增量計算值和實測值的差值的絕對值；

S205、初始化U為0；

S206、初始化T、MVD和w；

S207、確定空氣中水滴分別撞向N個圓柱形導體的水滴軌跡；

S208、根據水滴軌跡，分別計算N個圓柱形導體的表面水滴碰撞率；