CN103247224A - 一种基于舞动日的舞动分布图的绘制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种舞动分布图的绘制方法及其装置，其中所述绘制方法包括：根据用户指令，设定舞动分布图的绘制区域范围；获取所述绘制区域范围内的各气象站的气象站点坐标数据、地形数据及对应的气象数据；设定舞动日判定标准，将获取的各气象站的地形数据、气象数据结合所述舞动日判定标准，判定所述各气象站的舞动日数量；根据所述各气象站的舞动日数量和气象站点坐标数据，利用插值拟合方法，生成所述绘制区域范围内的舞动分布图。本发明实施例的绘制方法的可信度高，准确度比以往方法大幅提升，同时不受该区域是否建设有线路及线路运行时限是否够长等的限制。

Description

一种基于舞动日的舞动分布图的绘制方法及其装置

技术领域

本发明涉及本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种电力系统中的舞动领域，具体的讲是一种基于舞动日的舞动分布图的绘制方法及其装置。

背景技术

舞动是输电线路导线的一种振荡现象，与导线本身参数、覆冰程度和外界风力、风向均有关系。当上述条件达到某种程度的耦合时，输电线路导线就会发生舞动。

以往在电力系统内，绘制有雷害分布图、污区分布图，但从未绘制过舞动分布图。现有的一种绘制舞动分布图的方法是以舞动发生频率法为主绘制舞动分布图，其具体方法为在对某地区实际线路历史上曾发生的舞动情况进行统计分析的基础上，依据舞动强度和发生频率进行舞动区域划分的方法。舞动区域划分原则如下：

(1)3级区(强舞动区)

近10年以来发生过5次及以上线路舞动的线路区域；综合气象、地理因素极易发生舞动的区域，例如：冻雨天气频次高的开阔地带。

(2)2级区(中舞动区)

近10年以来发生过3-4次舞动的线路区域；综合气象、地理因素易发生舞动的区域，例如：冻雨天气频次较高的开阔地带。

(3)1级区(弱舞动区)

近10年以来发生过1-2次舞动的线路区域；综合气象、地理因素不易发生舞动的区域。

(4)0级区(非舞动区)

近10年以来从未发生过舞动的线路区域；综合气象、地理因素不会发生舞动的区域。

该方法将舞动分布划分为四个等级。从级别来看，该方法的分级策略是可取的，但划分原则存在一定的缺点，需要改进完善，具体为：

1、只考虑已建线路区域的舞动情况，未考虑尚未建设输电线路的区域的舞动情况；

2、各输电线路的建设和运行年代不同，统一以十年这个时间期为舞动计算单位，将会使新建的线路和运行多年的线路的评定存在运行期不同而导致的误差；

3、只有在发生线路舞动跳闸时，电力运行单位才能发现舞动，从而进行一次记录，而很多线路舞动时，舞动幅度不大，未造成跳闸，则按照电力运行单位记录的舞动跳闸频次绘制舞动分布图，将会忽略掉很多发生线路舞动而未发生跳闸的舞动区域；

4、舞动与气象、地理因素关系密切。虽然上述方法提及应考虑气象和地理因素，但并未说明这些因素应用的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力系统中的舞动分布图的绘制方法及装置，以解决现有技术中舞动分布图在绘制时受诸多限制，绘制方法不够完善的缺点。

为了达到上述目的，本发明实施例公开了一种基于舞动日的舞动分布图的绘制方法，所述舞动分布图的绘制方法包括以下步骤：根据用户指令，设定舞动分布图的绘制区域范围；获取所述绘制区域范围内的各气象站的气象站点坐标数据、地形数据及对应的气象数据；设定舞动日判定标准，将获取的各气象站的地形数据、气象数据结合所述舞动日判定标准，判定所述各气象站的舞动日数量；根据所述各气象站的舞动日数量和气象站点坐标数据，利用插值拟合方法，生成所述绘制区域范围内的舞动分布图。

为了达到上述目的，本发明实施例还提供了一种基于舞动日的舞动分布图的绘制装置，所述舞动分布图的绘制装置包括：绘制区域设定模块，用于根据用户指令，设定舞动分布图的绘制区域范围；绘制信息获取模块，用于获取所述绘制区域范围内的各气象站的气象站点坐标数据、地形数据及对应的气象数据；舞动日数量生成模块，用于设定舞动日判定标准，将获取的各气象站的地形数据、气象数据结合所述舞动日判定标准，判定所述各气象站的舞动日数量；分布图绘制模块，用于根据所述各气象站的舞动日数量和气象站点坐标数据，利用插值拟合方法，生成所述绘制区域范围内的舞动分布图。

本发明以地形因素和气象要素为绘制基础，提出了舞动日的概念。并且，地区地形和气象因素数据具有多年记录，比电力企业的相关舞动记录更完善准确，绘制的可信度高。并且，这种以气象地形数据为基础、以电力企业观测的舞动记录为辅助验证措施的方法，弥补了以往舞动分布图绘制方法的不足，其准确度比以往方法大幅提升，同时该方法绘制的范围可以覆盖所有具有气象和地形观测数据的区域，不受该区域是否建设有线路及线路运行时限是否够长等的限制，使得绘制的舞动分布图更加科学有效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的基于舞动日的舞动分布图的绘制方法的一个实施例的方法流程图；

图2为本发明的基于舞动日的舞动分布图的绘制方法的另一个实施例的方法流程图；

图3为本发明的基于舞动日的舞动分布图的绘制装置的一个实施例的结构示意图；

图4为本发明的基于舞动日的舞动分布图的绘制装置的另一个实施例的结构示意图；

图5为本发明具体实施例中，根据对舞动日数量进行分级后，得到的舞动分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明技术方案是以某一地区舞动发生当天的地形和气象要素统计为基本判定因素，根据统计出的规律，将满足相应规律的日子，定义为舞动日。在舞动日时，输电线路发生舞动的概率极高。同时，根据气象统计数据，确定不同地区的多年的舞动日总数，根据不同地区舞动日数量再进行舞动日分布图插值拟合计算，最后根据得到的插值拟合结果来绘制舞动分布图。

图1为本发明的基于舞动日的舞动分布图的绘制方法的一个实施例的方法流程图。如图所示，本实施例的舞动分布图的绘制方法包括以下步骤：

步骤S101，根据用户指令，设定舞动分布图的绘制区域范围；步骤S102，获取所述绘制区域范围内的各气象站的气象站点坐标数据、地形数据及对应的气象数据；步骤S103，设定舞动日判定标准，将获取的各气象站的地形数据、气象数据结合所述舞动日判定标准，判定所述各气象站的舞动日数量；步骤S104，根据所述各气象站的舞动日数量和气象站点坐标数据，利用插值拟合方法，生成所述绘制区域范围内的舞动分布图。

在本实施例的步骤S101中，用户选定舞动分布图的绘制区域，可以是国家、省份、市以及特定的区域。由于区域的不同，则地形数据也不同，则设定的舞动日的判定标准也不相同。

在本实施例的步骤S102中，获取的各气象站的气象数据和地形数据包括：所述气象数据包括温度数据、湿度数据、平均风速数据、最大风速数据、降水数据；所述地形数据包括山区地形、丘陵地形或者平原地形，例如山区地形可以设置为0，平原地形设置为1。获取的所述各气象站的气象站点坐标数据包括所述各气象站的经度坐标和纬度坐标。

本步骤中获取气象数据，其年限根据需要定制。按照气象部门的统一格式，获取不同气象站的不同气象要素的逐日气象数据，形成excel表格或其他数据格式，其数据格式可参考表1显示。本方法实施例中，计算机应用的均为此种数据格式。

表1

站名

纬度

经度

地理特点

年度

月度

日期

气象因素一

气象因素二

气象因素三

......

山区

......

平原

在本实施例的步骤S103中，首先要设定舞动日判定标准，该判定标准为根据通过对历史舞动情况的气象、地理统计分析研究，并比较气象站实际位置与线路实际位置的气象条件统计差异后，确定平原或者山区的以气象站数据作为判定标准的舞动日判定原则。因此，此判定标准为人为定制，其成立条件需要同时满足多种气象要素的相关条件。当然，上述标准可能存在人为因素引起的变动。在确定舞动日判定标准后，将其预设值输入到计算机的绘制系统中。

在本实施例中，所述设定舞动日判定标准为：对应不同地形，设定其温度范围、湿度范围、平均风速范围、最大风速范围以及是否有降水，如果获取的某天的气象数据符合这些判定标准，则将其判定为舞动日。例如：

平原导线舞动日判定条件：

(1)当天或前一天有降水(雨、雪)；

(2)最高气温＞0℃，最低气温＜0℃；

(3)平均相对湿度≥70％；

(4)平均风速大于≥4.0米/秒，最大风速≥7米/秒。

山区导线舞动日判定条件：

(1)当天或前一天有降水(雨、雪)；

(2)最高气温＞0℃，最低气温＜2.0℃；

(3)平均相对湿度≥70％；

(4)平均风速大于≥3.5米/秒，最大风速≥7米/秒。

然后，将获取的各气象站的地形数据、气象数据结合所述舞动日判定标准，判定所述各气象站的舞动日数量。在此步骤中，根据步骤S102确定的舞动日判定标准，检索步骤S102中获取的气象数据，将满足判定标准的数据保留，仍形成与表1格式一致的excel表格或其他数据格式，然后将各气象站满足判定标准的日子的数量统计出来，形成如表2所示的表格形式。

表2

站名	纬度	经度	舞动日数量
				气象站一
气象站二

在本实施例的步骤S104中，根据所述各气象站的舞动日数量和气象站点坐标数据，利用插值拟合方法，生成所述绘制区域范围内的舞动分布图。在本步骤中，将各气象站点的气象站点坐标数据输入，寻找到气象站位置，导入或输入此位置气象站对应的舞动日数。然后运用插值拟合或其他数学拟合方法，将气象站周边区域的舞动日数值拟合出来。这种数学拟合方法在各类GIS软件中都可方便的应用。随后用GIS软件将这种分数差异绘制出来，生成舞动分布图。GIS软件可便捷的完成绘制功能，显示出各区域的舞动分布差异。

在另一实施例中，如图2所示，本发明的基于舞动日的舞动分布图的绘制方法还包括：

步骤S105，将绘制的舞动分布图与舞动记录对比，如果相符，直接进入步骤S106，将所述绘制的舞动分布图以电子图层的方式加载到电子地图上。如果不相符，则返回到步骤S103调整所述舞动日判定标准，生成最终的舞动分布图，生成最终的舞动分布图后，将其再以电子图层的方式加载到电子地图上。

在步骤S105中，根据电力单位提供的区域内地段的常年舞动记录，与绘制的舞动分布图进行对比，若不符，则调整舞动日判定标准，使之相符。当其相符后，按照确定的各区域的舞动日数量及气象站点坐标，绘制最终的舞动分布图，绘制时定制若干图形的绘制规则即可。

在步骤S106中，可以通过电子地图来展示各个地区的舞动分布和等级情况，更加直观、方便。此步骤也可以直接在步骤S104之后，即不进行舞动记录的比对，直接将生成的舞动分布图加载到电子地图中显示。

图3为本发明的基于舞动日的舞动分布图的绘制装置的一个实施例的结构示意图。如图所示，本实施例的舞动分布图绘制装置包括：

绘制区域设定模块101，用于根据用户指令，设定舞动分布图的绘制区域范围；绘制信息获取模块102，用于获取所述绘制区域范围内的各气象站的气象站点坐标数据、地形数据及对应的气象数据；舞动日数量生成模块103，用于设定舞动日判定标准，将获取的各气象站的地形数据、气象数据结合所述舞动日判定标准，判定所述各气象站的舞动日数量；分布图绘制模块104，用于根据所述各气象站的舞动日数量和气象站点坐标数据，利用插值拟合方法，生成所述绘制区域范围内的舞动分布图。

绘制区域设定模块101用于根据用户指令，选定舞动分布图的绘制区域，其区域可以是国家、省份、市以及特定的区域。由于区域的不同，则地形数据也不同，则设定的舞动日的判定标准也不相同。

绘制信息获取模块102获取的各气象站的气象数据包括温度数据、湿度数据、平均风速数据、最大风速数据、降水数据；获取的所述地形数据包括山区地形或者平原地形，例如山区地形可以设置为0，平原地形设置为1。获取的所述各气象站的气象站点坐标数据包括所述各气象站的经度坐标和纬度坐标。本步骤中获取的气象数据，其年限根据需要定制。按照气象部门的统一格式，获取不同气象站的不同气象要素的逐日气象数据，形成excel表格或其他数据格式。

舞动日数量生成模块103用于根据设定的舞动日判定标准，将获取的各气象站的地形数据、气象数据进行检索，从而判定所述各气象站的舞动日数量。因此，首先要设定舞动日判定标准，该判定标准为根据通过对历史舞动情况的气象、地理统计分析研究，并比较气象站实际位置与线路实际位置的气象条件统计差异后，确定平原或者山区的以气象站数据作为判定标准的舞动日判定原则。在确定舞动日判定标准后，将其预设值输入到计算机的绘制系统中。在本实施例中，所述设定舞动日判定标准为：对应不同地形，设定其温度范围、湿度范围、平均风速范围、最大风速范围以及是否有降水，如果获取的某天的气象数据符合这些判定标准，则将其判定为舞动日。例如：

平原导线舞动日判定条件：

(1)当天或前一天有降水(雨、雪)；

(2)最高气温＞0℃，最低气温＜0℃；

(3)平均相对湿度≥70％；

(4)平均风速大于≥4.0米/秒，最大风速≥7米/秒。

山区导线舞动日判定条件：

(1)当天或前一天有降水(雨、雪)；

(2)最高气温＞0℃，最低气温＜2.0℃；

(3)平均相对湿度≥70％；

(4)平均风速大于≥3.5米/秒，最大风速≥7米/秒。

然后，舞动日数量生成模块103将获取的各气象站的地形数据、气象数据结合所述舞动日判定标准，判定所述各气象站的舞动日数量。首先检索绘制信息获取模块102获取的气象数据，将满足判定标准的数据保留，形成excel表格或其他数据格式，然后将各气象站满足判定标准的日子的数量统计出来，生成各气象站的舞动日数量。

分布图绘制模块104用于根据所述各气象站的舞动日数量和气象站点坐标数据，利用插值拟合方法，生成所述绘制区域范围内的舞动分布图。首先，将各气象站点的气象站点坐标数据输入分布图绘制模块104中，寻找到气象站位置，导入或输入此位置气象站对应的舞动日数。然后运用插值拟合或其他数学拟合方法，将气象站周边区域的舞动日数值拟合出来。随后用GIS软件将这种分数差异绘制出来，生成舞动分布图。GIS软件可便捷的完成绘制功能，显示出各区域的舞动分布差异。

在另一实施例中，如图4所示，所述基于舞动日的绘制装置进一步包括：调整模块105，用于将绘制的舞动分布图与舞动记录对比，如果不相符，则调整所述舞动日判定标准，生成最终的舞动分布图。地图加载模块106，用于将所述绘制的舞动分布图以电子图层的方式加载到电子地图上。

调整模块105根据电力单位提供的区域内地段的常年舞动记录，与绘制的舞动分布图进行对比，若不符，则调整舞动日判定标准，使之相符。当其相符后，按照确定的各区域的舞动日数量及气象站点坐标，绘制最终的舞动分布图，绘制时定制若干图形的绘制规则即可。

地图加载模块106可以通过电子地图来展示各个地区的舞动分布和等级情况，更加直观、方便。另，此模块也可以直接连接分布图绘制模块104，，即不进行舞动记录的比对，直接将生成的舞动分布图加载到电子地图中显示。

具体实施例：

以河北北部站点的舞动分布图绘制流程为例，简述本发明。

一、首先确定绘制区域为河北北部地区；

二、获取河北部分地区48个气象站的30年的气象数据和地形数据(气象数据和地形数据均未示)；

三、设定舞动日判定标准如下所示：

平原导线舞动日判定条件：

(1)当天或前一天有降水(雨、雪)；

(2)最高气温＞0℃，最低气温＜0℃；

(3)平均相对湿度≥70％；

(4)平均风速大于≥4.0米/秒，最大风速≥7米/秒。

山区导线舞动日判定条件：

(1)当天或前一天有降水(雨、雪)；

(2)最高气温＞0℃，最低气温＜2.0℃；

(3)平均相对湿度≥70％；

(4)平均风速大于≥3.5米/秒，最大风速≥7米/秒。

四、将获取的河北北部五市(张家口、承德、唐山、秦皇岛、廊坊)部分地区气象站的30年气象数据，结合上述确定的舞动日判定标准，获得舞动日数量的统计情况如表3所示。

表3舞动日数量统计

五、在GIS软件中标定各气象站的位置，将舞动日数量输入GIS软件中对应的各气象站点，用GIS软件自带的差分拟合功能绘制基于舞动日的年舞动日数插值图。

最后，还可以设计舞动日数量的分级标准，如下所示：

0级：舞动日≤5天；

1级：5天＜舞动日≤19天；

2级：19天＜舞动日≤50天；

3级：舞动日＞50天。

根据上述分级标准，绘制最终的舞动分布图，如图5所示。从图5中可看出，不同颜色的区域表示其舞动日数量的分级不同，颜色的由深到浅反映的是舞动日数量的由多到少。并且，根据舞动日数量的分级标准进行舞动分级的情况大致如表4所示，张家口市的部分区域舞动风险相对较高。从图5中看出，除张家口外，其余四市(承德、唐山、秦皇岛、廊坊)30年来满足舞动日条件的日数比较少，而张家口北部康保、尚义、张北和沽源县，以及南部的蔚县，舞动日数相对较多。

表4

在绘制中，可根据绘制的舞动图与电力系统舞动记录的符合度进行舞动日判定标准的调整，所绘制得到的分级图也可以反映舞动分布规律。

经过验证，本方法提出的舞动日发生舞动的概率在60％以上。本实施例绘制的舞动分布图，由于统计的不同地区区域相邻，地貌气象特征大体相近，并具有大体相同的舞动日定义标准，因此它们相互之间的舞动日发生舞动的概率接近。进而，通过对相邻的区域的舞动日总数进行横向比较分级，具有科学性。

由于气象、地形因素的数据样本受到数据来源精度影响，因此最后的舞动区域分布的区域级别有效性也将受到此影响。各区域数据点之间的数据存在有效半径，在有效半径外的区域的最终的舞动日数量将运用插值计算的方式反映。

本发明以地形因素和气象要素为绘制基础，提出了舞动日的概念。并且，地区地形和气象因素数据具有多年记录，比电力企业的相关舞动记录更完善准确，绘制的可信度高。并且，这种以气象地形数据为基础、以电力企业观测的舞动记录为辅助验证措施的方法，弥补了以往舞动分布图绘制方法的不足，其准确度比以往方法大幅提升，同时该方法绘制的范围可以覆盖所有具有气象和地形观测数据的区域，不受该区域是否建设有线路及线路运行时限是否够长等的限制，使得绘制的舞动分布图更加科学有效。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种基于舞动日的舞动分布图的绘制方法，其特征在于，所述舞动分布图的绘制方法包括以下步骤：

根据用户指令，设定舞动分布图的绘制区域范围；

获取所述绘制区域范围内的各气象站的气象站点坐标数据、地形数据及对应的气象数据；

设定舞动日判定标准，将获取的各气象站的地形数据、气象数据结合所述舞动日判定标准，判定所述各气象站的舞动日数量；

根据所述各气象站的舞动日数量和气象站点坐标数据，利用插值拟合方法，生成所述绘制区域范围内的舞动分布图。

2.如权利要求1所述的舞动分布图的绘制方法，其特征在于，在利用插值拟合方法生成舞动分布图以后，还包括：

将绘制的舞动分布图与舞动记录对比，如果不相符，则调整所述舞动日判定标准，生成最终的舞动分布图。

3.如权利要求1或2所述的舞动分布图的绘制方法，其特征在于，所述生成舞动分布图的步骤之后，进一步包括以下步骤：

将所述绘制的舞动分布图以电子图层的方式加载到电子地图上。

4.如权利要求1所述的舞动分布图的绘制方法，其特征在于，所述获取的各气象站的气象数据包括温度数据、湿度数据、平均风速数据、最大风速数据、降水数据；获取的地形数据包括山区地形、平原地形、丘陵地形。

5.如权利要求1所述的舞动分布图的绘制方法，其特征在于，所述获取的各气象站的气象站点坐标数据包括所述各气象站的经度坐标和纬度坐标。

6.如权利要求4所述的舞动分布图的绘制方法，其特征在于，所述设定舞动日判定标准为：对应不同地形，设定其温度范围、湿度范围、平均风速范围、最大风速范围以及是否有降水，如果获取的某天的气象数据符合这些判定标准，则将其判定为舞动日。

7.如权利要求1所述的舞动分布图的绘制方法，其特征在于，在根据所述各气象站的舞动日数量和气象站点坐标数据，利用插值拟合方法，生成所述绘制区域范围内的舞动分布图的步骤中，利用地理信息系统GIS软件进行插值拟合算法，生成舞动分布图。

8.一种基于舞动日的舞动分布图的绘制装置，其特征在于，所述舞动分布图的绘制装置包括：

绘制区域设定模块，用于根据用户指令，设定舞动分布图的绘制区域范围；

绘制信息获取模块，用于获取所述绘制区域范围内的各气象站的气象站点坐标数据、地形数据及对应的气象数据；

舞动日数量生成模块，用于设定舞动日判定标准，将获取的各气象站的地形数据、气象数据结合所述舞动日判定标准，判定所述各气象站的舞动日数量；

分布图绘制模块，用于根据所述各气象站的舞动日数量和气象站点坐标数据，利用插值拟合方法，生成所述绘制区域范围内的舞动分布图。

9.如权利要求8所述的舞动分布图的绘制装置，其特征在于，所述绘制装置进一步包括：

调整模块，用于将绘制的舞动分布图与舞动记录对比，如果不相符，则调整所述舞动日判定标准，生成最终的舞动分布图。

10.如权利要求8或9所述的舞动分布图的绘制装置，其特征在于，所述绘制装置进一步包括：

地图加载模块，用于将所述绘制的舞动分布图以电子图层的方式加载到电子地图上。

11.如权利要求8所述的舞动分布图的绘制装置，其特征在于，所述绘制信息获取模块获取的各气象站的气象数据包括温度数据、湿度数据、平均风速数据、最大风速数据、降水数据；获取的地形数据包括山区地形、平原地形、丘陵地形。

12.如权利要求8所述的舞动分布图的绘制装置，其特征在于，所述绘制信息获取模块获取的各气象站的气象站点坐标数据包括所述各气象站的经度坐标和纬度坐标。

13.如权利要求11所述的舞动分布图的绘制装置，其特征在于，所述设定舞动日判定标准为：对应不同地形，设定其温度范围、湿度范围、平均风速范围、最大风速范围以及是否有降水，如果获取的某天的气象数据符合这些判定标准，则将其判定为舞动日。

14.如权利要求8所述的舞动分布图的绘制装置，其特征在于，所述分布图绘制模块利用地理信息系统GIS软件进行插值拟合算法，生成舞动分布图。

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