CN103961825B - 基于火行为特征分析的输电线路山火智能应急处置方法 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种基于火行为特征分析的输电线路山火智能应急处置方法，包括下述步骤：(1)、山火火点距离指数L的计算；(2)、山火火行为特征分析；(2.1)、植被条件指数P计算；(2.2)、地形条件指数G计算；(2.3)、气象条件指数W计算；(3)、山火面积指数S计算；(4)、作出应急处置结论：(4.1)、应急措施Ⅰ～Ⅵ；(4.2)、规则A～E。该方法：1)、可操作性强，为输电线路山火应急处置提供了有效途径；2)、可快速决策，大幅提高应急处置的响应效率，避免出现严重事故，保障电网运行可靠稳定；3)、保障灭火安全性的同时提高了灭火处置效率。

Description

基于火行为特征分析的输电线路山火智能应急处置方法

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，具体涉及一种基于火行为特征分析的输电线路山火智能应急处置方法。

背景技术

近年来，随着国家“退耕还林”等政策的实施及民间用火习俗的影响，输电线路附近山火发生频率呈逐年上升趋势。2013年，特高压交直流复奉线、锦苏线、龙政线、长南线等重要跨区联络线出现多次山火跳闸或双极闭锁事故，输电线路山火已成为当前影响电网安全运行的重大隐患，严重时甚至造成电网崩溃，引发大面积停电。目前，林业部门针对森林植被保护需求制定了相应的山火应急处置策略，但往往仅考虑较大面积山火灾害，忽略了对输电线路实际构成威胁的小面积山火，且无法根据山火火行为特征准确评估山火对输电线路影响程度。因此，亟待提出输电线路山火灾害高效应急处置方法，用以指导现场制定有效的输电线路山火防治应急措施，保障电网运行安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对目前缺乏输电线路山火应急处置方法的现状，提供一种基于火行为特征分析的输电线路山火智能应急处置方法，使用该方法可以针对山火发生态势制定高效的应急处置应急措施，故应流程清晰、可操作性强。

本发明的技术方案是，所提供的基于火行为特征分析的输电线路山火智能应急处置方法，系根据输电线路山火火点过火面积、地表植被、坡度坡向、风速风向以及火点距离，来判断山火火行为特征及其对输电线路的影响，计算山火的危险性指标，同时综合考虑不同类型灭火装备的性能指标，依据山火危险性大小，给出输电线路山火处置应急措施。具体来说，该方法包括下述步骤：

(1)、山火火点距离指数L的计算。一般而言，山火火点与输电线路的距离越短威胁越大，当山火火点与输电线路距离超长时，其影响可以忽略不计。设委托输电线路山火火点与输电线路之间的距离为L_f，若L_f小于500m，则表示火点已经严重威胁到输电线路的安全，令L_f＝1,P＝1,G＝1,W＝1，其中P为火点所处位置的植被条件指数，W为火点所处位置的气象条件指数,下一步直接进入步骤(3)；若距离L_f大于2km，则令L趋向于无穷大，也即其中L为距离指数,下一步直接进入步骤(4)；否则，令其中L为距离指数，L_f为火点与输电线路之间的距离,下一步进入步骤(2)；

(2)、山火火行为特征分析。以委托输电线路山火火点所处位置的气候、地形及植被条件为依据分析山火火行为特征，判断其是否对委托输电线路构成威胁。当所述三个条件均成立时，可以认为构成威胁，否则不构成威胁。

(2.1)、植被条件指数P计算。植被是山火传播蔓延的介质，植被条件直接决定火势蔓延高度、山火烟尘浓度以及火区面积大小。植被条件指数P取值方式为：

式(1)中P为植被条件指数；

(2.2)、地形条件指数G计算。当火点位置坡度G_f朝向输电线路时取正值，否则取负值。地形指数G的计算方式为：

$G=\left\{\begin{array}{c}1,G_f\&GreaterEqual;20\\ \frac{G_f}{40}+\frac{1}{2},0\&le;G_f<20\\ 0,G_f<0\end{array}\right.---\left(2\right)$

式(2)中G为地形条件指数；

(2.3)、气象条件指数W计算。火点蔓延和发展最为关键的影响因素是风速，风速W_f朝向输电线路时取正值，否则取负值。气象条件指数W的计算方式为：

$W=\left\{\begin{array}{c}1,W_f\&GreaterEqual;2\\ e^{W_f-2},0\&le;W_f<2\\ 0,W_f<0\end{array}\right.---\left(3\right)$

式(3)中W为地形条件指数；

(3)、山火面积指数S计算。综合考虑高压消防车和高压细水雾灭火机的灭火性能，需要针对不同面积山火采用相应的灭火手段，而当山火面积过大时，为保证安全，需要请求森林消防部门协同处理。若委托输电线路的山火面积为S_f，则山火面积指数S取值为：

S＝logS_f    (4)

式(4)中S为山火面积指数；

(4)、作出应急处置结论。按下列公式(5)计算出山火的危险性指标：

$I_D=\frac{1}{L}\&CenterDot;P\&CenterDot;G\&CenterDot;W\&CenterDot;S---\left(5\right)$

式(5)中，I_D为火点危险性指标；L为火点到输电线路距离指数；P为火点所处位置的植被条件指数；G为火点所处位置的地形指数；W为火点所处位置的气象条件指数；S为火区面积指数。

依据所得计算结果I_D的值比照下述步骤(4.2)所列规则择取步骤(4.1)所列应急措施处置委托输电线路山火：

(4.1)、可择应急措施有：

应急措施Ⅰ：不做任何处理；

应急措施Ⅱ：派专人密切监视山火发展变化，并定时上报；

应急措施Ⅲ：组织10人的灭火队伍，配备高压细水雾灭火机进行灭火；

应急措施Ⅳ：组织20人的灭火队伍，配备高压消防车和高压细水雾灭火机。为保障灭火的高效性和安全性，先组织10人采用高压消防车远距离进行灭火，火势减小后再组织10人采用配有高效防复燃灭火液的高压细水雾灭火机进行灭火；

应急措施Ⅴ：山火过火面积过大，无法扑灭，请求森林消防部门协同处理；

应急措施Ⅵ：申请输电线路停运或降压运行。

(4.2)、规则A：若I_D≥3，采取上述应急措施Ⅴ和应急措施Ⅵ；

规则B：若1≤I_D<3，采取上述应急措施Ⅵ；

规则C：若0.2≤I_D<1，采取上述应急措施Ⅲ；

规则D：若0<I_D<0.2，采取上述应急措施Ⅱ；

规则E：若I_D＝0，采取上述应急措施Ⅰ。

本发明的有益效果是：

1)、本方法可操作性强，为输电线路山火应急处置提供了有效的技术途径；

2)、可让输电线路运行维护人员快速进行山火应急处置决策，大幅提高山火应急处置的响应效率，避免出现严重电网事故，保障电网运行的可靠性和稳定性；

3)、本方法综合考虑多种灭火手段的处置性能，在保障山火灭火的安全性的同时提高了灭火处置效率。

具体实施方式

实施例1：

(1)、山火火点距离指数L的计算。设委托输电线路山火火点与输电线路之间的距离为L_f，L_f小于500m，表示火点已经严重威胁到输电线路的安全，令L_f＝1,P＝1,G＝1,W＝1，其中P为火点所处位置的植被条件指数，W为火点所处位置的气象条件指数,下一步直接进入步骤(3)；

(2)、山火火行为特征分析。以委托输电线路山火火点所处位置的气候、地形及植被条件为依据分析山火火行为特征，判断其是否对委托输电线路构成威胁。

(2.1)、植被条件指数P计算。植被条件指数P取值方式为：

式(1)中P为植被条件指数；

(2.2)、地形条件指数G计算。当火点位置坡度G_f朝向输电线路时取正值，否则取负值。地形指数G的计算方式为：

$G=\left\{\begin{array}{c}1,G_f\&GreaterEqual;20\\ \frac{G_f}{40}+\frac{1}{2},0\&le;G_f<20\\ 0,G_f<0\end{array}\right.---\left(2\right)$

式(2)中G为地形条件指数；

(2.3)、气象条件指数W计算。风速W_f朝向输电线路时取正值，否则取负值。气象条件指数W的计算方式为：

$W=\left\{\begin{array}{c}1,W_f\&GreaterEqual;2\\ e^{W_f-2},0\&le;W_f<2\\ 0,W_f<0\end{array}\right.---\left(3\right)$

式(3)中W为地形条件指数；

(3)、山火面积指数S计算。若委托输电线路的山火面积为S_f，则山火面积指数S取值为：

S＝logS_f    (4)

式(4)中S为山火面积指数；

(4)、作出应急处置结论。按下列公式(5)计算出山火的危险性指标：

$I_D=\frac{1}{L}\&CenterDot;P\&CenterDot;G\&CenterDot;W\&CenterDot;S---\left(5\right)$

式(5)中，I_D为火点危险性指标；L为火点到输电线路距离指数；P为火点所处位置的植被条件指数；G为火点所处位置的地形指数；W为火点所处位置的气象条件指数；S为火区面积指数。

依据所得计算结果I_D≥3比照下述步骤(4.2)所列规则A择取步骤(4.1)所列应急措施Ⅴ和应急措施Ⅵ处置委托输电线路山火。按照应急措施Ⅴ：山火过火面积过大，无法扑灭，请求森林消防部门协同处理；同时按照应急措施Ⅵ：申请输电线路停运或降压运行。

实施例2：

(1)、山火火点距离指数L的计算。设委托输电线路山火火点与输电线路之间的距离为L_f，若距离L_f大于2km，则令L趋向于无穷大，也即其中L为距离指数,下一步直接进入步骤(4)；否则，令其中L为距离指数，L_f为火点与输电线路之间的距离,下一步进入步骤(2)；

步骤(2)～(3)同实施例1；

(4)、作出应急处置结论。按下列公式(5)计算出山火的危险性指标：

$I_D=\frac{1}{L}\&CenterDot;P\&CenterDot;G\&CenterDot;W\&CenterDot;S---\left(5\right)$

式(5)中，I_D为火点危险性指标；L为火点到输电线路距离指数；P为火点所处位置的植被条件指数；G为火点所处位置的地形指数；W为火点所处位置的气象条件指数；S为火区面积指数。的值

依据所得计算结果I_D＝0比照下述步骤(4.2)所列规则E择取步骤(4.1)所列应急措施Ⅰ处置委托输电线路山火。按照应急措施Ⅰ：不做任何处理。

Claims (1)

1.一种基于火行为特征分析的输电线路山火智能应急处置方法，该方法包括下述步骤：

(1)、山火火点距离指数L的计算，设委托输电线路山火火点与输电线路之间的距离为L_f，若L_f小于500m，则表示火点已经严重威胁到输电线路的安全，令L_f＝1,P＝1,G＝1,W＝1，其中P为火点所处位置的植被条件指数，W为火点所处位置的气象条件指数,下一步直接进入步骤(3)；若距离L_f大于2km，则令L趋向于无穷大，也即其中L为距离指数,下一步直接进入步骤(4)；否则，令其中L为距离指数，L_f为火点与输电线路之间的距离,下一步进入步骤(2)；

(2)、山火火行为特征分析，以委托输电线路山火火点所处位置的气候、地形及植被条件为依据分析山火火行为特征，判断其是否对委托输电线路构成威胁，

(2.1)、植被条件指数P计算，植被条件指数P取值方式为：

式(1)中P为植被条件指数；

(2.2)、地形条件指数G计算，当火点位置坡度G_f朝向输电线路时取正值，否则取负值，地形指数G的计算方式为：

$G=\left\{\begin{array}{cc}1,& G_f\&GreaterEqual;20\\ \frac{G_f}{40}+\frac{1}{2},& 0\&le;G_f<20\\ 0,& G_f<0\end{array}\right.---\left(2\right)$

式(2)中G为地形条件指数；

(2.3)、气象条件指数W计算，风速W_f朝向输电线路时取正值，否则取负值，气象条件指数W的计算方式为：

$W=\left\{\begin{array}{cc}1,& W_f\&GreaterEqual;2\\ e^{W_f-2},& 0\&le;W_f<2\\ 0,& W_f<0\end{array}\right.---\left(3\right)$

式(3)中W为地形条件指数；

(3)、山火面积指数S计算，若委托输电线路的山火面积为S_f，则山火面积指数S取值为：

S＝logS_f    (4)

式(4)中S为山火面积指数；

(4)、作出应急处置结论，按下列公式(5)计算出山火的危险性指标：

$I_D=\frac{1}{L}\&CenterDot;P\&CenterDot;G\&CenterDot;W\&CenterDot;S---\left(5\right)$

式(5)中，I_D为火点危险性指标；L为火点到输电线路距离指数；P为火点所处位置的植被条件指数；G为火点所处位置的地形指数；W为火点所处位置的气象条件指数；S为火区面积指数，

依据所得计算结果I_D的值比照下述步骤(4.2)所列规则择取步骤(4.1)所列应急措施处置委托输电线路山火：

(4.1)、可择应急措施有：

应急措施Ⅰ：不做任何处理；

应急措施Ⅱ：派专人密切监视山火发展变化，并定时上报；

应急措施Ⅲ：组织10人的灭火队伍，配备高压细水雾灭火机进行灭火；

应急措施Ⅳ：组织20人的灭火队伍，配备高压消防车和高压细水雾灭火机，为保障灭火的高效性和安全性，先组织10人采用高压消防车远距离进行灭火，火势减小后再组织10人采用配有高效防复燃灭火液的高压细水雾灭火机进行灭火；

应急措施Ⅴ：山火过火面积过大，无法扑灭，请求森林消防部门协同处理；

应急措施Ⅵ：申请输电线路停运或降压运行，

(4.2)、规则A：若I_D≥3，采取上述应急措施Ⅴ和应急措施Ⅵ；

规则B：若1≤I_D<3，采取上述应急措施Ⅵ；

规则C：若0.2≤I_D<1，采取上述应急措施Ⅲ；

规则D：若0<I_D<0.2，采取上述应急措施Ⅱ；

规则E：若I_D＝0，采取上述应急措施Ⅰ。