CN105158821A - 输电线路覆冰舞动灾害的气象预警方法 - Google Patents

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黄俊杰
高正旭
周月华
肖莺
周悦
阮羚
陈孝明
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Wuhan Region Climate Center
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
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Wuhan Region Climate Center
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种输电线路覆冰舞动灾害的气象预警方法，其特征在于：在待测区域设置温度测定仪、湿度测定仪、风速测定仪和风向测定仪；测定区域内的最低温度、相对湿度、风速和风向，并建立与覆冰舞动风险分析模型相关的气象要素预报场数据矩阵；选取同时满足最低温度为-4.0～0.5℃，相对湿度为70％～100％，风速为5.8～13.7米/秒以及风向为东北风向的测定点对应区域进行覆冰舞动风险预报；通过对每一个预报格点的数据进行循环，得到该时次所有预报测定点的舞动风险趋势分析数据。该方法可对预报区域范围内的覆冰舞动有无分布进行判断，并借助数值预报资料的更新实现滚动更新，具有准确性高、实用性强和可靠性好等优点。

Description

输电线路覆冰舞动灾害的气象预警方法
技术领域
本发明涉及电力气象灾害的预报预警方法，具体是输电线路覆冰舞动灾害的气象预警方法。
背景技术
舞动是输电线路由于偏心覆冰改变了导线截面特性，在风激励下产生的一种低频、大振幅自激振动。输电线路覆冰舞动具有发生机理复杂、防治难度大和破坏力强的特点，是架空输电线路领域国际公认的难题。而我国又是舞动频发的国家之一，存在一条北起吉林，南至湖南的漫长的传统舞动带。在冬季由于特殊的气象因素满足了起舞的基本要素后，引起带状区域内各个电压等级的输电线路发生舞动，根据运行经验，辽宁省、湖北省、河南省是我国传统的强舞动区域。尤其是在2010年全国大范围严重覆冰舞动发生后，有关覆冰舞动问题的相关研究迅速转为热点。
输电线路覆冰舞动是随着电网现代化建设而伴随发生的一个新灾种，对其认识还不够深入，目前针对架空输电线路的舞动及其防治、覆冰输电导线舞动的模型、风洞试验等方向做了研究分析，上述分析主要研究集中于灾害个例的影响分析和产生覆冰舞动的动力学机理研究，对实际生产运行所需的覆冰舞动监测和预警尚未涉及，而针对覆冰舞动的预报预警恰是解决实际生产运维最需要的成果之一。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于数值天气预报资料进行再加工分析而得出的覆冰舞动预报预警结果的预报方法，该方法可对预报区域范围内的覆冰舞动有无分布进行判断，并借助数值预报资料的更新实现滚动更新，具有准确性高、实用性强和可靠性好等优点。
本发明的技术方案：一种输电线路覆冰舞动灾害的气象预警方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，在待测区域设置温度测定仪、湿度测定仪、风速测定仪和风向测定仪；
步骤二，测定区域内的最低温度、相对湿度、风速和风向，并建立与覆冰舞动风险分析模型相关的气象要素预报场数据矩阵；
步骤三，选取同时满足最低温度为-4.0～0.5℃，相对湿度为70％～100％，风速为5.8～13.7米/秒以及风向为东北风向的测定点对应区域进行覆冰舞动风险预报；
步骤四，通过对每一个预报格点的数据进行循环，得到该时次所有预报测定点的舞动风险趋势分析数据。
最低温度、相对湿度、风速和风向每天进行两次计算分析，分别是每天的08时和20时，这四个气象要素场的时间步长间隔分别是预报到达时刻后的3小时、6小时、12小时、24小时、48小时和72小时。
本发明的技术效果：能够较准确的对覆冰舞动出现的落区和概率进行预报，具有准确性高、实用性强和可靠性好等优点。
附图说明
图1是本发明输电线路覆冰舞动灾害的风险区域分布图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
如图1所示，一种输电线路覆冰舞动灾害的气象预警方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，在待测区域设置温度测定仪、湿度测定仪、风速测定仪和风向测定仪；
步骤二，测定区域内的最低温度、相对湿度、风速和风向，并建立与覆冰舞动风险分析模型相关的气象要素预报场数据矩阵；
步骤三，选取同时满足最低温度为-4.0～0.5℃，相对湿度为70％～100％，风速为5.8～13.7米/秒以及风向为东北风向的测定点对应区域进行覆冰舞动风险预报；
步骤四，通过对每一个预报格点的数据进行循环，得到该时次所有预报测定点的舞动风险趋势分析数据。
最低温度、相对湿度、风速和风向每天进行两次计算分析，分别是每天的08时和20时，这四个气象要素场的时间步长间隔分别是预报到达时刻后的3小时、6小时、12小时、24小时、48小时和72小时。
通过对覆冰舞动发生机理的分析研究，发现选取日最低温度、日平均相对湿度和主导风向下日最大风速及风向，可作为判别覆冰舞动是否可能发生的气象判别因子，而通过对湖北省覆冰舞动的故障记录进行统计分析，可得到如下四要素阈值区间分布，如表1所示。
表1湖北省覆冰舞动发生时四类气象要素阈值分布区间
要素 阈值区间
最低温度 -4.0～0.5℃
相对湿度 70％～100％
风速 5.8～13.7米/秒
风向 东北风向
当地面上某一点同时满足上述气象要素的阈值特征时，该点具有发生覆冰舞动风险的可能，表1中的四类气象要素阈值分布区间构成了判断覆冰舞动是否发生的气象要素评估模型。
实施例一：
选取2015年冬季实际发生的一次输电线路覆冰舞动故障的预报预警结果进行说明，利用所开发的输电线路覆冰舞动预报预警系统，通过对数值天气预报进行再加工分析，实现了对2015年1月28日湖北省荆门、钟祥一带输电线路发生的覆冰舞动提前预警。
输电线路覆冰舞动灾害预报预警实例
2015年1月28日湖北省荆门、钟祥一带输电线路发生了覆冰舞动，并引起了跳闸事故的发生，根据覆冰舞动预报预警系统的结果，系统提前24小时给出了该区域范围内会出现中度等级的覆冰舞动灾害(详见下图1)，实际观测结果表明，荆门——钟祥——沙洋一带的区域出现了以冻雨为主(雨夹雪)的天气，且风速普遍在8～10米/秒之间，使得覆冰舞动在动力条件上得到了保障，大范围的覆冰舞动得以形成。观测表明荆门站点在27日20时～28日20时风速的变化区间范围基本都在7～9米/秒之间，且在28日12时往后有一个明显加强的过程，而这段时间正式覆冰舞动造成线路跳闸的集中时段，预报预警的结果得到很好的验证。
本发明的技术效果：能够较准确的对覆冰舞动出现的落区和概率进行预报，具有准确性高、实用性强和可靠性好等优点。

Claims (2)

1.一种输电线路覆冰舞动灾害的气象预警方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，在待测区域设置温度测定仪、湿度测定仪、风速测定仪和风向测定仪；
步骤二，测定区域内的最低温度、相对湿度、风速和风向，并建立与覆冰舞动风险分析模型相关的气象要素预报场数据矩阵；
步骤三，选取同时满足最低温度为-4.0～0.5℃，相对湿度为70％～100％，风速为5.8～13.7米/秒以及风向为东北风向的测定点对应区域进行覆冰舞动风险预报；
步骤四，通过对每一个预报格点的数据进行循环，得到该时次所有预报测定点的舞动风险趋势分析数据。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路覆冰舞动灾害的气象预警方法，其特征在于：最低温度、相对湿度、风速和风向每天进行两次计算分析，分别是每天的08时和20时，这四个气象要素场的时间步长间隔分别是预报到达时刻后的3小时、6小时、12小时、24小时、48小时和72小时。
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