CN114254831A - 一种风力电网的预警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力电网的预警方法，包括如下步骤：平台获取气象信息；将动力降尺度后的数据通过网格化数据处理，与电力设施的信息进行匹配，从而获取电力设施所属格点内的风速数据；根据风力发电装置上的叶片转速，计算风力发电装置处的风速数据；平台根据电力设施设计出的抗风强度、历史预警信息的漏警率与虚警率做出不同等级的预警信号，生成针对大风天气的线路灾害预警；通过预警平台系统发布电网区域的风速参数值。本发明能够在考虑大范围气象状况的基础上，综合考虑当地微气候状况以及风力发电装置及其电网所在风力大小，经过计算后进一步给出精确的大风预警等级，以便工作人员根据不同的预警等级进行相应的保护措施。

Description

一种风力电网的预警方法
技术领域
本发明属于电力技术领域，涉及到一种风力电网的预警方法。
背景技术
电网多年运行经验表明，各种输变电设备长期暴露于大气环境中，易受各种气象灾害比如雷暴、风灾、地质灾害等的袭击而发生故障；而气象灾害由于地区、气候等因素的不用呈现出灾害类型多、危害程度相异等特点；其中一种对输电线路安全危害极大的气象灾害就是风灾，比如强阵风、飑线、台风等。会导致输电杆塔损坏，比如吹掉导线、吹倒杆塔等，进一步还对造成导线振动、风偏放电等，在强风或飑线风的作用下，造成线路跳闸等；与雷电等其他气象灾害引起的跳闸相比，要风力不减弱，风偏放电会持续反复发生，此风偏放电引起的线路跳闸后重合闸成功率较低，重影响输电网安全运行，可能造成电网大面积瘫痪。
在大风天气下，风力发电装置通过风力能够带来丰富的电力来源，导致风力电网在大风天气下比其他配电网更应该受到重视，需要提高风力电网所在位置准确的风险等级。
发明内容
为解决上述问题，本发明一种风力电网的预警方法，该方法在考虑大范围气象状况的基础上，综合考虑当地微气候状况以及风力发电装置及其电网所在风力大小，经过计算后进一步给出精确的大风预警等级，以便工作人员根据不同的预警等级进行相应的保护措施。
本发明提供一种风力电网的预警方法，步骤如下：
步骤1：平台获取气象信息：将气象风速数值预报数据进行动力降尺度处理；
步骤2：将动力降尺度后的数据通过网格化数据处理，与电力设施的信息进行匹配，从而获取电力设施所属格点内的风速数据；
步骤3：根据风力发电装置上的叶片转速，计算风力发电装置处的风速数据，并将该风速数据传输至平台内；
步骤4：平台根据电力设施设计出的抗风强度、历史预警信息的漏警率与虚警率做出不同等级的预警信号，生成针对大风天气的线路灾害预警；
步骤5：最后通过预警平台系统发布电网区域的风速参数值。
进一步的，步骤1中所述动力降尺度：是指将分辨率较低的全球气候模式嵌套高分辨率的区域气候模式，利用全球模式为区域气候模式提供初边值条件，获取描述区域气候特征的高分辨率预测信息。
进一步的，步骤1中所述用于动力降尺度的数据包括：获取大范围气象状况、当地微气候状况和电力设施自身抗风能力的信息；
上述中大范围气象状况通过天气预报数据获得；所述当地微气候状况，是通过安装在电力设施周围的气象雷达、风力风速传感器设施获得；所述电力设施自身抗风能力的信息是从电网电力设施信息数据库获得。
进一步的，步骤3中根据风力发电装置历史保存的风速以及转速之间的数据，判断风力发电装置叶片转速大小和实际风速之间的数值，计算出风力发电装置处的风力参数值。
进一步的，根据大范围气象状况和当地微气候状况预测电力设施所在地大风等级，以及风力发电装置上计算的风速；通过建模和数值模拟相结合的手段，建立电力设施所处位置的大风数值预报模型，实现对电网所在位置的强风风场分布预测。
进一步的，在所述步骤4中，比较电力设施自身抗风等级与所预测电力设施所在地风力等级确定是否预警以及相应预警的风险级别。
进一步的，所述大范围气象状况的覆盖范围包括市、区、县、乡或村一级；
所述当地微气候状况的精度范围为几十米范围内；
所述电力设施自身抗风能力的信息包括该电力设施在露天情况下能够常规工作的最大抗风等级及持续时间。
进一步的，在步骤5中，保存电力设施所在地历史预警信息的漏警率与虚警率，根据漏警率和虚警率进行门限值的校正。
进一步的，在步骤5中，所述平台系统为电网GIS平台系统。
本发明的有益效果是：本发明可以得到电网线路杆塔级别的灾害性大风天气线路预警信息，为电网输变配电业务以及运维等方面工作提供有利支撑；对比传统的单纯使用天气预报或微气候条件进行电网灾害性大风预警的方法，另外本发明提出了一种新型的电网灾害性大风预警方法，该方法在考虑大范围气象状况的基础上，综合考虑当地微气候状况、和设施安装、电力设施自身抗风能力等因素，经过风力发电装置计算后的风速，给出精确的大风预警等级，以便工作人员根据不同的预警等级对电力设施做出相应的保护措施以减少损失，提高了大风灾害预报预测能力，对于防灾减灾工作具有重要的理论意义和应用价值。
附图说明
图1为发明一种风力电网的预警方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对发明一种风力电网的预警方法的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明提供了一种风力电网的预警方法，步骤如下：
步骤1：平台获取气象信息：将气象风速数值预报数据进行动力降尺度处理；
步骤2：将动力降尺度后的数据通过网格化数据处理，与电力设施的信息进行匹配，从而获取电力设施所属格点内的风速数据；
步骤3：根据风力发电装置上的叶片转速，计算风力发电装置处的风速数据，并将该风速数据传输至平台内；
步骤4：平台根据电力设施设计出的抗风强度、历史预警信息的漏警率与虚警率做出不同等级的预警信号，生成针对大风天气的线路灾害预警；
步骤5：最后通过预警平台系统发布电网区域的风速参数值。
根据上述，其中步骤1中所述动力降尺度：是指将分辨率较低的全球气候模式嵌套高分辨率的区域气候模式，利用全球模式为区域气候模式提供初边值条件，获取描述区域气候特征的高分辨率预测信息。
根据上述，其中步骤1中所述用于动力降尺度的数据包括：获取大范围气象状况、当地微气候状况和电力设施自身抗风能力的信息；
上述中大范围气象状况通过天气预报数据获得；所述当地微气候状况，是通过安装在电力设施周围的气象雷达、风力风速传感器设施获得；所述电力设施自身抗风能力的信息是从电网电力设施信息数据库获得。
根据上述，其中步骤3中根据风力发电装置历史保存的风速以及转速之间的数据，判断风力发电装置叶片转速大小和实际风速之间的数值，计算出风力发电装置处的风力参数值。
根据上述，根据大范围气象状况和当地微气候状况预测电力设施所在地大风等级，以及风力发电装置上计算的风速；通过建模和数值模拟相结合的手段，建立电力设施所处位置的大风数值预报模型，实现对电网所在位置的强风风场分布预测。
根据上述，其中在所述步骤4中，比较电力设施自身抗风等级与所预测电力设施所在地风力等级确定是否预警以及相应预警的风险级别。
根据上述，其中所述大范围气象状况的覆盖范围包括市、区、县、乡或村一级；
所述当地微气候状况的精度范围为几十米范围内；
所述电力设施自身抗风能力的信息包括该电力设施在露天情况下能够常规工作的最大抗风等级及持续时间。
根据上述，其中在步骤5中，保存电力设施所在地历史预警信息的漏警率与虚警率，根据漏警率和虚警率进行门限值的校正。
根据上述，其中在步骤5中，所述平台系统为电网GIS平台系统。
一种风力电网的预警方法的工作原理如下：
步骤1：平台获取气象信息：将气象风速数值预报数据进行动力降尺度处理；
该步骤中动力降尺度的数据包括：获取大范围气象状况、当地微气候状况和电力设施自身抗风能力的信息。
其中大范围气象状况从天气预报数据中能够知晓大范围气象状况数据，为动力降尺度数据提供数据；
所述当地微气候状况，是通过安装在电力设施周围的气象雷达和风力风速传感器设施获得，为动力降尺度数据提供数据；
所述电力设施自身抗风能力的信息是从电网电力设施信息数据库获得，为动力降尺度数据提供数据。
步骤2：将动力降尺度后的数据通过网格化数据处理，与电力设施的信息进行匹配，从而获取电力设施所属格点内的风速数据；
步骤3：根据风力发电装置上的叶片转速，计算风力发电装置处的风速数据，并将该风速数据传输至平台内；
该步骤中根据风力发电装置历史保存的风速以及转速之间的数据，判断风力发电装置叶片转速大小和实际风速之间的数值，计算出风力发电装置处的风力参数值，根据风力参数值计算电力设施所在的风力参数信息
步骤4：平台根据电力设施设计出的抗风强度、历史预警信息的漏警率与虚警率做出不同等级的预警信号，生成针对大风天气的线路灾害预警；
在该步骤中比较电力设施自身抗风等级与所预测电力设施所在地风力等级确定是否预警以及相应预警的风险级别；
其中所述大范围气象状况的覆盖范围包括市、区、县、乡或村一级；
并且当地微气候状况的精度范围为几十米范围内；
以及电力设施自身抗风能力的信息包括该电力设施在露天情况下能够常规工作的最大抗风等级及持续时间
步骤5：最后通过预警平台系统发布电网区域的风速参数值。
该步骤中保存电力设施所在地历史预警信息的漏警率与虚警率，根据漏警率和虚警率进行门限值的校正，矫正后的数据发送至电网GIS平台系统内。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (8)

1.一种风力电网的预警方法，其特征在于，步骤如下
步骤1：平台获取气象信息：将气象风速数值预报数据进行动力降尺度处理；
步骤2：将动力降尺度后的数据通过网格化数据处理，与电力设施的信息进行匹配，从而获取电力设施所属格点内的风速数据；
步骤3：根据风力发电装置上的叶片转速，计算风力发电装置处的风速数据，并将该风速数据传输至平台内；
步骤4：平台根据电力设施设计出的抗风强度、历史预警信息的漏警率与虚警率做出不同等级的预警信号，生成针对大风天气的线路灾害预警；
步骤5：最后通过预警平台系统发布电网区域的风速参数值。
2.根据权利要求1所述的一种风力电网的预警方法，其特征在于，所述步骤1中动力降尺度是指将分辨率较低的全球气候模式嵌套高分辨率的区域气候模式，利用全球模式为区域气候模式提供初边值条件，获取描述区域气候特征的高分辨率预测信息。
3.根据权利要求2所述的一种风力电网的预警方法，其特征在于，所述用于动力降尺度的数据包括获取大范围气象状况、当地微气候状况和电力设施自身抗风能力的信息。
4.根据权利要求3所述的一种风力电网的预警方法，其特征在于，所述大范围气象状况通过天气预报数据获得；所述当地微气候状况，是通过安装在电力设施周围的气象雷达和风力风速传感器设施获得；所述电力设施自身抗风能力的信息是从电网电力设施信息数据库获得。
5.根据权利要求1所述的一种风力电网的预警方法，其特征在于，所述步骤3中根据风力发电装置历史保存的风速以及转速之间的数据，判断风力发电装置叶片转速大小和实际风速之间的数值，计算出风力发电装置处的风力参数值。
6.根据权利要求1所述的一种风力电网的预警方法，其特征在于，所述步骤4中，比较电力设施自身抗风等级与所预测电力设施所在地风力等级确定是否预警以及相应预警的风险级别。
7.根据权利要求1所述的一种风力电网的预警方法，其特征在于，所述步骤5中，能够保存电力设施所在地历史预警信息的漏警率与虚警率，根据漏警率和虚警率进行门限值的校正。
8.根据权利要求1所述的一种风力电网的预警方法，其特征在于，所述预警平台系统为电网GIS平台系统。
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