一种特定重现期电网覆冰舞动区域分布图绘制方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及电网防灾减灾领域，更具体涉及一种特定重现期电网覆冰舞动区域分 布图绘制方法。
【背景技术】：
[0002] 架空输电线路覆冰舞动可导致导线断股、金具损坏，严重时可造成断线甚至倒塔， 给电网的安全稳定运行带来了巨大威胁。科学合理的绘制电网舞动区域分布图对电网的规 划、设计与运行维护均具有重要的指导作用。例如，在线路规划阶段，输电线路走廊可以避 开舞动严重区域；在输电线路设计阶段，可根据走廊附近舞动等级分布情况采取相应的防 舞措施；在输电线路运维阶段，可以根据舞动等级分布情况合理的调配运维人员与物资。
[0003]目前舞动区域分布图的绘制方法主要有两种，分别是发生频次法、舞动系数气象 地理法。发生频次法是将一定时间段内（一般为5年或10年）输电线路舞动事故发生的 平均次数作为舞动分区的指标。专利申请CN201310071910. 4介绍了一种如何采用发生频 次法绘制舞动区域分布图的方法。气象地理法是指综合气象和地理共同作用因素进行舞动 区域划分的方法。专利CN201210025462. X介绍了一种利用气象地理法绘制舞动区域分布 图的方法。上述三种方法对促进电网舞动灾害防治起到了积极效果。实际上，舞动发生次 数和舞动日数均不区分舞动天气过程持续的时间，也就是说发生频次法和气象地理法均无 法区分输电线路舞动持续1小时和持续24小时之间的区别。然而，舞动持续时间越长，对 输电线路造成的破坏越大。可见，舞动发生次数和舞动日数均不能完全反映某次舞动天气 过程持续时间的长短，无法区分舞动对电网影响的程度。而且，目前的舞动区域分布图无法 针对性的应用于特定电压等级输电线路的防舞设计。另外，气象地理法首先确定气象台站 所在位置的舞动强弱等级，再通过插值技术确定其他区域的舞动等级，导致线路走廊附近 的舞动区域等级不够客观。因此，亟需提供一种特定重现期电网覆冰舞动区域分布图绘制 方法，科学合理地绘制电网舞动区域分布图。
【发明内容】
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[0004] 本发明的目的是提供一种特定重现期电网覆冰舞动区域分布图绘制方法，为输电 线路规划、设计与运维等工作提供依据和指导。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种特定重现期电网覆冰舞动区域 分布图绘制方法，包括：
[0006] 收集分析覆冰舞动相关气象数据；
[0007] 根据所述气象数据构建高分辨率时空气候资料库；
[0008] 根据所述资料库估算舞动过程持续时间；
[0009] 根据所述舞动过程持续时间计算特定重现期舞动持续时间；
[0010] 绘制特定重现期电网覆冰舞动区域分布图；
[0011] 根据运输电线路实际运行经验和地理条件对特定重现期电网覆冰舞动区域分布 图进行订正。
[0012] 所述相关气象数据包括包括温度、风速、主导风向、风向与线路走向夹角、湿度和 覆冰厚度；通过分析所述气象数据，明确电网覆冰舞动发生时气象数据参量阈值区间。
[0013] 所述空气候资料库的历史年份大于等于30年，细网格小于等于lkm*lkm范围，时 间分辨率大于等于1小时；
[0014]目标区域区分为若干个细网格，每个所述细网格由代表，其中东西向分为i 个，南北向分为j个；每个所述细网格~^}均有温度、湿度、风速、风向、降水量和覆冰厚度 的逐时数据。
[0015] 利用数值天气模式以及气象资料同化手段，开展所述细网格上与导线覆冰舞动的 所述相关气象数据物理变量的模拟；在模拟过程中，综合考虑高分辨率的地形资料，并按照 气象行业规范输出所述相关气象数据。
[0016] 当温度低于〇°C时，导线覆冰厚度R通过下式确定：
[0018] 其中，K为覆冰厚度修正系数，N为冻雨过程的时间，P为过程降水率，P。为水的 密度，P为雨凇的密度，V为风速，W为液态水含量。
[0019] 所述舞动过程持续时间的估算过程为假设所述细网格的某年某月某日某时 的温度、湿度、风速和覆冰厚度分别为TdjKyyyyiirailiddihPHdKyyyyimm,dd,w、WdjKyyyyimiliddihPR^j) (yyyy,mm,dd,h)，其中yyyy、臟、dd和h分别代表年、月、日和小时的数值；
[0020] 当主导风向为北风，且温度、湿度、风速和覆冰厚度的值满足式下式时，表示所述 细网格~^在该小时下满足舞动激发条件：
[0021]
[0022] 逐小时整理、筛选细网格的冬季气候资料库，判断出气象要素数值满足舞动 激发条件的持续小时数量。
[0023] 针对所述细网格Wu』的舞动持续时间序列（N(yyyy』、N(yyyy』、N(yyyyw，yyyy,k))，采 用统计模型计算所述特定重现期动持续时间。
[0024] 所述统计模型的包括皮尔逊III型分布模型、广义极值分布模型和广义帕累托分布 模型；所述特定重现期应包括15a、30a、50a和100a，a为年；
[0025] 选取所述统计模型时用到的评价指标包括相关系数R、均方误差Ss以及统计量D% 分别表不为：
[0029] 其中，1;表示理论频率，y ;表示经验频率，x表示理论频率均值，y表示经验频率均 值，n表示样本数；Dn表示偏差最大值，Df 5表示信度为0. 05的临界值。
[0030] 确定目标区域全部细网格特定重现期舞动持续小时数值；将舞动持续小时数分为 四级，分别对应着三级舞动区、二级舞动区、一级舞动区和零级舞动区。按照分区原则、图例 和色标要求绘制目标区域的15a、30a、50a和IOOa-遇电网舞动区域分布图，从而形成特定 重现期电网覆冰舞动区域分布图。
[0031] 所述实际运行经验包括输电线路实际发生覆冰舞动事件的次数、输电线路实际发 生覆冰舞动事件的破坏程度和地形地貌。和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具 有以下优异效果
[0032] 1、本发明技术方案通过构建高分辨率时空气候资料库，从气象模拟阶段就考虑了 地形的影响，既可以避免简单插值带来的误差，又可以省去地形起伏度的修订步骤；
[0033] 2、本发明技术方案包含每次舞动天气过程持续时间的长短，避免了舞动日数统计 无法区分单次舞动天气过程持续时间的问题，充分体现了舞动事件对电网影响的强弱程 度；
[0034] 3、本发明技术方案提出了单次舞动天气过程持续时长的概念，制定了特定重现期 舞动持续时长的计算方法，使舞动区域分布图更加符合输电线路相关领域专业人员的使用 习惯；
[0035] 4、本发明技术方案确定输电线路舞动设防等级时可区分不同的电压等级，适用性 强。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明技术方案示意图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
[0038] 实施例1 :
[0039] 本例的发明的目的在于克服现有电网舞动区域分布图绘制方法存在的缺点和不 足，提供一种特定重现期电网覆冰舞动区域分布图的绘制方法，为输电线路规划、设计与运 维等工作提供依据和指导。所述方法包括，如图1所示：
[0040] 收集分析覆冰舞动相关气象数据；
[0041] 根据所述气象数据构建高分辨率时空气候资料库；
[0042] 根据所述资料库估算舞动过程持续时间；
[0043] 根据所述舞动过程持续时间计算特定重现期舞动持续时间；
[0044] 绘制特定重现期电网覆冰舞动区域分布图；
[0045] 根据运输电线路实际运行经验和地理条件对特定重现期电网覆冰舞动区域分布 图进行订正。
[0046] 1、收集分析覆冰舞动相关气象数据
[0047] 收集架空输电线路导线覆冰舞动发生时的气象参量数值，包括温度、风速、主导风 向、风向与线路走向夹角、湿度、覆冰厚度等。分析上述气象参量的数值，明确舞动发生时气 象参量阈值区间。具有实测覆冰舞动相关气象参量的地区应依据实测数据确定导线舞动的 气象参量阈值区间。其他地区可参考表1确定输电线路导线舞动阈值区间。
[0048] 表1输电线路导线舞动的气象参量阈值区间
[0049]
[0050] 2、构建高分辨率时空气候资料库
[0051] 利用最新的数值天气模式以及气象资料同化手段，如综合运用实时四维资料同化 技术（RTFDDA)与天气研究预报模式WRF等，开展细网格上与导线覆冰舞动相关的气象要素 如风速、风向、温度、湿度、降水量等物理变量的模拟。模拟过程中，综合考虑高分辨率的地 形资料，并按照气象行业规范输出相关气象参量。
[0052] 当温度低于(TC时，导线覆冰厚度由式（1)计算，其中K为覆冰厚度修正系数，R为 覆冰厚度（mm)，N为冻雨过程的时间（h)，P为过程降水率（_/h)，P。为水的密度（lg/cm 3)， P为雨淞的密度（〇. 9g/c