一种输电通道舞动预警方法
【技术领域】：
[0001 ] 本发明涉及电网防灾减灾，更具体涉及一种输电通道舞动预警方法。
【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。因此，有必要开展架空输电线路尤其是重要输电 通道舞动预警，便于提前应对舞动事件的发生，及时有力的做好调度、运维等工作。
[0003]目前架空输电线路舞动预警方法主要有两种，分别是气象阈值法、舞动振幅法。气 象阈值法是指根据专业气象台站发布的天气要素数据，判断未来的天气要素是否满足舞动 发生时的气象要素阈值区间。若满足，则发出舞动预警。专利申请CN201410448630. 5和专 利申请CN201310534421. 8属于气象阈值法。舞动振幅法是指通过图像、影像资料分析结果 或者拉力传感器数值的变化情况判断舞动振幅对输电线路安全稳定运行的影响。若舞动 振幅超过设定值，则发出舞动预警。专利CN201010527167. 5属于舞动振幅法。目前，专业 气象台站提供的气象预报还无法精确到重要输电通道走廊附近，且气象阈值法未考虑舞动 天过程持续时间的长短和舞动振幅大小的影响，导致舞动预警的客观性有所降低；舞动振 幅法虽然可以估算舞动振幅的大小，基于动载荷与设计载荷、最小电气间隙与设计电气间 隙数值间的比较结果做出预警。但是由于监测数据的实时性，导致舞动预警发出的时间非 常有限，大大降低了调度和运维工作的准备时间，导致预警效果并不理想。因此，亟需针对 重要输电通道构建一种既考虑舞动天气过程持续时间、又考虑舞动振幅大小的舞动预警方 法，提高重要输电通道应对舞动灾害的能力，提高重要输电通道的安全稳定运行水平。
【发明内容】
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[0004] 本发明的目的是提供一种输电通道舞动预警方法，为重要输电通道的安全稳定运 行提供技术支撑。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种输电通道舞动预警方法，包括：
[0006] 收集并整理包括重要输电通道相关信息以及输电线路覆冰舞动相关数据；
[0007] 根据所述信息和数据模拟高分辨率气象要素；
[0008] 根据所述气象要素的预测，预测舞动严重趋势；
[0009] 根据所述信息建立重要输电通道内线路的有限元模型，根据所述气象要素的预测 模拟重要输电通道的运行状态，通过所述有限元模型和所述运行状态预测舞动破坏趋势； [0010] 根据所述预测舞动严重趋势和预测舞动破坏趋势判断舞动预警。
[0011] 所述相关信息包括通道内线路的具体结构参数、动载荷设计参数、电气间隙设计 参数、走廊地形地貌和防舞措施安装情况；所述相关数据为重要输电通道的架空输电线路 发生舞动时或者与重要输电通道所处地形和气候相同的架空输电线路发生舞动时的气象 参量数值，包括温度、风速、主导风向、风向与线路走向夹角、湿度和覆冰厚度。
[0012] 分析所述气象参量的数值，明确舞动发生时气象参量阈值区间；具有实测覆冰舞 动所述气象参量的地区应依据实测数据确定导线舞动的所述气象参量阈值区间。
[0013] 利用数值天气模式以及气象资料同化方式，开展细网格上与导线覆冰舞动的所述 气象要素物理变量的模拟；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 规范输出所述气象参量。
[0014] 将重要输电通道走廊区域区分为若干个0. 2km*0. 2km的细网格，每个所述细网格 由WUi j)代表，其中东西向分为i个，南北向分为j个；通过高分辨率气象要素模拟，每个细 网格'^均有温度、湿度、风速、风向、降水量和覆冰厚度的逐15分钟数据；
[0015] 每日预报四次气象要素，起报时间为02点，08点，14点和20点；每次预报未来72 小时，输出时间分辨率为逐15分钟。
[0016] 当温度低于〇°C时，导线覆冰厚度通过下式确定：
[0018] 其中，K为覆冰厚度修正系数，R为覆冰厚度，N为冻雨过程的时间，P为过程降水 率，Po为水的密度，P为雨凇的密度，V为风速，W为液态水含量。
[0019] 某年某月某日所述细网格某时间的温度、湿度、风速和覆冰厚度预测数据分 力. T (i，j) (yyyy，mm，dd，h，k)、H(i，j) (yyyy，mm，dd，h，k)、W(i，j) (yyyy，mm，dd，h，k)、R(i，j) (yyyy，mm，dd，h，k) ? yyyy、ΓΠΠ1、dd、 h和k分别代表年、月、日、小时和分钟的数值；其中小时h取02点，08点，14点和20点，分 钟 k 取 1-288 ;
[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下式时，表示所述细 网格WUi j)在第k个15分钟时满足舞动激发条件：
Q
[0022] 针对所述h时未来72小时的天气预报数据，整理筛选网格的逐15分钟数据， 判断出气象要素数值满足舞动激发条件的持续15分钟的最大数量N (i, j) (yyyy,mm, dd, h) ;所述舞 动严重趋势预测通过下式判断：
[0024] 所述重要输电通道的运行状态包括导地线动荷载、导地线振动幅值和电气间隙； 所述舞动破坏趋势等级通过式下式判定：
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?'
[0029] 发布重要输电通道所述舞动预警的I级预警满足的下式条件所示：
[0030] 同时满足Fm级预警与Wm级预警
[0031] 所述重要输电通道所述舞动预警的II级预警满足的下式条件所示：
[0035] 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
[0036] 1、本发明技术方案通过高分辨率天气模式模拟得到了重要输电通道走廊的天气 要素数值，提高了舞动预警的准确性和针对性；
[0037] 2、本发明技术方案考虑了舞动天气过程持续时间长短的影响，充分体现了舞动事 件对电网影响的强弱程度；
[0038] 3、本发明技术方案根据天气要素预报结果，并结合重要输电通道的地形地貌、线 路结构参数和防舞动措施等计算舞动幅值，既可以提高舞动预警的时效性，又可以避免安 装力传感器等在线监测装置对重要输电通道的影响；
[0039] 4、本发明技术方案舞动预警同时考虑了舞动天气过程持续时间长短和舞动振动 幅值大小，使得舞动预警结果更加可信，提高了舞动预警的实用性；
[0040] 5、本发明技术方案高分辨率的舞动预警结果，可以针对重要输电通道的杆塔开展 舞动预警，实用性强。
【附图说明】
[0041 ] 图1为本发明实施例的方法流程图。
【具体实施方式】
[0042] 下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
[0043] 实施例1 :
[0044] 本例的发明的目的在于克服现有重要输电通道舞动预警方法存在的缺点和不足， 提供一种既考虑舞动天气过程持续时间、又考虑舞动振幅大小的重要输电通道舞动预警方 法，为重要输电通道的安全稳定运行提供技术支撑。所述方法包括，如图1所示：
[0045] 收集并整理包括重要输电通道相关信息以及输电线路覆冰舞动相关数据；
[0046] 根据所述信息和数据模拟高分辨率气象要素；
[0047] 根据所述气象要素的预测，预测舞动严重趋势；
[0048] 根据所述信息建立重要输电通道内线路的有限元模型，根据所述气象要素的预测 模拟重要输电通道的运行状态，通过所述有限元模型和所述运行状态预测舞动破坏趋势；
[0049] 根据所述预测舞动严重趋势和预测舞动破坏趋势判断舞动预警。
[0050] 具体方法为：
[0051] 1、数据收集与整理
[0052] 数据收集与整理包括重要输电通道相关信息以及输电线路覆冰舞动相关数据。
[0053] 重要输电通道相关信息包括通道内线路的具体结构参数、动载荷设计参数、电气 间隙设计参数、走廊地形地貌、防舞措施安装情况等。相关信息将作为有限元模拟计算的初 始输入数据。
[0054] 输电线路覆冰舞动相关数据包括重要输电通道或者与重要输电通道所处地形、气 候等类似的架空输电线路发生舞动时的气象参量数值，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。
[0055] 表1输电线路导线舞动的气象参量阈值区间
[0057] 2、高分辨率气象要素模拟
[0058] 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