线路气象特征预警分析系统作进一步 的描述，本实用新型根据气象部门县级观测站日值数据，和基于在线监测装置采集的微气 象数据，基于样条插值分析，结合电力系统输电线路杆塔地理坐标，导入空间插值函数中， 求取杆塔所在环境气象参数，以此表征线路沿线气象条件，具体步骤如下：
[0023] (一）气象数据处理：
[0024] 在本实用新型实施例中，分析处理的数据来自相关气象部门日值数据和微气象数 据采集装置所采集的数据，以县级观测站为单位，为后续插值处理提供尽可能多的样本，以 提高处理精度，为便于后续处理，气象数据以天为单位进行汇总，建立逐日气象表格，对气 象观测站点进行编号，此编号为后续处理重要参数；数据主要包括地理信息与气象参数，其 中气象参数只研究气温、湿度、风速、降雨量。
[0025] (二）差值分析计算模块：
[0026] 在本实用新型实施例中，根据之前处理的逐日气象数据，进行空间插值分析，由于 气象观测站数量相对较少，为保证插值处理准确性与合理性，本实用新型特采用样条函数 作为基础插值函数，样条函数是灵活曲线规的分段函数，拟合时为保证曲线段的连接处平 滑，通常只有少数样本点进行配准，样条插值就是利用样本点拟合光滑曲线，在满足最优平 滑原则的情况下，寻找一个表面曲率最小曲面，通过如下表达式对样本点拟合光滑曲线：
[0028] 其中，Z为待插点的气象要素估计值，m为参与插值的气象观测站点的数目，山为 待插点到第i个气象观测点的空间距离，a+bX+cY为局部趋势模块，X，Y为待插点的位置坐 标，
为一个基础函数，4、a、b和c为方程系数，所述合光滑曲线方程系数 通过如下表达式求解，以获得曲面的最小化曲率：
[0031] 样条插值分析流程如下：
[0032] (1)、根据逐日气象表格，按编号顺序挑选其中一个气象站i作为待插点，其气象 观察参数作为插值估计值，其地理坐标（X，Y)作为插值函数输入量。
[0033] (2)、根据气象站i的地理坐标（Xi，Yi)，计算与其他观测站j的距离dj ;计算时假 设地球是一个标准球体，半径为R，并且假设东经为正，西经为负，北炜为正，南炜为负；因 此（Xi，Yi)的直角坐标可表示为：
[0034] (RxcosYiXcosXi, RXcosYiXsinXi, RXsinYi),
[0035] (Xj，Yj)的直角坐标可表示为：
[0036] (RxcosYjXcosXji RXcosYjXsinXji RXsinYj),
[0037] 于是，（Xi，Yi)与（Xj，Yj)对于球心所张的角的余弦大小为：
[0038] CosYj X CosYi X (CosXj X CosXJsinXj X SinXi) +SinYj X SinYi) = CosYj X CosYi X co s (Xj-Xi) +SinYj X sinYi?
[0039] 因此AB两点的球面距离为：
[0040] Cii= RX {cos 1 [CosYj X CosYi X cos (Xj-Xi)+SinYj X SinYi]},
[0041] (3)、建立基础函数】
.并生成等式i;
[0042] (4)、挑选下一个气象站i+Ι，按上述过程生成等值i+Ι ;
[0043] (5)、完成所有气象站数据处理后，生成包含i+3个方程的方程组；
[0044] (6)、求解方程组，建立空间插值函数Z = F(X，Y)。
[0045] (三）线路参数输入模块：
[0046] 本实用新型实施例中，由于电力系统输电线路地理坐标是以杆塔坐标为基础，本 实用新型以杆塔所在气象环境作为线路沿线气象分布；具体步骤如下：
[0047] 1)、根据杆塔号大小，从小到大依次提取杆塔地理坐标（X，Y);
[0048] 2)、根据杆塔地理坐标，计算杆塔距各观测点的距离d1;
[0049] 3)、根据样条插值函数，计算杆塔所在点的气象参数；
[0050] 4)、完成线路所有杆塔气象参数计算。
[0051] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 使用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在实用新型的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种输电线路气象特征预警分析系统，其特征在于：包括输电线路气象数据中心、 微气象数据采集装置、气象数据输入模块、样本数据分析模块、插值分析计算模块、PC机、移 动作业终端、线路参数输入模块和气象特征预警分析模块，所述输电线路气象数据中心、微 气象数据采集装置将采集的数据传送至气象数据输入模块，进而将数据进行初步筛选，并 将初步筛选的数据样本汇总后传送至样本数据分析模块，所述样本数据分析模块对数据样 本展开初步分析、计算，并将结果输送至插值分析计算模块，所述PC机和移动作业终端所 采集的相关线路数据传送至线路参数导入模块，获取线路沿线气象参数；并通过将气象参 数传送给插值分析计算模块，通过差值分析计算模块展开分析，经插值分析后的数据最终 传送至气象特征预警分析模块，开展输电线路气象特征预警分析并生成线路周边气象环境 参数。2. 根据权利要求1所述的一种输电线路气象特征预警分析系统，其特征在于：所述气 象数据输入模块、样本数据分析模块，插值分析计算模块、线路参数输入模块和气象特征预 警分析模块都采用嵌入式DSP处理器进行处理。
【专利摘要】本实用新型属于输电线路风险预警与精细化数据处理技术领域，特别涉及一种输电线路气象特征预警分析系统，包括输电线路气象数据中心、微气象数据采集装置、气象数据输入模块、样本数据分析模块，插值分析计算模块、PC机、移动作业终端、线路参数输入模块和气象特征预警分析模块，该系统结合线路周边气象信息，结合输电线路气象特征开展预警分析，避免了气象统计带来的误差，为开展输电线路防灾预警分析提供了评估更为全面的气象分析、评估。
【IPC分类】G06Q10/04, G06Q50/06
【公开号】CN204759485
【申请号】CN201520493811
【发明人】邓雨荣, 王乐, 朱时阳, 黄维, 田树军, 黄志都, 俸波
【申请人】广西电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月9日