一种结合公网气象的输电线路山火蔓延预警方法

文档序号:9524912阅读:582来源:国知局
一种结合公网气象的输电线路山火蔓延预警方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统技术领域,尤其是涉及一种结合公网气象的输电线路山火蔓 延预警方法。
【背景技术】
[0002] 目前电网已经成为现代社会发展和经济进步的重要基础和保障,W大电网、大容 量为标志的现代电网实现了规模化和高效化,但是当遭遇灾害,其影响速度快、影响程度成 规模。为了减少和防止电网的安全稳定运行受到山火的威胁,防止山火造成输电线路跳间 事故的发生,国内外专家在山火蔓延方面展开了大量的研究。国际上主要的山火蔓延模型 有美国的Rothermel模型、澳大利亚的McArthur模型、加拿大(G.L.W.Per巧,1998)的国家 林火蔓延模型W及中国的王正非和毛贤敏的组合模型(G.L.W.Per巧,1998)等。但是W上 送些山火蔓延方面的研究仍然不能满足电网安全的需要,主要存在的问题有W下几点:
[0003] 1)由于山火对电网的危害性极大,越来越多的电力公司开始意识到山火监测的重 要性,开始进行输电线路周边的火点监测,但是山火并不是静止不动的,受气象条件、地理 因素、植被等因素的影响,山火的走势速度会有很大的不同,尤其是风力和风向的因素,可 能导致蔓延速度从每小时几十米到几公里不等。仅仅通过监测火点不能准确的判断山火蔓 延的趋势和对输电线路的危险程度。
[0004] 2)尽管国内外对山火和林火蔓延分析已经有了大量的研究,但是W往的山火蔓延 分析针对的是山火本身,对输电线路缺乏针对性。一个高危险等级的山火,距离输电线路走 廊较远,或风力方向与输电线路走廊相反,郝么该山火虽然火险等级高,但是针对输电线路 而言危险等级却并不高。送就需要我们提出一套对输电线路更具有针对性的山火蔓延预警 方法。
[0005] 3)目前针对输电线路的山火分析,多W简单条件判断为主,W空间距离作为对输 电线路预警等级的评价标准,没有对山火到达输电线路的速度和时间进行计算,时间指标 对电力部口采取应对措施至关重要,W往的判断方法准确率和可信度低,无法满足电力部 口预防因山火造成的输电线路损坏的需求。

【发明内容】

[0006] 本发明的目的在于设计一种结合公网气象的输电线路山火蔓延预警方法,能够为 电力部口及早预防因山火引起的输电线路跳间事故,并为应急措施提供良好的分析依据, 解决上述问题。
[0007] 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
[0008] -种结合公网气象的输电线路山火蔓延预警方法,包括如下步骤:
[0009] 步骤1,获取火点坐标;
[0010] 步骤2,基于所述火点坐标,计算出所述火点蔓延方向的蔓延速度;
[0011] 步骤3,根据所述蔓延速度,计算出所述火点经过蔓延时间后在蔓延方向上的直线 位置,得到蔓延坐标;
[0012] 步骤4,根据所述蔓延坐标,计算出所述火点的蔓延区;
[0013] 步骤5,根据所述蔓延时间,对所述蔓延区中的输电线路进行预警等级定义,并发 布预警。
[0014] 优选的,蔓延方向具体为所述火点的正东、正南、正西、正北、东南、西南、西北和东 北方向。
[0015] 更加优选的,步骤2中,计算出所述火点蔓延方向的蔓延速度的方法具体为:
[0016] W所述火点为圆必,W王正非林火蔓延模型为基础,结合风速风向、坡度、和植被 Η个影响因子,计算出所述火点在蔓延方向上的所述蔓延速度;得到所述蔓延速度的方法 为:
[0017]
[0018] 其中R。为初始蔓延速度;氏为可燃物配置格局系数;V为风速的大小;Θ为风的 方向与火蔓延的方向的夹角;Φ为坡度的方向与火蔓延方向的夹角;^为坡度的大小。
[0019] 更加优选的,步骤4,根据所述蔓延坐标,计算出所述火点的蔓延区为采用边界插 值法,形成所述火点的蔓延区,具体实现方法为:
[0020] 设函数y=f(x)表示蔓延曲线内在规律的数量关系,X表示要求的插值点;和 Xw表示X两边的已知采样节点;y;和yw为Xi和Xw的函数值;[曰,b]表示蔓延曲线的集 合,[a,b]上的一系列节点Xi的函数值为y; =f(Xi)(i= 0, 1,. . .η),y;在区间[X。1,X。],
[a,b]表示蔓延边界分布点的集合;f(x)表示蔓延曲线函数;如J)表示f(x)在[a,b]上的 分段线性插值多项式,满足如下计算公式:
[0021]
[0022] [曰,b]蔓延边界分布点的集合所连成的折线封闭区域即为该时刻的火点蔓延区。
[0023] 更加优选的,步骤5,根据所述蔓延时间,对所述蔓延区中的输电线路进行预警等 级定义,并发布预警的具体方法为:
[0024] 当所述蔓延时间为一小时,对所述蔓延区中的输电线路的预警定义为一级并发布 红色预警;
[0025] 当所述蔓延时间为两小时,对所述蔓延区中的输电线路的预警定义为二级并发布 黄色预警;
[0026] 当所述蔓延时间为Η小时,对所述蔓延区中的输电线路的预警定义为Η级并发布 藍色预警。
[0027] 本发明的有益效果可W总结如下:
[002引本发明W电网GIS为平台,同时加载公网气象信息、卫星火点信息、地理信息和电 网空间信息数据层,考虑多因素对输电线路山火蔓延的影响,并通过GIS测距、定位、展示 等功能,为电力部口判断电网山火灾情提供有效的信息支撑;本发明提出一种针对输电线 路的山火蔓延预警方法,相较于W往的山火蔓延分析对输电线路方法具有更强的针对性; 本发明可计算火点到输电线路山火蔓延速度,并根据山火蔓延速度,通过时间来判断输电 线路的预警等级,相较于W往按火点到输电线路空间距离的判断方法,具有更高的准确性 和实用性。该预警方法对电力部口预防因山火引起的输电线路跳间W及应急决策具有着重 要的实际应用意义和推广价值,对维护电网的安全稳定及减轻灾害损失有重要作用。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明的流程示意图。
【具体实施方式】
[0030] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,W下结合 附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用 W解释本发明,并不用于限定本发明。
[0031] 本发明针对现有的技术缺陷,首次提出一种结合公网气象的输电线路山火蔓延预 警方法。该方法不再单纯考虑火点到达输电线路的空间因素,结合山火蔓延的Η大主要影 响因素:风、植被、地形坡度,为时间为维度,提出一种基于GIS平台的结合公网气象的输电 线路山火蔓延预警方法。该方法帮助电力部口根据山火蔓延趋势预测对输电线路的影响, 预防因山火造成的输电线路跳间或停运问题。该方法计算量小,实用性强。
[003引本方法基于电网GIS平台,通过卫星定位火点,并且W火点为圆必,W王正非林火 蔓延公式为基础,W时间为维度,分别绘制出指定时间山火蔓延波形图(蔓延区),并对不 同时间所产生的蔓延区内的输电线路进行分级预警。
[0033] 王正非林火蔓延模型的公式具体为;R=ReK瓜Κφ;
[0034] 王正非林火蔓延模型中的字母含义;R。是初始蔓延速度;氏是可燃物配置格局更 正系数;是风力更正系数;Κφ是地形坡度更正系数。
[0035] 如图1所示的一种结合公网气象的输电线路山火蔓延预警方法,包括如下步骤:
[0036] 步骤1 ;搭建GIS平台,采用卫星定位火点坐标,获取火点坐标。使用常规方法搭 建GIS平台,并在GIS系统加载数据信息层,数据信息层包括公网气象信息、植被信息、地形 坡度信息W及输电线路位置信息;使用常规方法,通过现有公用卫星监测系统接收装置,获 取火点的经缔度信息。并在步骤1所建的GIS平台上,根据经缔度信息确定火点所在的位 置。步骤1,获取火点坐标;
[0037] 步骤2,基于所述火点坐标,计算出所述火点蔓延方向的蔓延速度,W火点为圆必, 根据如下公式,计算火点在正东、正南、正西、正北、东南、西南、西北和东北八个方向的蔓延 速度。
[0038]
[0039] 步骤2中公式字母的含义为;R。为不考虑风速、坡度影响
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