技术领域本发明属于电力系统技术领域，尤其涉及一种基于时序变化的输电线路山火动态预测预警方法。
背景技术：
近年来，随着我国电网的迅速发展，规模不断扩大，越来越多输电线路跨越山火多发的林区、山区。加之近年来全球气候变暖，越来越容易发生连续高温晴天天气，以及人类工农业生产活动和旅游活动的影响，山火爆发次数呈现快速增长趋势，因山火引发的电力事故也有所增加，严重威胁电网的安全稳定运行。因此，及时准确了解山火与输电线路的位置关系，以及山火向输电线路方向蔓延的态势变化，对电网山火灾害应急决策具有非常重要的意义。目前，我国学者在电网山火定位、预警和告警等方面已经展开研究并取得一定成果，在山火蔓延模拟方面也有不菲成绩，但在山火与输电线路之间的动态发展态势预测方面还未见报道。及时了解山火向输电线路蔓延的发展路径态势，能够为电网山火灾害防治和应急决策提供更有价值的参考。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提出了一种基于时序变化的输电线路山火动态预测预警方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：将初始时刻记为t0，山火火点初始位置记为F0，通过获取风向风速和坡度信息，构建山火蔓延椭圆模型，计算当前时刻的山火最大蔓延速度Vmax；步骤2：计算t0时刻火点F0距离输电线路L的最近距离D0和该方向上的蔓延速度VL0，确定t0时刻的输电山火预警等级；其中D0可通过闵可夫斯基度量公式计算得到；步骤3：以Δt为时间步长，根据t0时刻的火点位置信息和地形、环境等参数确定在Δt时间区间内的山火蔓延椭圆模型,绘出椭圆模型边界；步骤4：通过做输电线路L的平行线L1′，使L1′与山火蔓延椭圆模型边界相交于一点F1，则F1为t1＝t0+Δt时刻距离输电线路L距离最近的火点，距离为D1，同时算得从F0到F1连线方向的山火蔓延速度VF1，该速度即为火点F1向输电线路蔓延方向的速度；步骤5：以F1为火源点，以Δt为时间步长，根据山火蔓延椭圆模型计算出从t1时刻起Δt时间后的山火蔓延模型，以及在F1点到输电线路的距离方向的速度V1，确定t1时刻的输电山火预警等级；步骤6：不断重复步骤4～5，直到tn时刻的山火蔓延椭圆模型与输电线路相切或相交为止，得到关于时间序列的一系列山火点位置，将这些位置点相连接，得到山火F0从t0时刻开始向输电线路不断蔓延的路径，同时得到关于时间序列的一系列山火预警。步骤7：当任一时刻接收到火点F0蔓延以及周围环境的变化信息，及时补充并重复上述步骤1～6，得到从该时刻起的一条新的山火蔓延路径图。所述步骤1中当前时刻的山火最大蔓延速度其中，V0表示山火初始蔓延速度，Ks表示坡度修正系数，Kw表示风速修正系数，α表示坡向和风向的夹角。所述步骤2中该方向上的蔓延速度其中，VL0表示t0时刻火点F0向输电线路L最近距离方向的蔓延速度；β表示火点到输电线路距离方向与山火最大蔓延速度方向的夹角。有益效果本发明方法能模拟计算任意时刻火点与输电线路的距离和该方向的蔓延速度，能够获取任意时刻的山火预警等级；基于时序变化模拟山火蔓延路径，能让决策者更加准确地把握山火蔓延态势，做出针对性决策；本发明方法可通过获取的山火与环境最新信息，及时修正山火蔓延预测路径，更符合实际应用场景；本方法相对于其他山火蔓延模拟方法，具有计算量小、计算速度快、目标明确等特点，避免了不相干方向的模拟。附图说明图1为本发明的预测预警方法的流程示意图；图2为山火蔓延椭圆模型示意图；图3为火点到输电线路的距离及速度示意图；图4为火点到输电线路的距离及速度变化模拟示意图；图5为火点到输电线路的路径示意图。具体实施方式下面结合附图，对本发明作详细说明。本发明提出的一种基于时序变化的输电线路山火动态预测预警方法，图1为本发明的预测预警方法的流程示意图，具体以下步骤：1.本方法的应用前提和准备本方法的应用首先需要基于地理信息系统，能够获取火点与输电线路的经纬度位置信息，能够获得坡度等地形信息，能够获得风向和风速等气象环境信息。其次，为更好应用本发明方法，需要根据实际情况建立山火预警标准，以便于决策者能够了解各时刻的山火预警。本实例建立山火预警等级标准如下：其中，pL＝1、2、3分别代表了火点与输电线路距离等级的一级、二级、三级；pF＝1、2、3分别代表了蔓延速度等级的一级、二级、三级。通过火点距离预警和蔓延速度预警的组合构建预测预警体系，能够得到量化的山火蔓延速度指标，直观了解当前山火蔓延状态，从而更加直观预警。建立初始时刻的山火蔓延模型，将初始时刻记为t0，山火火点初始位置记为F0，通过获取风向风速和坡度信息，构建山火蔓延椭圆模型，计算当前时刻的山火最大蔓延速度Vmax，见图2。所述最大蔓延速度Vmax计算公式为：Vmax=(Vs2+2VsVwcosα+Vw2)=V0×(Ks2+2KsKwcosα+Kw2)]]>式中：V0——山火初始蔓延速度；Ks——坡度修正系数；Kw——风速修正系数；α——坡向和风向的夹角。2.计算初始时刻的山火与输电线路距离及该方向的速度，确定预警等级计算t0时刻火点F0距离输电线路L的距离D0和该方向上的蔓延速度VL0，可以确定t0时刻的输电山火预警等级，见图3。其中D0可通过闵可夫斯基度量公式计算得到，蔓延速度VL0计算公式为：VL0=V01-(1-V0Vmax)×cosβ]]>式中：VL0——t0时刻火点F0向输电线路L最近距离方向的蔓延速度；β——火点到输电线路距离方向与山火最大蔓延速度方向的夹角；假定当前火点距离输电线路2.8km，该距离方向蔓延速度6m/s,则按照预警等级划分标准可知t0山火处于三级二等预警，火点距线路较远，火点中速蔓延。3.计算以Δt为步长的山火蔓延椭圆模型取Δt为30min，则以30分钟为时间步长，根据t0时刻的火点位置信息和地形、环境等参数能够确定在30分钟时间区间内的山火蔓延椭圆模型边界。4.确定下一时刻火点位置与蔓延方向通过做输电线路L的平行线L1′，使L1′与山火蔓延椭圆模型边界相交于一点F1，则F1为t1时刻距离输电线路L距离最近的火点，距离为D1，同时可以算得从F0到F1连线方向的山火蔓延速度VF1，该速度即为火点F1向输电线路蔓延方向的速度，见图4。5.计算以t1时刻起Δt为步长的山火蔓延椭圆模型以F1为火源点，以30分钟为时间步长，根据山火蔓延模型可以计算出从t1时刻起30分钟时间后的山火蔓延模型，以及在F1点到输电线路的距离方向的速度V1，确定t1时刻的输电山火预警等级。6.获得从t0时刻起的山火蔓延预测路径不断重复上述步骤4～5，直到tn时刻的山火蔓延椭圆模型与输电线路相切或相交为止，得到关于时间序列的一系列山火火点位置，将这些位置点相连接，得到山火F0从t0时刻开始向输电线路不断蔓延的路径S0，同时得到关于时间序列的一系列山火预警。7.获得更新信息后重新绘制山火蔓延预测路径当某一时刻接收到该火点蔓延以及周围环境的变化信息，及时补充并重复上述步骤1～6，得到从该时刻起的一条新的山火蔓延路径图。假定当t0之后30分钟的t1监测到新的火点位置，并获得当时风速和风向信息，则调整参数重新模拟，可以获得从t1时刻起的新的山火蔓延路径S1，见图5所示。