一種電網(wǎng)輸電線路區(qū)段的氣象情況分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電網(wǎng)輸電線路區(qū)段的氣象情況分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大和延伸，冰凍、暴(雨)雪、臺風(fēng)等災(zāi)害性天氣對電網(wǎng)安全運行的影響也越來越大。因此，了解本地區(qū)氣象災(zāi)害的特征，分析對電力系統(tǒng)影響的工作勢在必行。電力部門根據(jù)氣象部門提供的雷電、暴雨、大霧、高溫、干旱等14種災(zāi)害性天氣信息，未雨綢繆，更加精確地科學(xué)調(diào)度，將防范關(guān)口前移。
[0003]除了以上氣象因素的影響外，微氣象對電網(wǎng)的影響也不可忽視。微氣象信息對電網(wǎng)安全運行具有重要作用。近年來，在輸電線路設(shè)計及運行中，由于對微氣象的認識不足，調(diào)查研究及掌握資料不夠，在峽谷、山口、風(fēng)水嶺等特殊地形地段，由于較為頻繁的發(fā)生大風(fēng)、覆冰等惡劣的氣候現(xiàn)象，導(dǎo)致部分35?220KV輸電線路出現(xiàn)倒桿、斷線等事故；500(330)KV超高壓輸電線路也在局部地形特殊地段發(fā)生了幾起由于大風(fēng)和覆冰引起的倒塌事故。
[0004]相關(guān)部門已經(jīng)越來越重視氣象因素對電網(wǎng)的影響，并通過和氣象部門合作，總結(jié)歷史氣象特征，接收當(dāng)前氣象預(yù)報，以預(yù)防由于氣象原因造成的用電負荷變化和輸電線路及設(shè)備的損環(huán)，一些基于氣象的監(jiān)測平臺得到應(yīng)用，并取得了良好的效果，但是這些設(shè)施和技術(shù)仍然存在如下不足:
[0005]1)缺少統(tǒng)一分析展示平臺:
[0006]對于重要的輸電線路走廊缺少統(tǒng)一的氣象分析展示平臺，現(xiàn)有的公網(wǎng)氣象信息、內(nèi)網(wǎng)微氣象監(jiān)測等各項技術(shù)相對獨立，微氣象監(jiān)測作為電網(wǎng)監(jiān)測的一個輔助系統(tǒng)，其系統(tǒng)往往獨立使用，信息顯示方式過于簡單，使信息重要性不能顯現(xiàn)，時效性差，預(yù)測分析不足，無法將公網(wǎng)氣象、線路區(qū)段微氣象實時的在GIS上以直觀的形式展示出來，所以現(xiàn)有技術(shù)方法中缺少一個能夠充分整合應(yīng)用信息系統(tǒng)、計算機技術(shù)及通訊技術(shù)等高新技術(shù)統(tǒng)一的平臺。
[0007]2)氣象信息準(zhǔn)確性不高:
[0008]傳統(tǒng)的研究工作大都以點代面，即用氣象站的資料來代替某一片區(qū)域(一般為行政縣域)。這樣的做法雖然能大致劃分氣候帶，但不夠精細。而為了實現(xiàn)大范圍遠距離的電力傳輸，輸電線路走廊往往穿越各種復(fù)雜地形，特別是在高原或山地，較短水平距離區(qū)域內(nèi)海拔高度有可能相差很大，如果不考慮氣溫隨地形的變化，用某一點的氣溫描述區(qū)域內(nèi)氣候，會產(chǎn)生較大誤差，很難客觀反映輸電線路所在小區(qū)域的氣象情況，不利于輸電線路氣象災(zāi)害的預(yù)防和搶修。
[0009]3)對微氣象資料掌握不足:
[0010]電力線路和設(shè)備具有危險點分散性大、距離長、難以監(jiān)控維護等特點，氣象臺提供的對某個地區(qū)的定時定點監(jiān)測預(yù)報信息并不能完全準(zhǔn)確地反映特殊微地形下電網(wǎng)周邊的真實氣象環(huán)境，對微氣象點也缺少歷史氣象數(shù)據(jù)的積累，給自然災(zāi)害預(yù)防及研究帶來了一定的困難。由于對微地形、微氣象的認識不夠，對沿線風(fēng)口、峽谷、分水嶺等特殊地段氣象資料掌握不足，由此而產(chǎn)生輸電線路覆冰、舞動、風(fēng)偏等，導(dǎo)致線路損壞而大面積停電時有發(fā)生，為電力系統(tǒng)及人民生活造成極大的直接與間接經(jīng)濟損失。盡管微氣象監(jiān)測裝置的安裝可提高對線路微氣象的監(jiān)測，但是大量安裝又會造成成本太高的問題。
[0011]綜上所述，現(xiàn)有對電網(wǎng)輸電線路的氣象因素的監(jiān)測分析存在缺少統(tǒng)一分析展示平臺、氣象信息獲取的準(zhǔn)確性不高和大量安裝微氣象監(jiān)測站點成本高的問題

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有對電網(wǎng)輸電線路的氣象因素的監(jiān)測分析存在缺少統(tǒng)一分析展示平臺、氣象信息獲取的準(zhǔn)確性不高和大量安裝微氣象監(jiān)測站點成本高的問題，而提供了一種電網(wǎng)輸電線路區(qū)段的氣象情況分析方法。
[0013]本發(fā)明一種電網(wǎng)輸電線路區(qū)段的氣象情況分析方法，包括以下步驟:
[0014]步驟S1、搭建GIS平臺:
[0015]使用常規(guī)方法搭建GIS平臺，并在GIS平臺上加載來自公網(wǎng)氣象站點和電網(wǎng)微氣象監(jiān)測站點的氣象信息，獲得GIS系統(tǒng)；
[0016]步驟S2、獲得存儲輸電線路走廊信息的GIS系統(tǒng):
[0017]在步驟S1獲得的GIS系統(tǒng)上加載輸電線路走廊信息，獲得存儲輸電線路走廊信息的GIS系統(tǒng)；
[0018]步驟S3、劃定氣象分析區(qū)域:
[0019]以輸電線路所穿越的氣象站點覆蓋的區(qū)域邊界作為所述的輸電線路氣象區(qū)段分析的劃定區(qū)域，獲得氣象分析區(qū)域；
[0020]步驟S4、氣象分析區(qū)域網(wǎng)格化:
[0021]利用步驟S2獲得的存儲輸電線路走廊信息的GIS系統(tǒng)將步驟S3得到的氣象分析區(qū)域劃分為(3?5)kmX (3?5)km的網(wǎng)格，獲得氣象分析區(qū)域網(wǎng)格；
[0022]步驟S5、輸電線路區(qū)段劃分:
[0023]將氣象分析區(qū)域中的桿塔及桿塔坐標(biāo)，與輸電線路的實際走向結(jié)合，在氣象分析區(qū)域網(wǎng)格上得到模擬輸電線路；提取氣象分析區(qū)域網(wǎng)格與模擬輸電線路的交點，將其與桿塔點結(jié)合，從而判定輸電線路區(qū)段劃分的節(jié)點，最后通過獲得的節(jié)點將輸電線路劃分若干區(qū)段；
[0024]步驟S6、建立氣象資源推算模型，通過網(wǎng)格推算和殘差訂正，得到訂正后的氣候資源分布圖:
[0025]步驟S61、建立氣象資源推算模型，推算非站點網(wǎng)格氣象值:
[0026]利用逐步回歸的方法，根據(jù)氣象分析區(qū)域內(nèi)的氣象站點所提供的歷史氣象數(shù)據(jù)，建立氣象資源推算模型，氣象資源推算模型的表達式如下:
[0027]y = a0+al Φ +a2 λ +a3h+yg (1)；
[0028]其中，所述的y為非氣象站點氣象分析區(qū)域網(wǎng)格的氣象值；yg為微觀地理因子對要素y影響的訂正值，即氣象臺站地理殘差；所述的Φ為宏觀地理因子緯度；所述的λ為宏觀地理因子經(jīng)度；所述的h為宏觀地理因子海拔高度；所述的a。為回歸系數(shù)；所述的ai為回歸系數(shù)；所述的a2為回歸系數(shù)；所述的a3為回歸系數(shù)；
[0029]步驟S62、根據(jù)微氣象監(jiān)測站點的實測值修訂氣象分析區(qū)域網(wǎng)格的氣象值:
[0030]根據(jù)微氣象監(jiān)測點所監(jiān)測到的實測微氣象值，在GIS系統(tǒng)的支持下，對步驟S61得到的氣象資源推算模型進行網(wǎng)格推算和殘差訂正，得到氣象分析區(qū)域訂正后的氣候資源分布圖；
[0031]步驟S7、輸電線路走廊區(qū)段氣象分析:
[0032]依據(jù)步驟S6得到的訂正后的氣候資源分布圖，把輸電線路按照步驟S5所劃分的區(qū)段進行氣象分析，提取輸電線路所對應(yīng)的氣象分析區(qū)域網(wǎng)格的氣象值，即為該區(qū)段輸電線路的氣象數(shù)據(jù)。
[0033]優(yōu)選地，步驟S2中所述的輸電線路走廊信息為桿塔站點、輸電線路基本資料及輸電線路運行狀態(tài)信息和輸電線路維護檢修信息。
[0034]優(yōu)選地，步驟S4中所述的網(wǎng)格的規(guī)格為3kmX 3km。
[0035]優(yōu)選地，假設(shè)步驟S4中所述的氣象分析區(qū)域網(wǎng)格的每一個小網(wǎng)格內(nèi)的氣象值均勻分布。
[0036]優(yōu)選地，步驟S5中所述的輸電線路區(qū)段劃分的具體步驟如下:
[0037]步驟S51、獲取模擬輸電線路:
[0038]通過步驟S2獲得存儲輸電線路走廊信息的GIS系統(tǒng)查找并提取步驟S3獲得的氣象分析區(qū)域中的桿塔及桿塔坐標(biāo)，并將桿塔坐標(biāo)點作為步驟S4獲得氣象分析區(qū)域網(wǎng)格上的點，用直線連接