[发明专利]基于温度垂直廓线的输电线路覆冰类型预测方法

权利要求书

1.一种基于温度垂直廓线的输电线路覆冰类型预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取历史探测数据筛选参数：获取观测层的最高和最低相对地面的高度，分别记录为H和H₀，即高空数据范围为[H₀,H]；站点历史数据资料初始记录时间S₀和结束记录时间S_e，则观测时段为[S₀,S_e]；

(2)筛选有效数据记录：获取站点在[S₀,S_e]时段内发生雨凇、雾凇和混合凇三种类型覆冰时刻的[H₀,H]之间不同高度的温度数据和地面相对湿度数据，将每一时间点观测的覆冰类型、[H₀,H]之间不同高度的温度和地面相对湿度3类要素组成一条观测记录，当观测记录中，小于或等于H高度时有温度记录，则该条观测记录为有效记录，否则为无效记录，将有效记录组成有效观测集合，记为C；

(3)绘制温度廓线图：选取步骤(2)中有效观测集合C中一条观测记录，并将该条记录的高空温度要素，绘制在以相对高度0m，温度0℃为坐标原点的温度-高度图直角坐标中，图中横坐标为高空温度，纵坐标为温度所在的高度，将图中的点按照自低向高的顺序依次用直线将两个点连接，绘制成折线图；

(4)计算区域面积比：将步骤(3)绘制的温度-高度图按照大于0℃和小于0℃划分成两部分，首先计算大于0℃的区域内，折线与0℃直线、H₀高度水平线、H高度水平线围成的闭合区域的面积，记为S_i⁺，则面积和记为S⁺；然后计算小于0℃的区域内，折线与0℃直线、H₀高度水平线、H高度水平线围成的闭合区域的面积，记为S_j^-，则面积和记为S^-；

S+=Σi=1nSi+]]>

S-=Σj=1mSj-]]>

其中，n为大于0℃的区域内，折线与0℃直线、H₀高度水平线、H高度水平线围成的闭合区域的数量，i＝1…n，m为小于0℃的区域内，折线与0℃直线、H₀高度水平线、H高度水平线围成的闭合区域的数量，j＝1…m，计算面积比，r＝S⁺/S^-，重复步骤(3)、步骤(4)，计算集合C中所有有效观测记录的面积比，组成集合R；

(5)确定覆冰类型面积阈值：选取步骤(4)确定的集合R中最大值r_max与最小值r_min，确定间隔Δr，统计Δr范围内发生雨凇、雾凇和混合凇的次数，并选取发生次数最多的覆冰类型作为Δr内的主要覆冰类型，同时记录该覆冰类型的频次为P；

以Δr的范围遍历集合R，对于r_min+kΔr对应主要覆冰类型的频次记为P_k，k取值范围为[0，[r_max-r_min]/Δr]，采用正态函数拟合所有P_k，并根据覆冰类型确定不同覆冰类型的分界位置，记录为阈值R₁和R₂；

(6)预测温度廓线面积比和地面参数

设置气象数值模式初始预报时间，并预测某一时刻高空中的不同高度气温，并选取步骤(1)确定高度范围为[H₀,H]的气温值，按照步骤(3)绘制温度廓线，按照步骤(4)计算面积比r，并预测出地面温度T和相对湿度Rh；

(7)预测覆冰类型

当步骤(6)预测出的T≤0℃，Rh≥90％，则按照步骤(5)计算的覆冰类型阈值进行顺序判识：

判识一：当r_min≤r＜R₁，预测覆冰类型为雾凇；

判识二：当R₁≤r≤R₂，预测覆冰类型为混合凇；

判识三：当R₂＜r≤r_max，预测覆冰类型为雨凇；

判识四：当r不在[r_min，r_max]范围之间，预测无覆冰。