[发明专利]基于下垫面情况的冬季输电线路高度风速预报方法及系统

说明书

本发明涉及输电线路安全领域，公开一种基于下垫面情况的冬季输电线路高度风速预报方法及系统，以克服现有技术在输电线路高度风速预报精度上的不足。本发明方法及系统包括：确定待分析的区域；将所述区域以经纬度划分为网格，并对各网格的下垫面进行分类；然后将各所述测风塔根据所在网格相应下垫面的分类进行分组，并将每组测风塔的冬季历史观测数据汇总成数据集后根据天气类型做进一步划分，然后再对各天气下的每组冬季历史观测数据根据观测高度建立矩阵，以计算下垫面类型特定的测风塔组在特定天气条件下不同高度的典型风速值，进而结合多项式插值方法，得到相应的不同高度风速公式以供预测冬季输电线路高度风速。

技术领域

本发明涉及输电线路安全领域，具体涉及一种基于下垫面情况的冬季输电线路高度风速预报方法及系统。

背景技术

在风的激励作用下，轻度覆冰的架空输电线路极易发生一种低频、大振幅的自激振荡，即线路舞动，我国中东部平原地区每年冬季都会发生多起输电线路舞动事件，轻则造成金具损坏和断线，严重时可能发生线路倒塔，严重威胁电网安全稳定运行。风场是线路舞动的动力因素，架空线路附近风场预测是舞动预测、防治的基础。

风场预报由气象部门开展，主要提供地面10米的风场预报，而架空线路高度一般在十几米到两百米之间，目前还没有输电线路高度的风场预报。近地面风场由于受地理位置、地面地形地貌、地表植被等(统称为下垫面情况)摩擦影响，垂直方向上变化大，地面10米风场无法代表输电线路附近风场情况，加之舞动对风场预测精确度要求高，亟需一种冬季输电线路高度风速预报方法。

发明内容

本发明目的在于公开一种基于下垫面情况的冬季输电线路高度风速预报方法及系统，以克服现有技术在输电线路高度风速预报精度上的不足。

为达上述目的，本发明公开的基于下垫面情况的冬季输电线路高度风速预报方法包括：

确定待分析的区域，获取所述区域中所有测风塔的经纬度信息；

将所述区域以经纬度划分为网格，并对各网格的下垫面进行分类，所述下垫面分类数为子区域分类数、地形分类数与植被分类数三者的乘积；

将各所述测风塔根据所在网格相应下垫面的分类进行分组，并将每组测风塔的冬季历史观测数据汇总成数据集后根据天气类型做进一步划分，然后再对各天气下的每组冬季历史观测数据根据观测高度建立矩阵，其中测风塔有m个不同观测高度，每个观测高度的观测数据有n个，得到m×n矩阵M_(a,b)，其中a表示下垫面情况分组，b表示天气情况分组；

计算矩阵M_(a,b)中每一行数据的数学期望值，得到矩阵E_(a,b)：

其中，矩阵E_(a,b)表示下垫面类型为a的一组测风塔，在天气条件为b的情况下，m个不同高度典型风速值；

根据矩阵E_(a,b)中的数据，采用多项式插值方法，得到下垫面类型为a的一组测风塔，在各种天气条件下，不同高度风速公式；

根据各组测风塔在各种天气下的不同高度风速公式结合近地面实时的预报数据预报相应网格所在的输电线路高度的风速。

可选的，当实质存在的测风塔的分类数小于网格下垫面分类数时，在对不存在有类型完全一致的测风塔组的网格进行输电线路高度风速预报时，在实质存在的测风塔组中取类型近似的进行预报。

与上述方法相对应的，本发明还公开一种基于下垫面情况的冬季输电线路高度风速预报系统，其特征在于，包括：

第一处理单元，用于确定待分析的区域，获取所述区域中所有测风塔的经纬度信息；