[发明专利]一种树高预测方法、输电线路树障预警方法及系统

说明书

本发明提供了一种树高预测方法、输电线路树障预警方法及系统，包括：获取被预测区域内两个时刻的卫星遥感立体像对，分别生成两个时刻的数字地表模型；对两个时刻的数字地表模型进行修订；基于修订后的数字地表模型，对被预测区域内的树木生长高度进行预测，并基于上述的树高预测值进行输电线路树障预警，本发明的应用克服了卫星遥感数据对树木高度不敏感造成的树高预测不准确问题，使树高预测精度从1.5m‑4m提升到了0.3m，大大提高了树木生长高度预测的准确性，从而整体上实现了在各种复杂环境下对树高进行高效、准确的预测；同时由于本发明中树障预警是基于上述树高预测方法实现的，进而也实现了对输电线路的大范围、全覆盖树障准确预警。

技术领域

本发明属于树高预测及输电线路树障监测技术领域，具体涉及一种树高预测方法、输电线路树障预警方法及系统。

背景技术

输电架空线路的安全运行，常常受到其走廊内树木生长的严重威胁，特别是一些生长快、树干高的树木，当安全距离不足时，容易发生树闪故障而跳闸，甚至造成断线。统计表明，超高树木造成的安全事故约占全部安全事故的46％，由此可见，超高树木是影响线路安全运行的主要因素之一。近年来随着林地经营权的确定，当地农户利用许多输电通道范围内线下的空地种植了大量的速生经济林木，其中种植最多的是速生桉，速生桉生长迅速，树高最大年生长量可达6 m以上，成材桉树高度可达25 m，一般线路根本无法满足安全运行的要求，即使是高跨设计的线路，目前设计考虑的树木生长最终高度一般只有20 m，仍然无法满足安全运行的要求，因超高树木导致的树闪故障呈逐年增加态势，因此，树高的预测和基于树高预测值的树障预警对输电线路的安全运行有着重要的意义。

目前，线路运行管理部门普遍开展了高杆树木防治专项工作，通过合理调整线路巡视周期，对超高树木等外力破坏建立“黑点”档案，同时明确责任人，加强监控，不断加大超高树木隐患的处理力度，但超高树木引起的线路跳闸仍然无法杜绝，根本原因是巡线人员仅仅通过肉眼凭经验估计树木的生长速度，基于此进行的树障监测预警存在很大的不准确性。随着经济高速发展，高压、超高压、长距离输电线路越来越多地建成并投入使用，导致传统的依靠巡线人员电力巡检的方式进行树障监测预警已经不能满足逐渐增加的输电线路的安全运行需求，为了保障线路运行安全、高效运转，电网急需一种安全、高效、准确的树障监测预警方法。

在《特高压输电线路树障隐患预判及仿真分析》中以云-广特高压直流输电线路为研究对象，结合当地的气象条件和立地信息，分别建立导线下方树障隐患预判模型和导线旁树障隐患预测模型；利用Richard方程，建立树高生长预测模型作为树障的动态边界条件；运用解析法计算树冠距导线空间畸变电场并与线路间隙最小击穿场强进行比较，从而对是否发生树闪故障进行预判。通过模型仿真的方法进行树障监测预警，计算精度较高，但计算复杂，效率较低，不适合大范围业务化应用。

激光雷达测量技术是日渐成熟的高精度测量技术，可获取目标地物的高精度空间位置信息，该技术为探索新的线路巡检方式提供了可能。《基于机载激光雷达智能测距输电线路树障的方法研究》和《基于机载激光点云的输电线路走廊树障自动化检测方法》两篇研究中主要是基于无人机激光雷达技术开展树障监测预警，结果准确度高，但存在三个缺点：（1）效率不高，不适合大范围应用；（2）在山地、陡坡等复杂山区，容易出现点云叠掩等情况，准确度无法保证；（3）受环境制约大，无人区等复杂环境无法采用航空手段获取数据，很难做到输电线路全覆盖监测预警。