[发明专利]一种基于多圆柱阵列积冰器的大气覆冰参数寻值计算方法

说明书

本发明公开了一种基于多圆柱阵列积冰器的大气覆冰参数寻值计算方法，它包括步骤1、根据测量需求确定待测覆冰参数个数；步骤2、根据圆柱导体自然覆冰机理确定参数范围及取值精度；步骤3、构建多圆柱阵列积冰器覆冰参数矩阵数据库；步骤4、以多圆柱阵列积冰器单位时间质量增量及积冰导体直径为参量，在矩阵数据库中寻值得到待测覆冰参数；解决了基于覆冰增长模型的输电线路覆冰监测应用中对环境参数的测量，常用的风速计、湿度计，温度计等气象测量设备受到自身覆冰的制约，无法在导线覆冰时提供有效的气象参数等技术问题。

技术领域

本发明属于输电线路覆冰监测技术领域，尤其涉及一种基于多圆柱阵列积冰器的大气覆冰参数寻值计算方法。

背景技术

输电线路覆冰已成为长期威胁电网运行的安全问题，输电线路覆冰倒塔、导线断裂、绝缘子串闪络等冰灾事故频发，导致大范围供电中断乃至系统解裂，严重影响人民的正常生活，对电力系统造成极其严重的破环，为避免冰灾事故，输电线路覆冰监测至关重要。

目前覆冰监测方法主要有直接监测法和依据环境参数的覆冰预测法。

直接监测法针对导线覆冰后物理量的改变进行测量，主要有视频图像采集、导线拉力、导线弧垂、倾角测量等。上述方案虽在一定程度上满足了对架空线覆冰监控的需求，但其自身工作、测量精度易受覆冰条件下环境因素和导线动态的影响，在监测可靠性方面无法完全满足电网运维需求；此外，其测量量单一，无法完成对覆冰发展、冰型诊断等智能化分析的需求。

基于环境参数和覆冰增长模型的计算方式遵循覆冰产生、发展的因果关系，不受导线自身舞动等其他因素对传感器测量的影响，且可提供更加丰富的覆冰信息。然而，目前限制覆冰预测模型应用的主要因素在于对环境参数的测量，常用的风速计、湿度计，温度计等气象测量设备受到自身覆冰的制约，无法在导线覆冰时提供有效的气象参数。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种基于多圆柱阵列积冰器的大气覆冰参数寻值计算方法，以解决基于覆冰增长模型的输电线路覆冰监测应用中对环境参数的测量，常用的风速计、湿度计，温度计等气象测量设备受到自身覆冰的制约，无法在导线覆冰时提供有效的气象参数等技术问题。

本发明技术方案：

一种基于多圆柱阵列积冰器的大气覆冰参数寻值计算方法，它包括：

步骤1、根据测量需求确定待测覆冰参数个数；

步骤2、根据圆柱导体自然覆冰机理确定参数范围及取值精度；

步骤3、构建多圆柱阵列积冰器覆冰参数矩阵数据库；

步骤4、以多圆柱阵列积冰器单位时间质量增量及积冰导体直径为参量，在矩阵数据库中寻值得到待测覆冰参数。

步骤1所述覆冰参数包括：环境温度T、环境风速v、液态水含量w和水滴中值体积直径a。

构建多圆柱阵列积冰器覆冰参数矩阵数据库的方法为：首先构建覆冰增量计算模型，输入环境温度T、环境风速v、液态水含量w、水滴中值体积直径a和多圆柱阵列积冰器圆柱初始直径D五个覆冰参数，并确定每个参数的取值范围和取值精度，计算时间步长Δt内的覆冰增量Δm；α₁为水滴碰撞系数，α₃为冻结系数；记录整个覆冰参数与计算出的覆冰增量和积冰导体直径相对应的数据组合，构建成矩阵数据库；

Δm＝α₁α₃wvDLΔt。