[发明专利]基于连续雨凇的输电线路覆冰厚度增长率分布图绘制方法

摘要

本发明提供了一种基于连续雨凇日数的输电线路覆冰厚度增长率分布图绘制方法，包括下述步骤1.建立覆冰数据库，2.初步估计覆冰厚度，3.建立覆冰厚度优化校正模型，计算历史连续雨凇发生时的覆冰厚度校正值，4.计算覆冰增长率，5.覆冰增长率重现期计算，6.计算结果插值、平滑与电网GIS平台展示。本方法的有益效果为1、可操作性强、实用性强；2、适用性广，移植性好，能够绘制任意区域的覆冰厚度增长速率分布图；3、能够科学合理的反应历史覆冰过程中覆冰厚度的增长情况，为研究历史覆冰增长规律提供了重要的突破点。

主权项

一种基于连续雨凇日数的输电线路覆冰厚度增长率分布图绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立覆冰数据库：根据气象部门各个气象观测站的气象要素数据，包括电线覆冰厚度、历史每年冬季，即历史每年12月—次年2月每日雨凇现象观测记录、风速、每日总降水量和连续降水时长，建立气象覆冰数据库；根据电力部门各个人工观测哨的气象记录数据，包括输电线路覆冰厚度、雨凇现象观测记录、风速、每日总降水量和连续降水时长，建立电力覆冰观测数据库；(2)初步估计各站点各个连续雨凇发生时段的累积覆冰厚度，站点包括气象观测站和人工观测哨；通过步骤(1)建立的气象覆冰数据库和电力覆冰观测数据库统计出历史每年冬季，即历史每年12月—次年2月连续雨凇发生时段，及各个连续雨凇发生时段的时长；利用气象覆冰数据库和电力覆冰观测数据库中的数据，根据覆冰厚度增长公式，计算第i年第j个连续雨凇发生时段的累积覆冰厚度的初步估计值Tij,(i＝1，2，...，n)，(j＝1，2，...，m)，其中n为总的历史年数，m为第i年连续雨凇发生时段的个数；所述覆冰厚度增长公式采用JONES模型，公式如下：Tij=1ρ1π∫t=1h[(pρ0)2+(3.6vw)2]1/2dt]]>其中，ρ1为冰的密度，取值0.8g/cm3，ρ0为水的密度，取值1g/cm3，p为每日总降水量，w为液态水含量，是每日总降水量p的函数，w＝0.067p0.846；v为风速，h为连续降水日数，t表示连续降水的第t日；(3)确定覆冰厚度回归校正模型，并计算各个连续雨凇发生时段的累积覆冰厚度的校正值；(3.1)建立覆冰厚度回归校正模型其中，表示第i年第j个连续雨凇发生时段的累积覆冰厚度的校正值，a和b为回归参数；(3.2)将记录有输电线路覆冰厚度的站点作为样本，利用步骤(1)中的样本的输电线路覆冰厚度和步骤(2)中样本的累积覆冰厚度的初步估计值，采用最小二乘法计算回归参数a和b；(3.3)计算第i年第j个连续雨凇发生时段的累积覆冰厚度的校正值(4)计算最大平均覆冰厚度增长速率；(4.1)根据步骤(3.3)计算得到的和连续雨凇发生时段的时长，计算第i年第j个连续雨凇发生时段的平均覆冰厚度增长速率xij,(i＝1，2，...，n)，(j＝1，2，...，m)，计算公式为：(4.2)计算第i年的最大平均覆冰厚度增长速率xi,(i＝1，2，...，n)，计算公式为：xi＝max(xi1,xi2,…,xij,…,xim)(5)覆冰增长率重现期计算；根据步骤(4)中计算得到的单一站点的每年最大平均覆冰厚度增长速率，利用概率分布函数，计算单一站点不同重现期下的最大平均覆冰厚度增长速率；利用皮尔逊‐III型概率分布函数进行重现期的计算，皮尔逊‐III型概率分布函数如下：p(xi)=βαΓ(α)(xi-α0)α-1e-β(xi-α0)]]>α=4Cs2,β=2x‾CsCv,α0=x‾(1-2Cv/Cs)]]>Cv=1n-1Σi=1n(xix‾)2,Cs=Σi=1n(xi/x‾-1)3(n-3)Cv3]]>其中，p(xi)为概率密度函数，表示最大平均覆冰厚度增长速率xi的发生概率，Γ(α)为伽玛函数，为xi的平均值；将步骤(4)计算得到的单一站点每年最大平均覆冰厚度增长速率带入到公式当中，得到不同概率密度下的最大平均覆冰厚度增长速率曲线，根据概率p(xi)与重现期T的关系得到该站点不同重现期下的最大平均覆冰厚度增长速率；依次计算所有站点在不同重现期下的最大平均覆冰厚度增长速率；(6)将步骤(5)的计算结果插值、平滑与电网GIS展示；根据展示区域的要求，确定电网GIS展示空间经度与纬度范围，并确定空间插值分辨率；根据分辨率，将空间范围等分为若干网格；将步骤(5)计算得到的展示区域内所有站点在不同重现期下的最大平均覆冰厚度增长速率，利用插值方法，插值到划分的网格点上，并对插值结果进行平滑处理，并在电网GIS平台上进行图像展示，输出分布图绘制结果。