[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

摘要

本发明公开了一种基于温度垂直廓线的输电线路覆冰类型预测方法，该方法为下述步骤1.历史探测数据筛选参数设定，2.有效数据记录筛选，3.温度廓线图绘制，4.区域面积比计算，5.覆冰类型面积阈值确定，6.温度廓线面积比和地面参数预测，7.覆冰类型预测。本方法的有益效果为1、本发明填补了目前尚无基于大气温度垂直廓线分析的输电线路覆冰类型预测技术空白，适用于电网所有类型的覆冰预测，实用性强。2、本发明通过利用预测地区的历史覆冰资料构建该地区阈值，来预测该区域的电网覆冰类型，准确率高。3、本发明预测得到的输电线路覆冰类型，在冬季电网覆冰期间，为开展电网覆冰融冰、除冰工作供了重要的参考依据。

主权项

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Se，则观测时段为[S0,Se]；(2)筛选有效数据记录：获取站点在[S0,Se]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Si+，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Sj‑，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rmax与最小值rmin，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rmin+kΔr对应主要覆冰类型的频次记为Pk，k取值范围为[0，[rmax‑rmin]/Δr]，采用正态函数拟合所有Pk，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rmin≤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≤rmax，预测覆冰类型为雨凇；判识四：当r不在[rmin，rmax]范围之间，预测无覆冰。