一種基于空氣運動計算的電網覆冰開始時間計算方法技術

本發明專利技術公開了一種基于空氣運動計算的電網覆冰開始時間計算方法，該方法為下述步驟：1.觀測數據獲取，2.數據網格化處理，3.鋒線點篩選，4.副高邊緣點篩選，5.距離計算，6.冷空氣移動速度計算，7.鋒線點移動時間計算，8.覆冰發生時間計算。本方法的有益效果為：本發明專利技術填補了目前尚無基于空氣運動計算的電網覆冰開始時間計算方法技術空白，適用于電網所有易覆冰點的覆冰開始時間預測，計算操作簡單，實用性強。本發明專利技術考慮鋒線點的受力情況，建立鋒線點的運動方程，計算運動時間，從而計算覆冰開始時間，準確率高。本發明專利技術計算得到的輸電線路覆冰開始時間，在冬季電網覆冰期間，為開展電網融、除冰工作部署供了科學的參考依據。

A method for calculating the starting time of ice cover based on air motion calculation

The invention discloses a power grid icing calculation based on the calculation method of air movement start time, the method for the following steps: 1 data acquisition, 2 grid data processing, screening 3 attack points, 4 points 5 screening of the edge of the subtropical high, the cold air moving distance calculation, 6 speed calculation, 7 front point moving time the calculation time, 8 icing calculation. The method has the beneficial effect of the invention is that the invention fills the grid icing on the air there is no motion computation start time gap method, predicting the start time for power all easy to cover the freezing point of the ice, simple calculation operation, strong practicability. The invention takes into account the force condition of the frontal point, establishes the motion equation of the frontal point and calculates the moving time, so as to calculate the starting time of the icing, and the accuracy is high. The icing time of the transmission line is calculated, which provides scientific reference basis for carrying out the work of melting and deicing of the electric network during the icing of the power grid in winter.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于輸配電
，尤其涉及一種基于空氣運動計算的電網覆冰開始時間計算方法。
技術介紹
北方冷空氣的南下是導致輸電線路覆冰的重要關鍵因子，對于電網安全造成嚴重威脅。而冷空氣到達易覆冰線路的時間，對開展電網抗冰部署，融冰決策至關重要。因此，迫切需要對電網覆冰開始時間進行計算。現有技術當中，覆冰開始時間的計算主要通過人工經驗來估測天氣圖上大尺度系統的移動，然而這種估算方法對于往往只考慮單一的天氣系統。同時，由于天氣系統尺度較大，人為估算的不確定性較高，估算精度較粗，且未考慮空氣運動過程，對于易覆冰點的估算結果與實際偏差較大。因此，本專利技術通過計算鋒線點的位置、移動速度，同時，考慮副高邊緣點對冷空氣南下的影響，計算所有鋒線點到達易覆冰點的時間。同時，選取最小時間作為微地形點的覆冰發生時間。利用本專利技術，能夠提前準確預測覆冰微地形點的覆冰開始時間，為開展融冰決策，優化資源調度提供參考。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是：針對當前覆冰發生時間計算技術的不足，提出一種基于空氣運動計算的電網覆冰開始時間計算方法，使用該方法可提前計算覆冰開始時間，為電網抗冰調度，采取應對措施提供科學支撐。本專利技術的解決方案是：一種基于空氣運動計算的電網覆冰開始時間計算方法，系考慮了鋒線的溫度變化特征，并考慮了副高邊緣的影響，計算每一個鋒線點移動速度，從而計算預測點的覆冰發生時間。該方法的具體步驟如下：(1)觀測數據獲取確定計算開始時間為t0、預測點P的位置及包含P的計算區域Q，收集t0時刻與前24小時t-24區域Q范圍內高空500hPa高度觀測數據、風速風向觀測數據、地面溫度觀測數據。(2)數據網格化處理設定網格分辨率為r，并將步驟(1)設定的區域Q劃分為r×r的網格。同時，將步驟(1)收集的t0和t-24時刻的500hPa高度觀測數據、風速風向數據、地面溫度數據，利用克里金方法插值到網格點上。(3)鋒線點篩選計算步驟(2)網格化處理的地面t0和t-24時刻氣溫點，計算24小時變溫Δt＝t0-t-24按照自西向東，自北向南的順序，篩選Δt小于-8℃且在t0和t-24時段內最低氣溫小于4℃的格點，對于經度相同的點，選取緯度較小的點作為鋒線點，記為Fi，其中i＝1…n，共n個點。(4)副高邊緣點篩選計算步驟(2)網格化處理的地面t0時刻的高度數據網格點，按照自西向東，自南向北的順序篩選大于等于5880的網格點，對于篩選后經度相同的網格點，先篩選緯度連續的網格點，然后在其中選取緯度大的點作為副高邊緣點，記為Hj，j＝1…m，共m個點。(5)距離計算計算步驟(3)確定的每一個鋒線點Fi與預測點P的水平距離，記為Li。計算步驟(4)確定的每一個副高邊緣點與步驟(3)確定的每一個鋒線點的水平距離，記為Sij。(6)冷空氣移動速度計算計算步驟(4)選取的每一個副高邊緣點Hj，與鋒線點Fi在500hPa平面上的高度差，記為ΔHij，加速度計算如下： a i j = gΔH i j | S i j | 2 · S i j ‾ ]]>其中，g為重力加速度，取9.8m/s2。則所有影響鋒線點Fi的副高邊緣點產生的加速度和為： A i ‾ = Σ j = 1 m a i j ‾ ]]>分別計算鋒線點Fi的加速度和速度在距離Li方向上的分量 a i = | A i ‾ | · c o s α ]]> v i = | V i → | · c o s β ]]>則Li方向上的速度為vit＝vi+ait，t為時間，α和β為加速度和速度與Li方向的夾角。(7)鋒線點移動時間計算根據步驟(5)的計算的距離Li和步驟(6)計算的Li方向上速度vit，計算鋒線點Fi到達預測點P的時間ti t i = v i 2 + 2 L i a i - v i a i ]]>(8)覆冰發生時間計算重復步驟(6)-(7)計算所有鋒線點到達預測點P的時間，并選取最小時間tmin，作為發生覆冰時間。tmin＝min{ti本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于空氣運動計算的電網覆冰開始時間計算方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)觀測數據獲取確定計算開始時間為t0、預測點P的位置及包含P的計算區域Q，獲取t0時刻與前24小時t?24區域Q范圍內高空500hPa高度觀測數據、風速風向觀測數據、地面溫度觀測數據；(2)數據網格化處理設定網格分辨率為r，并將步驟(1)設定的區域Q劃分為r×r的網格，同時，將步驟(1)收集的t0和t?24時刻的500hPa高度觀測數據、風速風向數據、地面溫度數據，利用克里金方法插值到網格點上；(3)鋒線點篩選計算步驟(2)網格化處理的地面t0和t?24時刻氣溫點，計算24小時變溫Δt＝t0?t?24按照自西向東，自北向南的順序，篩選Δt小于?8℃且在t0和t?24時段內最低氣溫小于4℃的格點，對于經度相同的點，選取緯度較小的點作為鋒線點，記為Fi，其中i＝1…n，共n個點；(4)副高邊緣點篩選計算步驟(2)網格化處理的地面t0時刻的高度數據網格點，按照自西向東，自南向北的順序篩選大于等于5880的網格點，對于篩選后經度相同的網格點，先篩選緯度連續的網格點，然后在其中選取緯度大的點作為副高邊緣點，記為Hj，j＝1…m，共m個點；(5)距離計算計算步驟(3)確定的每一個鋒線點Fi與預測點P的水平距離，記為Li；計算步驟(4)確定的每一個副高邊緣點與步驟(3)確定的每一個鋒線點的水平距離，記為Sij；(6)冷空氣移動速度計算計算步驟(4)選取的每一個副高邊緣點Hj，與鋒線點Fi在500hPa平面上的高度差，記為ΔHij，加速度計算如下：其中，g為重力加速度，取9.8m/s2；則所有影響鋒線點Fi的副高邊緣點產生的加速度和為：分別計算鋒線點Fi的加速度和速度在距離Li方向上的分量ai=|Ai→|·cosα]]>vi=|Vi→|·cosβ]]>則Li方向上的速度為vit＝vi+ait，t為時間，α和β為加速度和速度與Li方向的夾角；(7)鋒線點移動時間計算根據步驟(5)的計算的距離Li和步驟(6)計算的Li方向上速度vit，計算鋒線點Fi到達預測點P的時間titi=vi2+2Liai-viai]]>(8)覆冰發生時間計算重復步驟(6)?(7)計算所有鋒線點到達預測點P的時間，并選取最小時間tmin，作為發生覆冰時間，即tmin＝min{ti}。...

【技術特征摘要】
1.一種基于空氣運動計算的電網覆冰開始時間計算方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)觀測數據獲取確定計算開始時間為t0、預測點P的位置及包含P的計算區域Q，獲取t0時刻與前24小時t-24區域Q范圍內高空500hPa高度觀測數據、風速風向觀測數據、地面溫度觀測數據；(2)數據網格化處理設定網格分辨率為r，并將步驟(1)設定的區域Q劃分為r×r的網格，同時，將步驟(1)收集的t0和t-24時刻的500hPa高度觀測數據、風速風向數據、地面溫度數據，利用克里金方法插值到網格點上；(3)鋒線點篩選計算步驟(2)網格化處理的地面t0和t-24時刻氣溫點，計算24小時變溫Δt＝t0-t-24按照自西向東，自北向南的順序，篩選Δt小于-8℃且在t0和t-24時段內最低氣溫小于4℃的格點，對于經度相同的點，選取緯度較小的點作為鋒線點，記為Fi，其中i＝1…n，共n個點；(4)副高邊緣點篩選計算步驟(2)網格化處理的地面t0時刻的高度數據網格點，按照自西向東，自南向北的順序篩選大于等于5880的網格點，對于篩選后經度相同的網格點，先篩選緯度連續的網格點，然后在其中選取緯度大的點作為副高邊緣點，記為Hj，j＝1…m，共m個點；(5)距離計算計算步驟(3)確定的每一個鋒線點Fi與預測點P的水平距離，記為Li；計算步驟(4)確定的每一個副高邊緣點與步驟(3)確定的每一個鋒線點的水平距離，記為Sij；(6)冷空氣移動速度計算計算步驟(4)選取的每一個副高邊緣點Hj，與鋒線點Fi在500hPa平面上的高度差，記為ΔHij，加速度計算如下：其中，g為重力加速度，取9.8m/s2；則所有影響鋒線點Fi的副高邊緣點產生的加速度和為：分別計算鋒線點Fi的加速度和速度在距離Li方向上的分量 a i = | A ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸佳政，馮濤，徐勛建，郭俊，張杰，李麗，
申請(專利權)人：國網湖南省電力公司，國網湖南省電力公司防災減災中心，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43