架空輸電線路舞動精細化預測預警方法及系統與流程
2023-10-05 14:28:14 2
本發明涉及電氣工程技術領域，尤其涉及一種架空輸電線路舞動精細化預測預警方法及系統。
背景技術：
近十年來，輸電線路發生導線舞動的情況明顯增多，一旦因大面積舞動導致線路頻繁跳閘甚至斷線倒塔事故，會造成大面積的停電，影響電網安全穩定運行。因此，舞動防治已成為輸電線路急需解決的關鍵性問題之一。目前舞動發生模型主要是根據實驗室舞動試驗研究而提出的，這些舞動發生模型多基於一定的假設條件，實際情況下發生的舞動很難滿足這些條件，而且試驗室研究形成的舞動發生模型要求輸入的環境變量多，精度要求高，在實際條件下很難滿足開展大量準確的舞動觀測以獲得滿足模型所需參數變量，實驗室研究的舞動發生模型難以直接應用於實際的電網舞動預測業務。同時，架空線路舞動同時受氣象、地形等外部條件和線路型號、分裂數等線路結構內部條件的影響，因此，研究舞動的預測關鍵因子必須充分考慮外部條件和內部條件的共同影響，由於線路舞動的影響要素種類多，相關之間影響關係複雜，迫切需要研究不同尺度多要素的線路舞動預測預警模型，提高輸電線路覆冰舞動預警準確率，為提前部署輸電線路防舞措施爭取寶貴的時間，提升舞動預防技術水平，保障冬季電網運行安全。
技術實現要素：
本發明目的在於公開一種架空輸電線路舞動精細化預測預警方法及系統，以提升舞動預防技術水平，保障電網運行安全。
為實現上述目的，本發明公開了一種架空輸電線路舞動精細化預測預警方法，包括：
分別確定輸電線路覆冰不均勻係數、輸電線路動力條件係數和輸電線路結構易舞係數的量化計算公式；
根據所述輸電線路覆冰不均勻係數、輸電線路動力條件係數和輸電線路結構易舞係數三者的乘積劃分架空輸電線路舞動的預警等級；並對待預測架空輸電線路進行所屬預警等級的預測。
為實現上述目的，本發明還公開了一種架空輸電線路舞動精細化預測預警系統，包括：
第一處理模塊，用於分別確定輸電線路覆冰不均勻係數、輸電線路動力條件係數和輸電線路結構易舞係數的量化計算公式；
第二處理模塊，用於根據所述輸電線路覆冰不均勻係數、輸電線路動力條件係數和輸電線路結構易舞係數三者的乘積劃分架空輸電線路舞動的預警等級；並對待預測架空輸電線路進行所屬預警等級的預測。
本發明綜合考慮輸電線路覆冰不均勻性、動力條件和線路結構來建立不同尺度多要素的線路舞動預測預警模型，有效提升了線路覆冰舞動預防技術水平。且還具有以下有益效果：
1)、原理清晰，操作方便，具有很高的實用價值；
2)、可適用於提前對不同氣象條件、不同線路結構的輸電線路開展輸電線路舞動預測預警工作；
3)、可有效提高輸電線路舞動防治工作效率，對輸電線路舞動應急調度開展和現場搶修工作部署具有重要技術指導作用。
下面將參照附圖，對本發明作進一步詳細的說明。
附圖說明
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
圖1是本發明實施例公開的架空輸電線路舞動精細化預測預警方法流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
實施例1
本實施例公開一種架空輸電線路舞動精細化預測預警方法，如圖1所示，包括：
步驟S1、分別確定輸電線路覆冰不均勻係數、輸電線路動力條件係數和輸電線路結構易舞係數的量化計算公式。
步驟S2、根據輸電線路覆冰不均勻係數、輸電線路動力條件係數和輸電線路結構易舞係數三者的乘積劃分架空輸電線路舞動的預警等級；並對待預測架空輸電線路進行所屬預警等級的預測。
在本實施例中，可選的，可通過結合預測的線路覆冰厚度長徑大小和短徑大小來量化所述輸電線路覆冰不均勻係數。例如：所確定的輸電線路覆冰不均勻係數U的量化計算公式具體為：
其中，Ilong為預測的線路覆冰厚度長徑大小、Ishort為預測的線路覆冰厚度短徑大小。
在本實施例中，可選的，所確定的輸電線路動力條件係數X的量化計算公式可具體為：
X＝D*V*Q；其中，D為與線路走向與風向之間夾角相關的風向易舞係數；V為風速易舞係數；Q為地形易舞係數。進一步的，相關風向易舞係數、風速易舞係數及地形易舞係數的量化計算公式具體為：
D＝|sinθ|，其中，θ為線路走向與風向的夾角；
其中，Vwind為線路所在區域預測的風速大小；
其中，Qqifu為線路所在區域的地形起伏度。
在本實施例中，可選的，可通過結合線路導線線徑、導線分裂數和水平檔距來量化所述輸電線路覆冰不均勻係數。例如：輸電線路結構易舞係數G的量化計算公式具體為：
G＝L/900*F/2*(lnD)/8；
其中，L為導線線徑、F為導線分裂數、D為水平檔距。
將上述各具體系數的量化模型進行組合，按公式Z＝U*X*G計算輸電線路舞動的預警指數Z；其中，Z越大，則發生線路舞動的可能性越高。與上述預警指數Z相對應的架空輸電線路舞動的預警等級的劃分可具體為：
規則A：若Z≥10，則預測該段輸電線線路舞動預警等級為1級；
規則B：若5≤Z<10，則預測該段輸電線線路舞動預警等級為II級；
規則C：若0<Z10，則該段架空輸電線路的舞動預警等級為I級。
步驟(17)、將步驟(16)得到的架空線路舞動預測預警結果進行發布。
運算例二
具體步驟包括：
步驟(21)、同上述步驟(11)。
步驟(22)、輸電線路覆冰不均勻係數U的計算。根據步驟(21)獲得的電網輸電線路覆冰厚度長徑Ilong＝5mm、短徑Ishort＝5mm，根據線路覆冰不均勻性係數U的計算公式，得到U＝0，進入步驟(23)。
步驟(23)、計算輸電線路舞動預警指數。根據輸電線路舞動預警指數計算公式，得到該段線路舞動預警指數Z＝0。
步驟(24)、按照輸電線路舞動預警等級的劃分方法，Z＝0，則預測該段輸電線路不會發生舞動。
步驟(25)、將步驟(24)得到的架空線路舞動預測預警結果進行發布。
綜上，本實施例公開的架空輸電線路舞動精細化預測預警方法，綜合考慮輸電線路覆冰不均勻性、動力條件和線路結構來建立不同尺度多要素的線路舞動預測預警模型，有效提升了線路覆冰舞動預防技術水平。且還具有以下有益效果：
1)、原理清晰，操作方便，具有很高的實用價值；
2)、可適用於提前對不同氣象條件、不同線路結構的輸電線路開展輸電線路舞動預測預警工作；
3)、可有效提高輸電線路舞動防治工作效率，對輸電線路舞動應急調度開展和現場搶修工作部署具有重要技術指導作用。
實施例2
與上述方法實施例相對應的，本實施例公開一種架空輸電線路舞動精細化預測預警系統，包括：
第一處理模塊，用於分別確定輸電線路覆冰不均勻係數、輸電線路動力條件係數和輸電線路結構易舞係數的量化計算公式；
第二處理模塊，用於根據輸電線路覆冰不均勻係數、輸電線路動力條件係數和輸電線路結構易舞係數三者的乘積劃分架空輸電線路舞動的預警等級；並對待預測架空輸電線路進行所屬預警等級的預測。
可選的，上述第一處理模塊通過結合預測的線路覆冰厚度長徑大小和短徑大小來量化輸電線路覆冰不均勻係數；並通過結合線路導線線徑、導線分裂數和水平檔距來量化輸電線路覆冰不均勻係數；以及所確定的輸電線路動力條件係數X的量化計算公式具體為：
X＝D*V*Q；其中，D為與線路走向與風向之間夾角相關的風向易舞係數；V為風速易舞係數；Q為地形易舞係數。
進一步的，上述所確定的輸電線路覆冰不均勻係數U的量化計算公式可具體為：
其中，Ilong為預測的線路覆冰厚度長徑大小、Ishort為預測的線路覆冰厚度短徑大小。
可選的，上述在確定的輸電線路動力條件係數中的風向易舞係數、風速易舞係數及地形易舞係數的量化計算公式可具體為：
D＝|sinθ|，其中，θ為線路走向與風向的夾角；
其中，Vwind為線路所在區域預測的風速大小；
其中，Qqifu為線路所在區域的地形起伏度。
同理，可選的，上述輸電線路結構易舞係數G的量化計算公式可具體為：
G＝L/900*F/2*(lnD)/8；
其中，L為導線線徑、F為導線分裂數、D為水平檔距。
將上述各具體系數的量化模型進行組合，按公式Z＝U*X*G計算輸電線路舞動的預警指數Z，其中，Z越大，則發生線路舞動的可能性越高。與上述預警指數Z相對應的架空輸電線路舞動的預警等級的劃分可具體為：
規則A：若Z≥10，則預測該段輸電線線路舞動預警等級為1級；
規則B：若5≤Z<10，則預測該段輸電線線路舞動預警等級為II級；
規則C：若0<Z<5，則預測該段輸電線線路舞動預警等級為III級；
規則D：若Z＝0，則預測該段輸電線路不會發生舞動；
綜上，本實施例公開的架空輸電線路舞動精細化預測預警系統，綜合考慮輸電線路覆冰不均勻性、動力條件和線路結構來建立不同尺度多要素的線路舞動預測預警模型，有效提升了線路覆冰舞動預防技術水平。且還具有以下有益效果：
1)、原理清晰，操作方便，具有很高的實用價值；
2)、可適用於提前對不同氣象條件、不同線路結構的輸電線路開展輸電線路舞動預測預警工作；
3)、可有效提高輸電線路舞動防治工作效率，對輸電線路舞動應急調度開展和現場搶修工作部署具有重要技術指導作用。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。