專利名稱：一種電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法。
背景技術(shù)：
合理地確定輸電線路設(shè)計(jì)冰厚一直是線路設(shè)計(jì)工作面臨的重要問(wèn)題，直接關(guān)系到線路的抗冰負(fù)荷能力和投資?？梢?jiàn)，能夠定量給出區(qū)域覆冰分布情況的冰區(qū)圖是進(jìn)行線路抗冰設(shè)計(jì)的有效工具和依據(jù)。由于電網(wǎng)冰害事故的不斷出現(xiàn)，要求必須根據(jù)覆冰情況對(duì)線路進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，既要適度地提高抗冰設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，又要考慮到經(jīng)濟(jì)技術(shù)要求而不能造成浪費(fèi)；此外，冰區(qū)圖也能夠在一定程度反映區(qū)域覆冰情況，對(duì)線路管理和運(yùn)行也具有一定的參考價(jià)值，有助于進(jìn)ー步增強(qiáng)電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害的能力，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。因此，制定電網(wǎng)冰區(qū)圖的繪制方法是ー項(xiàng)極為迫切和關(guān)鍵的工作?，F(xiàn)有技術(shù)中“陜西省冰區(qū)劃分”(電網(wǎng)技術(shù)，第34卷第4期，2010年4月，陜西省冰區(qū)劃分，吳素良、范建勛、宋麗莉、毛明策、孫嫻；)利用氣象數(shù)據(jù)與電線積冰數(shù)據(jù)，建立了各種氣象要素與電カ覆冰厚度的回歸模型，推算出電線覆冰厚度，利用皮爾遜III型分布計(jì)算了陜西省50a —遇電線積冰厚度，并將覆冰厚度訂正至20米高處，繪制了陜西省50a —遇冰區(qū)分布圖。但是，該文獻(xiàn)提供的冰區(qū)分布圖繪制方法中，典型導(dǎo)線的選取、具體冰厚等級(jí)劃分等不符合氣象部門(mén)的勘測(cè)規(guī)范以及電力部門(mén)頒布的設(shè)計(jì)規(guī)范，未根據(jù)實(shí)際輸電線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)統(tǒng)計(jì)出的不同重現(xiàn)期設(shè)計(jì)冰厚進(jìn)行訂正，降低了冰區(qū)分布圖的實(shí)用性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供ー種電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法，為輸電線路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)維和改造提供依據(jù)和指導(dǎo)。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案ー種電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法，所述方法包括以下步驟步驟I:收集數(shù)據(jù)；步驟2 :計(jì)算不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)冰厚；步驟3 :微地形訂正覆冰厚度；步驟4 :繪制所述電網(wǎng)冰區(qū)分布圖；步驟5 :訂正所述電網(wǎng)冰區(qū)分布圖。所述步驟I中，數(shù)據(jù)包括本地區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、本地區(qū)歷年冬季逐日氣象資料數(shù)據(jù)和本地區(qū)數(shù)字高程模型及地形圖底圖資料數(shù)據(jù)。所述本地區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括運(yùn)行330kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路走廊的設(shè)計(jì)冰厚、驗(yàn)算冰厚、經(jīng)緯度和地形信息，以及輸電線路實(shí)測(cè)覆冰處的經(jīng)緯度、覆冰類型、覆冰厚度和地形信息；所述本地區(qū)歷年冬季逐日氣象資料數(shù)據(jù)包括本地區(qū)地面氣象觀測(cè)站歷年冬季逐日氣象資料數(shù)據(jù)以及本地區(qū)具有電線覆冰資料的地面氣象觀測(cè)站的逐日覆冰資料數(shù)據(jù)；所述本地區(qū)地面氣象觀測(cè)站歷年冬季逐日氣象資料數(shù)據(jù)包括日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日平均相対濕度、日平均水汽壓、日降水量、日照時(shí)數(shù)和日平均風(fēng)速，所述本地區(qū)具有電線覆冰資料的地面氣象觀測(cè)站的逐日覆冰資料包括覆冰冰重和覆冰長(zhǎng)短徑。所述步驟2包括以下步驟步驟2-1 :將地面氣象觀測(cè)站的覆冰資料轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)冰厚；步驟2-2 :將標(biāo)準(zhǔn)冰厚進(jìn)行高度及線徑訂正；步驟2-3 :根據(jù)覆冰資料計(jì)算設(shè)計(jì)冰厚。所述步驟2-1中，當(dāng)南北向覆冰厚度與東西向覆冰厚度不同時(shí)，取覆冰厚度較大者；具有實(shí)測(cè)冰重的覆冰資料選取根據(jù)冰重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)冰厚轉(zhuǎn)化，具有實(shí)測(cè)覆冰長(zhǎng)短徑的覆冰資料根據(jù)覆冰長(zhǎng)短徑進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)冰厚轉(zhuǎn)化。所述步驟2-2中，將標(biāo)準(zhǔn)冰厚訂正為離地高度為10米、直徑為26. 8毫米、且不帶電、非扭轉(zhuǎn)的導(dǎo)線上的覆冰冰厚。所述步驟2-3中，通過(guò)采用多元逐步線性回歸法統(tǒng)計(jì)覆冰厚度與各相關(guān)的氣象參量間的關(guān)系模型，并將該模型推廣至地面氣象觀測(cè)站，利用相應(yīng)的氣象參量記錄，計(jì)算地面氣象觀測(cè)站相應(yīng)的歷史覆冰冰厚，進(jìn)而，根據(jù)極值I型、Gumble分布或者皮爾遜III型統(tǒng)計(jì)模型計(jì)算地面氣象觀測(cè)站所在位置不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)冰厚。所述步驟3中，根據(jù)具有覆冰觀測(cè)業(yè)務(wù)的地面氣象觀測(cè)站的分布情況，將繪圖范圍進(jìn)ー步細(xì)化為網(wǎng)格狀區(qū)域，劃分后的單個(gè)網(wǎng)格內(nèi)應(yīng)包含至少ー個(gè)地面氣象觀測(cè)站，將網(wǎng)格內(nèi)根據(jù)地面氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到的不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)冰厚作為標(biāo)準(zhǔn)值，根據(jù)海拔高程數(shù)據(jù)，計(jì)算不同高程內(nèi)的微地形覆冰厚度。所述步驟4中，采用空間插值法將微地形影響訂正后的覆冰厚度進(jìn)行空間插值，并繪制電網(wǎng)冰區(qū)分布圖；所述空間插值法包括克里格插值法。所述步驟5中，對(duì)在運(yùn)行線路覆冰事故點(diǎn)實(shí)測(cè)覆冰進(jìn)行質(zhì)量控制并將實(shí)測(cè)覆冰厚度轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)冰厚，比較所述標(biāo)準(zhǔn)冰厚與所述電網(wǎng)冰區(qū)分布圖顯示的事故點(diǎn)的設(shè)計(jì)冰厚，結(jié)合氣候、地形、海抜和水體對(duì)所繪電網(wǎng)冰區(qū)分布圖進(jìn)行訂正。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于I、針對(duì)覆冰資料的不同，規(guī)定了相應(yīng)的計(jì)算不同重現(xiàn)期設(shè)計(jì)冰厚的處理方式，便于各地區(qū)根據(jù)實(shí)際情況選用；2、規(guī)定了折算覆冰厚度的典型導(dǎo)線，符合氣象部門(mén)的觀測(cè)規(guī)范和電カ部門(mén)的設(shè)計(jì)規(guī)范，提高了電網(wǎng)冰區(qū)分布圖的實(shí)用性；3、制定了根據(jù)在運(yùn)行線路設(shè)計(jì)冰厚以及覆冰事故點(diǎn)覆冰資料等實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)冰區(qū)分布圖進(jìn)行訂正的方法；4、明確了冰區(qū)等級(jí)劃分及相應(yīng)的色標(biāo)，有利于電網(wǎng)冰區(qū)分布圖的實(shí)際應(yīng)用；5、制定了電網(wǎng)冰區(qū)分布圖的精細(xì)化訂正方法，有助于衡量微地形、微氣象對(duì)冰區(qū)劃分結(jié)果的影響。


圖I是電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1，ー種電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法，所述方法包括以下步驟步驟I:收集數(shù)據(jù)；步驟2 :計(jì)算不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)冰厚；步驟3 :微地形訂正覆冰厚度；步驟4 :繪制所述電網(wǎng)冰區(qū)分布圖；步驟5 訂正所述電網(wǎng)冰區(qū)分布圖。所述步驟I中，數(shù)據(jù)包括本地區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、本地區(qū)歷年冬季逐日氣象資料數(shù)據(jù)和本地區(qū)數(shù)字高程模型及地形圖底圖資料數(shù)據(jù)。所述本地區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括運(yùn)行330kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路走廊的設(shè)計(jì)冰厚、驗(yàn)算冰厚、經(jīng)緯度和地形信息，以及輸電線路實(shí)測(cè)覆冰處的經(jīng)緯度、覆冰類型、覆冰厚度和地形信息； 所述本地區(qū)歷年冬季逐日氣象資料數(shù)據(jù)包括本地區(qū)地面氣象觀測(cè)站歷年冬季(11月I日至次年3月31日)逐日氣象資料數(shù)據(jù)以及本地區(qū)具有電線覆冰資料的地面氣象觀測(cè)站的逐日覆冰資料數(shù)據(jù)；所述本地區(qū)地面氣象觀測(cè)站歷年冬季逐日氣象資料數(shù)據(jù)包括日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日平均相対濕度、日平均水汽壓、日降水量、日照時(shí)數(shù)和日平均風(fēng)速，所述本地區(qū)具有電線覆冰資料的地面氣象觀測(cè)站的逐日覆冰資料包括覆冰冰重和覆冰長(zhǎng)短徑。收集本地區(qū)數(shù)字高程模型和地形圖底圖資料數(shù)據(jù)。其中，地形圖底圖應(yīng)與本地區(qū)數(shù)字高程模型資料匹配。所述步驟2包括以下步驟步驟2-1 :將地面氣象觀測(cè)站的覆冰資料轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)冰厚；步驟2-2 :將標(biāo)準(zhǔn)冰厚進(jìn)行高度及線徑訂正；步驟2-3 :根據(jù)覆冰資料計(jì)算設(shè)計(jì)冰厚。所述步驟2-1中，當(dāng)南北向覆冰厚度與東西向覆冰厚度不同時(shí)，取覆冰厚度較大者；具有實(shí)測(cè)冰重的覆冰資料選取根據(jù)冰重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)冰厚轉(zhuǎn)化，具有實(shí)測(cè)覆冰長(zhǎng)短徑的覆冰資料根據(jù)覆冰長(zhǎng)短徑進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)冰厚轉(zhuǎn)化。所述步驟2-2中，將標(biāo)準(zhǔn)冰厚訂正為離地高度為10米、直徑為26. 8毫米、且不帶電、非扭轉(zhuǎn)的導(dǎo)線上的覆冰冰厚。所述步驟2-3中，本地區(qū)地面氣象觀測(cè)站的覆冰觀測(cè)歷史年代序列較短時(shí)，通過(guò)采用多元逐步線性回歸法統(tǒng)計(jì)覆冰厚度與各相關(guān)的氣象參量間的關(guān)系模型，并將該模型推廣至地面氣象觀測(cè)站，利用相應(yīng)的氣象參量記錄，計(jì)算地面氣象觀測(cè)站相應(yīng)的歷史覆冰冰厚，進(jìn)而，根據(jù)極值I型、Gumble分布或者皮爾遜III型統(tǒng)計(jì)模型計(jì)算地面氣象觀測(cè)站所在位置不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)冰厚。所述步驟3中，根據(jù)具有覆冰觀測(cè)業(yè)務(wù)的地面氣象觀測(cè)站的分布情況，將繪圖范圍進(jìn)ー步細(xì)化為網(wǎng)格狀區(qū)域，劃分后的單個(gè)網(wǎng)格內(nèi)應(yīng)包含至少ー個(gè)地面氣象觀測(cè)站，將網(wǎng)格內(nèi)根據(jù)地面氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到的不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)冰厚作為標(biāo)準(zhǔn)值，根據(jù)海拔高程數(shù)據(jù)，計(jì)算不同高程內(nèi)的微地形覆冰厚度。
所述步驟4中，采用空間插值法將微地形影響訂正后的覆冰厚度進(jìn)行空間插值，并繪制電網(wǎng)冰區(qū)分布圖，所述空間插值法包括克里格插值法。電網(wǎng)冰區(qū)分布圖的冰區(qū)分類及色標(biāo)規(guī)定如下表I所示表I
權(quán)利要求
1.ー種電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法，其特征在于所述方法包括以下步驟 步驟I:收集數(shù)據(jù)； 步驟2 :計(jì)算不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)冰厚； 步驟3 :微地形訂正覆冰厚度； 步驟4 :繪制所述電網(wǎng)冰區(qū)分布圖； 步驟5 :訂正所述電網(wǎng)冰區(qū)分布圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法，其特征在于所述步驟I中，數(shù)據(jù)包括本地區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、本地區(qū)歷年冬季逐日氣象資料數(shù)據(jù)和本地區(qū)數(shù)字高程模型及地形圖底圖資料數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法，其特征在于所述本地區(qū)輸電線 路設(shè)計(jì)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括運(yùn)行330kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路走廊的設(shè)計(jì)冰厚、驗(yàn)算冰厚、經(jīng)緯度和地形信息，以及輸電線路實(shí)測(cè)覆冰處的經(jīng)緯度、覆冰類型、覆冰厚度和地形信息； 所述本地區(qū)歷年冬季逐日氣象資料數(shù)據(jù)包括本地區(qū)地面氣象觀測(cè)站歷年冬季逐日氣象資料數(shù)據(jù)以及本地區(qū)具有電線覆冰資料的地面氣象觀測(cè)站的逐日覆冰資料數(shù)據(jù)；所述本地區(qū)地面氣象觀測(cè)站歷年冬季逐日氣象資料數(shù)據(jù)包括日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日平均相対濕度、日平均水汽壓、日降水量、日照時(shí)數(shù)和日平均風(fēng)速，所述本地區(qū)具有電線覆冰資料的地面氣象觀測(cè)站的逐日覆冰資料包括覆冰冰重和覆冰長(zhǎng)短徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法，其特征在于所述步驟2包括以下步驟 步驟2-1 :將地面氣象觀測(cè)站的覆冰資料轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)冰厚； 步驟2-2 :將標(biāo)準(zhǔn)冰厚進(jìn)行高度及線徑訂正； 步驟2-3 :根據(jù)覆冰資料計(jì)算設(shè)計(jì)冰厚。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法，其特征在于所述步驟2-1中，當(dāng)南北向覆冰厚度與東西向覆冰厚度不同時(shí)，取覆冰厚度較大者；具有實(shí)測(cè)冰重的覆冰資料選取根據(jù)冰重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)冰厚轉(zhuǎn)化，具有實(shí)測(cè)覆冰長(zhǎng)短徑的覆冰資料根據(jù)覆冰長(zhǎng)短徑進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)冰厚轉(zhuǎn)化。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法，其特征在于所述步驟2-2中，將標(biāo)準(zhǔn)冰厚訂正為離地高度為10米、直徑為26. 8毫米、且不帶電、非扭轉(zhuǎn)的導(dǎo)線上的覆冰冰厚。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法，其特征在于所述步驟2-3中，通過(guò)采用多元逐步線性回歸法統(tǒng)計(jì)覆冰厚度與各相關(guān)的氣象參量間的關(guān)系模型，并將該模型推廣至地面氣象觀測(cè)站，利用相應(yīng)的氣象參量記錄，計(jì)算地面氣象觀測(cè)站相應(yīng)的歷史覆冰冰厚，進(jìn)而，根據(jù)極值I型、Gumble分布或者皮爾遜III型統(tǒng)計(jì)模型計(jì)算地面氣象觀測(cè)站所在位置不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)冰厚。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法，其特征在于所述步驟3中，根據(jù)具有覆冰觀測(cè)業(yè)務(wù)的地面氣象觀測(cè)站的分布情況，將繪圖范圍進(jìn)一步細(xì)化為網(wǎng)格狀區(qū)域，劃分后的單個(gè)網(wǎng)格內(nèi)應(yīng)包含至少ー個(gè)地面氣象觀測(cè)站，將網(wǎng)格內(nèi)根據(jù)地面氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到的不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)冰厚作為標(biāo)準(zhǔn)值，根據(jù)海拔高程數(shù)據(jù)，計(jì)算不同高程內(nèi)的微地形覆冰厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法，其特征在于所述步驟4中，采用空間插值法將微地形影響訂正后的覆冰厚度進(jìn)行空間插值，并繪制電網(wǎng)冰區(qū)分布圖；所述空間插值法包括克里格插值法。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法，其特征在于所述步驟5中，對(duì)在運(yùn)行線路覆冰事故點(diǎn)實(shí)測(cè)覆冰進(jìn)行質(zhì)量控制并將實(shí)測(cè)覆冰厚度轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)冰厚，比較所述標(biāo)準(zhǔn)冰厚與所述電網(wǎng)冰區(qū)分布圖顯示的事故點(diǎn)的設(shè)計(jì)冰厚，結(jié)合氣候、地形、海抜和水體對(duì)所繪電網(wǎng)冰區(qū)分布圖進(jìn)行訂正。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電網(wǎng)冰區(qū)分布圖繪制方法，包括以下步驟收集數(shù)據(jù)；計(jì)算不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)冰厚；微地形訂正覆冰厚度；繪制所述電網(wǎng)冰區(qū)分布圖；訂正所述電網(wǎng)冰區(qū)分布圖。該方法為輸電線路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)維和改造提供依據(jù)和指導(dǎo)，明確了冰區(qū)等級(jí)劃分及相應(yīng)的色標(biāo)，有利于電網(wǎng)冰區(qū)分布圖的實(shí)際應(yīng)用，制定了電網(wǎng)冰區(qū)分布圖的精細(xì)化訂正方法，有助于衡量微地形、微氣象對(duì)冰區(qū)劃分結(jié)果的影響。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102915387SQ20121033366
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者楊加倫, 朱寬軍, 劉彬, 張立春, 李軍輝 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司