基于环境气象的输电线路覆冰分析

基于环境气象的输电线路覆冰分析

蚌晓岩

（云南电网有限责任公司瑞丽供电局云南瑞丽678600）

摘要：本文通过覆冰在线监测数据进行覆冰厚度的预测，结合覆冰的地形、环境、历史趋势、常见覆冰类型进行覆冰厚度的修正，实现基于环境气象的输电线路覆冰综合分析，确保运行人员注意到潜在的危险，及时采取应对措施，从而确保线路安全，提高对电网的驾驭能力和管理能力。

关键词：覆冰分析覆冰类型影响因子

1引言

2008年1月10日以来，我国南方发生了持续的大范围低温雨雪冰冻灾害天气，贵州、广西、广东和云南电网都先后遭受了大面积冰冻灾害，特别是云南省昭通、曲靖遭受了从有气象记录以来范围最大、持续时间最长、涉及面积最广、最严重的覆冰灾害。持续、大面积的冰冻严重危害了受灾地区的交通、通信、能源供应以及人民群众的生命财产安全。南方电网公司在此次冰冻灾害中遭受了前所未有的重大损失。据不完全统计，全网110kV及以上线路铁塔倾倒1673基、扭曲变型损坏905基、线路断线2728处。其中500kV杆塔倒塔受损338基，220kV杆塔倒塔受损915基，分别占总数的26。9％和73.1％。通信方面，受冰灾影响，南方电网区域共中断通信光缆106条，其中OPGW光缆54条，ADSS光缆52条。在灾区范围内光缆平均中断率达18％。

本文通过覆冰在线监测数据进行覆冰厚度的预测，结合覆冰的地形、环境、历史趋势、常见覆冰类型进行覆冰厚度的修正，实现基于环境气象的输电线路覆冰综合分析，确保运行人员注意到潜在的危险，及时采取应对措施，从而确保线路安全，提高对电网的驾驭能力和管理能力。

2覆冰分析步骤

通过覆冰在线监测数据进行覆冰厚度的预测，结合覆冰的地形、环境、历史趋势、常见覆冰类型进行覆冰厚度的修正，实现基于环境气象的输电线路覆冰综合分析：

1）基于在线监测的覆冰厚度计算

通过覆冰在线监测获取导线历史覆冰厚度记录得到趋势；获取气象预测环境；根据当地环境及气象预测环境，估算导线覆冰趋势影响；根据导线覆冰趋势，得到导线预测覆冰厚度。

2）基于环境、地形及历史趋势的影响因子修正

通过地形及对应覆冰类型进行数据修正，形成覆冰预警的可信度影响因子。

3）基于环境气象的覆冰综合分析

结合在线监测的覆冰厚度和地形、覆冰类型的影响因子，形成基于环境气象的覆冰综合预警。

3覆冰分析算法

为了能够获得高压输电线路未来的覆冰情况，本文能够计算出当前线路的覆冰厚度，还能够预测出覆冰厚度变化趋势。

本方法是通过如下技术方案来实现的：

步骤1：通过覆冰在线监测系统，获取导线历史覆冰厚度记录得到趋势。获取趋势流程如下：

通过覆冰在线监测系统获取覆冰时间x及覆冰厚度y记录的时间序列，可以计算出对于y=bx+a的直线

步骤2：通过导线所在经纬度获取距离最近的气象站点，得到气象预测环境，通过覆冰在线监测得到当地气象环境。

步骤3：判断预测气象对覆冰的影响。若预测温度大于等于0℃、湿度小于80%则不会覆冰，如果当前已经覆冰，则会主动融冰，此时覆冰趋势为下降趋势，b值通过覆冰历史记录的相同温差的时间序列计算，计算方法同1中相同；如预测气象环境与当前环境的温度相差1℃，湿度达到覆冰要求的80%，则认为气象环境相同，b值取原计算值，若湿度未达到80%，则覆冰趋势变化基本不变，b值取1；若预测气温在0℃至-5℃之间，雨量增长则气象严重，雨量降低则气象缓和，b值的加权w按照雨量的变化值k相乘。计算流程如下：

步骤4：通过权重，当期覆冰厚度和预测时间，可以计算出预测时间的覆冰厚度。计算流程如下：

预测时间与当前时间差t为

预测覆冰厚度为

通过历史覆冰数据及未来气象变化，推算出覆冰变化趋势，从而预测覆冰厚度，对防冰抗冰工作给出辅助决策。

4覆冰综合分析

通过对覆冰地形和覆冰类型进行影响因子的分析。

1）地形因素。

选择相对高差、地形坡度和沟谷切割密度3个因子来进行滑坡侵蚀的定量评价，这3个因子能完全刻划地形的特征。

相对高差：>50m，25-50m，<25m。

地形坡度：>45o，20-45o，<20o。

2）覆冰类型

南方常见的覆冰类型：雨凇、雾凇、雨雾凇混合冻结及湿雪，其中危害程度：

雨凇>雨雾凇混合冻结>雾凇>湿雪

以上两种影响因子为依据，通过变权重加权扣分方法对影响因子和覆冰厚度进行融合，

加权模型扣分值计算规则如下：

①数据加权修正根据影响因子对覆冰厚度进行修正；

②对应扣分值较高获取方式的权值进行动态增加；

表可靠系数

不同评价模型获取的状态量数据对应扣分值为0分，则加权扣分值也为0分；以此进行覆冰厚度的数据修正。

5结束语

本文通过覆冰在线监测数据进行覆冰厚度的预测，结合覆冰的地形、环境、历史趋势、常见覆冰类型进行覆冰厚度的修正，实现基于环境气象的输电线路覆冰综合分析，确保运行人员注意到潜在的危险，及时采取应对措施，从而确保线路安全，提高对电网的驾驭能力和管理能力。

参考文献：

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作者简介：

蚌晓岩（1970-05），男，中专，云南电网有限责任公司瑞丽供电局，从事输电线路运行维护检修工作。