基于海拔高度因子的邻近网格输电线路覆冰预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于海拔高度因子的邻近网格输电线路覆冰预测方法，包括设置数值模式网格、网格点海拔高度计算、邻近网格参数确定、海拔高度排序、网格点覆冰预测、0℃的海拔高度计算和预测点覆冰预测的步骤。本发明专利技术具有能够预测微地形区域覆冰情况、适用性强、预测精确性高、预测效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输配电
，具体涉及一种基于海拔高度因子的邻近网格输电线路覆冰预测方法。
技术介绍
随着电网规模不断扩大，电压等级不断提升，越来越多的输电线路不可避免经过重冰区，而输电线路覆冰是电网安全运行的重要威胁之一，覆冰预报在电网防冰抗冰过程中扮演越来越重要的角色。近年来，数值计算技术快速发展，电网覆冰预报由传统的人工依靠经验公式对某一地点的预测转变为采用数值预报模式对区域进行预测，显著提升了电网分布预测的自动化水平。然而，现有的数值预报模式由于预测区域范围较大，数值预报模式的网格分辨率较粗，无法辨识网格内小尺度覆冰情况。而当提高分辨率时，导致数值预报模式计算时间大大超过预报时效，预报结果无法指导电网安全生产。由此可见，在目前的计算条件下，预报精度与预报时效之间的矛盾不可调和，导致微地形微气象区域一些重要的输电线路覆冰预报与实际覆冰情况偏差较大。因此，亟需对小于数值网格尺度的网格内覆冰进行预测。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种能够预测微地形区域覆冰情况、适用性强、预测精确性高、预测效率高的基于海拔高度因子的邻近网格输电线路覆冰预测方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种基于海拔高度因子的邻近网格输电线路覆冰预测方法，包括以下步骤：(A)设置预测区域范围A，将区域范围A划分成若干正方形网格，其中，区域范围A内纬向有m个网格，经向有n个网格，区域范围A内每一个网格点的经纬度为(ai，bj)，其中ai为经度，bj为纬度，i＝1…n，j＝1…m；(B)收集预测区域范围A内的数字高程数据，并采用双线性插值法计算获得预测区域范围A中各网格点的海拔高度；(C)确定输电线路预测点的经纬度，记为(fa，fb)，根据步骤(B)收集的数字高程数据和双线性插值法，确定该点(fa，fb)的海拔，记为H；同时，根据步骤(A)设定的网格，提取点(fa，fb)所在网格的四个网格点的经纬度坐标和海拔，四个网格点的海拔按由小至大的顺序依次记为H1、H2、H3、H4，按海拔由小至大的顺序四个网格点的经纬度坐标依次记为(fa1，fb1)、(fa2，fb2)、(fa3，fb3)、(fa4，fb4)；(D)将步骤(C)中预测点的海拔和预测点所在网格的四个网格点的海拔按照由小至大的顺序排列，共有以下排列情况：情况1：H≤H1<H2<H3<H4；情况2：H1<H≤H2<H3<H4；情况3：H1<H2<H≤H3<H4；情况4：H1<H2<H3<H≤H4；情况5：H1<H2<H3<H4<H；(E)按照步骤(A)设定的区域范围A和网格分辨率，设置数值模式，并进行预测，并从预测结果中选取步骤(C)所确定的四个网格点的温度、有无覆冰情况；(F)制作温度-海拔图，将四个网格点的温度及海拔绘制在温度-海拔图上，并对绘制的4个点进行线性拟合，得到拟合函数为0℃的海拔高度(G)根据步骤(D)的排序结果、步骤(E)的各网格点覆冰预测结果以及步骤(F)的0℃的海拔高度H0，按照以下条件判断预测点有无覆冰：如满足步骤(D)的情况1：当格点(fa1，fb1)预测为无覆冰时，则预测点(fa，fb)无覆冰；当格点(fa1，fb1)预测有覆冰，且预测点(fa，fb)海拔H≥H0时，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa1，fb1)预测有覆冰，但预测点(fa，fb)海拔H＜H0时，则预测点(fa，fb)无覆冰；如满足步骤(D)的情况2：当格点(fa2，fb2)预测为无覆冰，则预测点(fa，fb)无覆冰；当格点(fa2，fb2)和格点(fa1，fb1)均预测有覆冰，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa2，fb2)预测有覆冰，而格点(fa1，fb1)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H≥H0时，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa2，fb2)预测有覆冰，而格点(fa1，fb1)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H＜H0时，则预测点(fa，fb)无覆冰；如满足步骤(D)的情况3：当格点(fa3，fb3)预测为无覆冰，则预测点(fa，fb)无覆冰；当格点(fa3，fb3)和格点(fa2，fb2)均预测有覆冰，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa3，fb3)预测有覆冰，而格点(fa2，fb2)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H≥H0时，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa3，fb3)预测有覆冰，而格点(fa2，fb2)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H＜H0时，则预测点(fa，fb)无覆冰；如满足步骤(D)的情况4：当格点(fa4，fb4)预测为无覆冰，则预测点(fa，fb)无覆冰；当格点(fa4，fb4)和格点(fa3，fb3)均预测有覆冰，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa4，fb4)预测有覆冰，而格点(fa3，fb3)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H≥H0时，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa4，fb4)预测有覆冰，而格点(fa3，fb3)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H＜H0时，则预测点(fa，fb)无覆冰；如满足步骤(D)的情况5：当格点(fa4，fb4)预测有覆冰，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa4，fb4)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H≥H0时，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa4，fb4)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H＜H0时，则预测点(fa，fb)无覆冰。上述的基于海拔高度因子的邻近网格输电线路覆冰预测方法，优选的，所述步骤(A)中，区域范围A内正方形网格的分辨率大小为0.25°×0.25°。上述的基于海拔高度因子的邻近网格输电线路覆冰预测方法，优选的，所述步骤(B)中，具体是收集区域范围A内分辨率为30m×30m的数字高程数据。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术综合考虑了网格点海拔高度和覆冰、温度数值预测情况，预测网格内的点是否发生覆冰，能够精确预测网格内输电线路覆冰情况，从而科学、有效的指导微地形区域覆冰预测。使用该方法可大大提升覆冰数值预测效率，为保障输电线路在雨雪冰冻期间安全运行提供科学指导。并且该方法调理清晰、可操作性强、计算效率高，填补了快速预测网格内覆冰技术空白；适用性广，能够预测网格内不同微地形区域覆冰情况；能够提升输电线路覆冰预测的精细化水平，为开展电网抗冰提供了更纤细的参考依据。附图说明图1为实施例1中预测点及其所在网格周围的四个网格点的示意图。图2为实施例1中的温度-海拔图。图3为实施例2中的温度-海拔图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1：一种基于海拔高度因子的邻近网格输电线路覆冰预测方法，包括以下步骤：(A)数值模式网格设置。设置数值模式预测区域范围A(24°N-30°N，109°E-114°E)，将区域范围A划分成若干正方形网格，正方形网格的分辨率大小为0.25°×0.25°，其中，区域范围A内纬向有24个网格，经向有20个网格，区域范围A内每一个网格点的经纬度为(ai，bj)，其中ai为经度，bj为纬度，i＝1…20，j＝1…24；(B)网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于海拔高度因子的邻近网格输电线路覆冰预测方法，其特征在于：包括以下步骤：(A)设置预测区域范围A，将区域范围A划分成若干正方形网格，其中，区域范围A内纬向有m个网格，经向有n个网格，区域范围A内每一个网格点的经纬度为(ai，bj)，其中ai为经度，bj为纬度，i＝1…n，j＝1…m；(B)收集预测区域范围A内的数字高程数据，并采用双线性插值法计算获得预测区域范围A中各网格点的海拔高度；(C)确定输电线路预测点的经纬度，记为(fa，fb)，根据步骤(B)收集的数字高程数据和双线性插值法，确定该点(fa，fb)的海拔，记为H；同时，根据步骤(A)设定的网格，提取点(fa，fb)所在网格的四个网格点的经纬度坐标和海拔，四个网格点的海拔按由小至大的顺序依次记为H1、H2、H3、H4，按海拔由小至大的顺序四个网格点的经纬度坐标依次记为(fa1，fb1)、(fa2，fb2)、(fa3，fb3)、(fa4，fb4)；(D)将步骤(C)中预测点的海拔和预测点所在网格的四个网格点的海拔按照由小至大的顺序排列，共有以下排列情况：情况1：H≤H1<H2<H3<H4；情况2：H1<;H≤H2<H3<H4；情况3：H1<H2<H≤H3<H4；情况4：H1<H2<H3<H≤H4；情况5：H1<H2<H3<H4<H；(E)按照步骤(A)设定的区域范围A和网格分辨率，设置数值模式，并进行预测，并从预测结果中选取步骤(C)所确定的四个网格点的温度、有无覆冰情况；(F)制作温度‑海拔图，将四个网格点的温度及海拔绘制在温度‑海拔图上，并对绘制的4个点进行线性拟合，得到拟合函数为0℃的海拔高度(G)根据步骤(D)的排序结果、步骤(E)的各网格点覆冰预测结果以及步骤(F)的0℃的海拔高度H0，按照以下条件判断预测点有无覆冰：如满足步骤(D)的情况1：当格点(fa1，fb1)预测为无覆冰时，则预测点(fa，fb)无覆冰；当格点(fa1，fb1)预测有覆冰，且预测点(fa，fb)海拔H≥H0时，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa1，fb1)预测有覆冰，但预测点(fa，fb)海拔H＜H0时，则预测点(fa，fb)无覆冰；如满足步骤(D)的情况2：当格点(fa2，fb2)预测为无覆冰，则预测点(fa，fb)无覆冰；当格点(fa2，fb2)和格点(fa1，fb1)均预测有覆冰，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa2，fb2)预测有覆冰，而格点(fa1，fb1)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H≥H0时，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa2，fb2)预测有覆冰，而格点(fa1，fb1)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H＜H0时，则预测点(fa，fb)无覆冰；如满足步骤(D)的情况3：当格点(fa3，fb3)预测为无覆冰，则预测点(fa，fb)无覆冰；当格点(fa3，fb3)和格点(fa2，fb2)均预测有覆冰，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa3，fb3)预测有覆冰，而格点(fa2，fb2)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H≥H0时，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa3，fb3)预测有覆冰，而格点(fa2，fb2)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H＜H0时，则预测点(fa，fb)无覆冰；如满足步骤(D)的情况4：当格点(fa4，fb4)预测为无覆冰，则预测点(fa，fb)无覆冰；当格点(fa4，fb4)和格点(fa3，fb3)均预测有覆冰，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa4，fb4)预测有覆冰，而格点(fa3，fb3)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H≥H0时，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa4，fb4)预测有覆冰，而格点(fa3，fb3)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H＜H0时，则预测点(fa，fb)无覆冰；如满足步骤(D)的情况5：当格点(fa4，fb4)预测有覆冰，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa4，fb4)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H≥H0时，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa4，fb4)预测无覆冰，预测点(fa，fb)海拔H＜H0时，则预测点(fa，fb)无覆冰。...

【技术特征摘要】
1.一种基于海拔高度因子的邻近网格输电线路覆冰预测方法，其特征在于：包括以下步骤：(A)设置预测区域范围A，将区域范围A划分成若干正方形网格，其中，区域范围A内纬向有m个网格，经向有n个网格，区域范围A内每一个网格点的经纬度为(ai，bj)，其中ai为经度，bj为纬度，i＝1…n，j＝1…m；(B)收集预测区域范围A内的数字高程数据，并采用双线性插值法计算获得预测区域范围A中各网格点的海拔高度；(C)确定输电线路预测点的经纬度，记为(fa，fb)，根据步骤(B)收集的数字高程数据和双线性插值法，确定该点(fa，fb)的海拔，记为H；同时，根据步骤(A)设定的网格，提取点(fa，fb)所在网格的四个网格点的经纬度坐标和海拔，四个网格点的海拔按由小至大的顺序依次记为H1、H2、H3、H4，按海拔由小至大的顺序四个网格点的经纬度坐标依次记为(fa1，fb1)、(fa2，fb2)、(fa3，fb3)、(fa4，fb4)；(D)将步骤(C)中预测点的海拔和预测点所在网格的四个网格点的海拔按照由小至大的顺序排列，共有以下排列情况：情况1：H≤H1<H2<H3<H4；情况2：H1<H≤H2<H3<H4；情况3：H1<H2<H≤H3<H4；情况4：H1<H2<H3<H≤H4；情况5：H1<H2<H3<H4<H；(E)按照步骤(A)设定的区域范围A和网格分辨率，设置数值模式，并进行预测，并从预测结果中选取步骤(C)所确定的四个网格点的温度、有无覆冰情况；(F)制作温度-海拔图，将四个网格点的温度及海拔绘制在温度-海拔图上，并对绘制的4个点进行线性拟合，得到拟合函数为0℃的海拔高度(G)根据步骤(D)的排序结果、步骤(E)的各网格点覆冰预测结果以及步骤(F)的0℃的海拔高度H0，按照以下条件判断预测点有无覆冰：如满足步骤(D)的情况1：当格点(fa1，fb1)预测为无覆冰时，则预测点(fa，fb)无覆冰；当格点(fa1，fb1)预测有覆冰，且预测点(fa，fb)海拔H≥H0时，则预测点(fa，fb)有覆冰；当格点(fa1，fb1)预测有覆冰，但预测点(fa，fb)海拔H＜H0时，则预测点(fa，fb)无覆冰；如满足步骤(D)的情况2：当格点(fa2，f...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳政，冯涛，徐勋建，李丽，张杰，杨莉，
申请(专利权)人：国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司防灾减灾中心，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43