一种电网风害分布图的绘制方法及系统技术方案

本申请公开一种电网风害分布图的绘制方法及系统，首先获取绘制区域内各气象站的历史风速数据，计算各气象站不同重现期的10min基本风速和3s瞬时风速；生成基于10min基本风速和3s瞬时风速的矢量化栅格图，同时考虑10min基本风速和3s瞬时风速，解决了高海拔地区实际风速与设计风速相差较大的问题。另外，根据子区域的历史风害故障线路的故障频次以及3s瞬时风速或10min基本风速，确定子区域的风害风险等级，以及，确定栅格图图层的标识，从而克服了传统线路防风工作仅仅重视风区，而不重视风害的弊端。根据绘制区域内的线路运行经验、微地形数据和微气象数据，调整标识，生成的电网风害分布图为输电线路的设计选线及风荷载取值、线路风灾防治等提供依据。

A wind power grid distribution mapping method and system

The present invention discloses a method and a system for wind power draw distribution map, first get the drawing area of each meteorological station history wind speed data, calculation of all meteorological stations in different return period 10min 3S basic wind speed and instantaneous wind speed; generating vector raster map 10min 3S basic wind speed and instantaneous wind speed based on 10min, considering the basic wind speed 3S and the instantaneous wind speed, wind speed and wind speed to solve the practical design of high altitude difference problem. In addition, according to the fault frequency of historical wind fault line region and 3S instantaneous wind speed or 10min to determine the basic wind speed, wind risk grade, sub region and determine the grid map layer identification, in order to overcome the traditional line windproof work only pay attention to the wind zone, and not pay attention to the drawbacks of the wind. According to the operation experience and draw the lines in area of micro terrain data and micro meteorological data, adjust the logo, design of power distribution lines for wind generated line selection and wind load and wind control lines to provide the basis.

【技术实现步骤摘要】
一种电网风害分布图的绘制方法及系统
本申请涉及输电线路涉及和运行维护
，尤其涉及一种电网风害分布图的绘制方法及系统。
技术介绍
强风对电网造成的灾害较为严重。为了提高输电线路设计的经济性和安全性，通过电网风灾分布图生成方法绘制电网风速分布图，可以为输电线路的设计选线及风荷载取值、线路运维检修提供依据。目前，我国输电线路设计风速取值主要依据《110kV-750kV架空输电线路设计规范》(GB50545-2010)，其条文4.0.1规定，当沿线的气象与附录A典型气象区接近时，宜采用典型气象区所列数值。按此条文规定，在进行架空输电线路杆塔抗风设计时，对于设计基本风速的取值更多的还是参照附录A进行。而附录A中提供的9种典型气象区，基本风速分级较为笼统，对于特别地区而言，存在实际风速与设计风速相差较大的情况。例如，我国西南部分省份地区海拔相对比较高，输电经过特殊的路段，如路堤、特大桥梁、垭口、峡谷、山区的风口、峡管效应等微地形路段，瞬时风速增加1.23—1.70倍，这是一种风速和高度增加的效应。如果线路与此类大风风向夹角垂直，输电线路受大风微气象条件下瞬时风速和横风因数合力影响，气动力显著增大，从而产生线路风偏过大，造成绝缘子串摇摆角角度超过设计值，导线下线夹与塔身空间间隙不足产生放电，同时线路发生断线倒塔和风害的可能性明显增加。
技术实现思路
本申请提供一种电网风害分布图的绘制方法及系统，以解决在进行特别地区的输电线路设计和运维时，实际风速与设计风速相差较大、的问题。根据本申请实施例的第一方面，提供一种电网风害分布图的绘制方法，包括：获取绘制区域内各气象站的历史风速数据；所述绘制区域包括若干子区域；根据所述历史风速数据，计算各气象站30年、50年以及100年重现期的10min基本风速和3s瞬时风速；分别根据所述10min基本风速和所述3s瞬时风速，生成栅格图，对所述栅格图进行矢量化处理；所述栅格图与所述子区域位置对应；获取每个所述子区域的微地形数据、微气象数据以及历史风害故障线路的故障频次；根据所述子区域的历史风害故障线路的故障频次以及所述3s瞬时风速或所述10min基本风速，按照预设的定级规则，确定所述子区域的风害风险等级；按照所述子区域的风害风险等级，确定所述栅格图图层的标识；根据绘制区域内的线路运行经验、所述微地形数据和所述微气象数据，调整所述标识，生成电网风害分布图。进一步地，所述方法还包括：获取所述绘制区域内的电网线路杆塔坐标，生成电网线路杆塔图层；以及，将所述电网线路杆塔图层与所述电网风害分布图叠加，得到重点防范线路图。可选地，所述根据所述历史风速数据，计算各气象站30年、50年以及100年重现期的10min基本风速和3s瞬时风速包括：选取所述历史风速数据中的每年时距10min平均最大风速作样本，采用极值I型分布概率模型计算各气象站30年、50年以及100年重现期的10min基本风速；根据所述各气象站30年、50年以及100年重现期的10min基本风速，线性拟合得到各气象站30年、50年以及100年重现期的3s瞬时风速。可选地，按照所述子区域的风害风险等级，确定所述栅格图图层的标识包括：将所述栅格图图层按照所述子区域的风害风险等级从低到高的顺序排列，选取不同的颜色作为所述栅格图图层的标识。进一步地，所述方法还包括：根据行政边界，对所述电网风害分布图进行切割，得到若干行政区域内的电网风害分布图。进一步地，所述方法还包括：根据输电线路走廊，设定查询半径，得到基于所述查询半径的风害分布区段图。根据本申请实施例的另一方面，提供一种电网风害分布图的绘制系统，包括：第一获取模块，用于获取绘制区域内各气象站的历史风速数据；所述绘制区域包括若干子区域；计算模块，用于根据所述历史风速数据，计算各气象站30年、50年以及100年重现期的10min基本风速和3s瞬时风速；成图模块，用于分别根据所述10min基本风速和所述3s瞬时风速，生成栅格图，对所述栅格图进行矢量化处理；所述栅格图与所述子区域位置对应；第二获取模块，用于获取每个所述子区域的微地形数据、微气象数据以及历史风害故障线路的故障频次；风害风险等级确定模块，用于根据所述子区域的历史风害故障线路的故障频次以及所述3s瞬时风速或所述10min基本风速，按照预设的定级规则，确定所述子区域的风害风险等级；标识确定模块，用于按照所述子区域的风害风险等级，确定所述栅格图图层的标识；调整模块，用于根据绘制区域内的线路运行经验、所述微地形数据和所述微气象数据，调整所述标识，生成电网风害分布图。由以上技术方案可知，本申请提供一种电网风害分布图的绘制方法及系统，所述方法中，首先获取绘制区域内各气象站的历史风速数据，根据所述历史风速数据，计算各气象站30年、50年以及100年重现期的10min基本风速和3s瞬时风速；分别根据所述10min基本风速和所述3s瞬时风速，得到矢量化的栅格图。现有的输电线路防风技术是借助风区图来指导输电线路防风工作，设计时主要考虑各气象站10min基本风速，未考虑到3s瞬时风速等短时风速的影响，这种风区图用于高海拔地区微地形、微气象环境时，对线路防风工作的指导作用极为有限。本申请提供的电网风害分布图的绘制方法及系统，同时考虑10min基本风速和3s瞬时风速这两个指标值，解决了高海拔地区实际风速与设计风速相差较大的技术问题。另外，本申请提供的方法中，通过获取每个所述子区域的微地形数据、微气象数据以及历史风害故障线路的故障频次，并且根据所述子区域的历史风害故障线路的故障频次以及所述3s瞬时风速或所述10min基本风速，按照预设的定级规则，确定所述子区域的风害风险等级，按照所述子区域的风害风险等级，确定所述栅格图图层的标识，从而克服了传统线路防风工作仅仅重视风区，而不重视风害的弊端。最后，根据绘制区域内的线路运行经验、所述微地形数据和所述微气象数据，调整所述标识，这能有效降低输电线路风害跳闸事故的发生，最后生成的电网风害分布图为输电线路的设计选线及风荷载取值、线路风灾防治等提供依据。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请根据一示例性实施例示出的一种电网风害分布图的绘制方法流程图；图2为本申请根据一示例性实施例示出的一种电网风害分布图的绘制系统结构图；图3为本申请根据一示例性实施例示出的10min基本风速与3s瞬时风速关系拟合图；图4为垭口型微地形微气象示意图；图5为高山分水岭型微地形微气象示意图；图6为水汽增大型微地形微气象示意图；图7为地形抬升型微地形微气象示意图；图8为峡谷风道型微地形微气象示意图。具体实施方式图1为本申请根据一示例性实施例示出的一种电网风害分布图的绘制方法流程图，由图1可知，所述电网风害分布图的绘制方法包括如下步骤：步骤S01、获取绘制区域内各气象站的历史风速数据；所述绘制区域包括若干子区域；本申请所述的绘制区域是根据设计需求设定的。气象站历史风速数据是一种点类型的矢量格式文件，一般从当地的气象局等单位获取，其中包括历史风速观测数据。步骤S02、根据所述历史风速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网风害分布图的绘制方法，其特征在于，包括：获取绘制区域内各气象站的历史风速数据；所述绘制区域包括若干子区域；根据所述历史风速数据，计算各气象站30年、50年以及100年重现期的10min基本风速和3s瞬时风速；分别根据所述10min基本风速和所述3s瞬时风速，生成栅格图，对所述栅格图进行矢量化处理；所述栅格图与所述子区域位置对应；获取每个所述子区域的微地形数据、微气象数据以及历史风害故障线路的故障频次；根据所述子区域的历史风害故障线路的故障频次以及所述3s瞬时风速或所述10min基本风速，按照预设的定级规则，确定所述子区域的风害风险等级；按照所述子区域的风害风险等级，确定所述栅格图图层的标识；根据绘制区域内的线路运行经验、所述微地形数据和所述微气象数据，调整所述标识，生成电网风害分布图。

【技术特征摘要】
1.一种电网风害分布图的绘制方法，其特征在于，包括：获取绘制区域内各气象站的历史风速数据；所述绘制区域包括若干子区域；根据所述历史风速数据，计算各气象站30年、50年以及100年重现期的10min基本风速和3s瞬时风速；分别根据所述10min基本风速和所述3s瞬时风速，生成栅格图，对所述栅格图进行矢量化处理；所述栅格图与所述子区域位置对应；获取每个所述子区域的微地形数据、微气象数据以及历史风害故障线路的故障频次；根据所述子区域的历史风害故障线路的故障频次以及所述3s瞬时风速或所述10min基本风速，按照预设的定级规则，确定所述子区域的风害风险等级；按照所述子区域的风害风险等级，确定所述栅格图图层的标识；根据绘制区域内的线路运行经验、所述微地形数据和所述微气象数据，调整所述标识，生成电网风害分布图。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述绘制区域内的电网线路杆塔坐标，生成电网线路杆塔图层；以及，将所述电网线路杆塔图层与所述电网风害分布图叠加，得到重点防范线路图。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述历史风速数据，计算各气象站30年、50年以及100年重现期的10min基本风速和3s瞬时风速包括：选取所述历史风速数据中的每年时距10min平均最大风速作样本，采用极值I型分布概率模型计算各气象站30年、50年以及100年重现期的10min基本风速；根据所述各气象站30年、50年以及100年重现期的10min基本风速，线性拟合得到各气象站30年、50年以及100年重现期...

【专利技术属性】
技术研发人员：申元，马仪，方贤才，徐肖伟，刘红文，钟剑明，侯亚非，杨明昆，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，武汉市智勤创亿信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53