考虑天气置信度的输电线路载流量限额评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种考虑天气置信度的输电线路载流量限额评估方法及装置，该方法通过数值天气预报获取整个输电线路短期的环境气象信息，包括风速、环境温度以及日照强度的预测数据以及相应预测结果的置信度，将其输入输电线路动态增容模型获得线路预测载流量信息，并分析载流量预测结果的整体置信度，根据整体置信度随时间对预测载流量进行滚动修正，从而提高输电线路载流量预测的可信度和准确性。

【技术实现步骤摘要】
考虑天气置信度的输电线路载流量限额评估方法及装置
本专利技术属于输电线路动态增容
，具体来说，涉及一种考虑天气置信度的输电线路载流量限额评估方法及装置。
技术介绍
输电线路是高效快捷的能源输送通道，是电网安全运行的关键环节，截至2017年底，我国110千伏及以上的输电线路长度已经达到了98.7万公里。随着用电需求的急剧增加和可再生能源的大量接入，负荷集中地区如长江三角洲、珠江三角洲以及新能源发电集中送出地区电网“卡脖子”问题突出，提升输电系统的传输能力已经成为了亟待解决的重要课题。考虑到负荷曲线的波动和可再生能源的间歇性，输电线路增容往往不需要全天候运行，通过新建输电线路或更换大截面积耐热导线来提升电网传输能力的方法不仅工期长、投资大，同时还会带来环境污染问题。输电线路动态增容技术可以在不改变现有输电网络结构和保证电网安全运行的前提下显著提高输电线路的输送能力，整合可再生能源，有效解决局部电网“卡脖子”问题，具有很好的应用前景。现有的输电线路动态增容技术主要通过安装在线路和杆塔上的传感器和通讯设备来实时采集输电线路微气象和导线状态信息，通过载流量计算模型获取输电线路实时载流量限额信息，用于指导线路动态增容。但是考虑到调度系统通常需要提前一天对电网运行进行规划，因此，需要结合天气预报技术对输电线路未来短期的动态限额进行预测分析。通过天气预报系统可以获取输电线路短期(如24h)的气象预报信息，从而可以将不同时间点预测的环境温度、风速、日照强度等信息作为载流量计算模型的输入，从而得到预测时间内线路载流量限额的变化曲线，用于指导动态增容。但是气象参数的不确定性和波动性在这种方法中无法体现，得到的预测结果的可靠性难以评估。利用概率模型的方法可以考虑气象参数的不确定性，其认为实际气象环境数据在气象预报区间内是随机分布的，利用区间预测的气象数据拟合环境温度、风速和日照强度的分布函数，作为概率模型的输入得到预测区间的载流量概率密度分布。但是这种方法依赖于气象数据的预测模型，难以直接利用气象服务系统提供的天气预报信息，其结果也无法反映预测区间各时间点的预测载流量信息。此外，气象信息的预报精度随预报时长的增加而下降，当预报时长较长时，载流量预测结果可能存在加大的误差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种考虑天气预报置信度的输电线路载流量预测限额动态评估方法，通过数值天气预报技术获取整个输电线路短期的环境气象信息，主要包括风速、环境温度以及日照强度的预测以及相应预测结果的置信度，将其输入输电线路动态增容模型获得线路预测载流量信息，并分析载流量预测结果的整体置信度，根据整体置信度随时间对预测载流量进行滚动修正，从而提高输电线路载流量预测的可信度和准确性。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种考虑天气置信度的输电线路载流量限额评估方法，包括：根据数值天气预报和动态增容模型计算被预测时刻输电线路载流量限额以及载流量限额置信度；基于输电线路载流量限额置信度对被预测时刻输电线路载流量限额进行滚动修正。进一步的，所述根据数值天气预报和动态增容模型计算被预测时刻输电线路载流量限额以及载流量限额置信度，包括：将输电线路根据数值天气预报网格进行划分，计算被预测时刻各数值天气预报网格所覆盖线路的载流量限额，以及对应的载流量限额置信度；基于被预测时刻各数值天气预报网格所覆盖线路的载流量限额以及对应的载流量限额置信度，确定被预测时刻整条输电线路载流量限额以及对应的载流量限额置信度。进一步的，所述将输电线路根据数值天气预报网格进行划分，计算被预测时刻各数值天气预报网格所覆盖线路的载流量限额，包括：从天气预报系统中获得被预测时刻每个网格内每个线路档段的预报风速、环境温度和日照强度，分别输入至输电线路动态增容模型，获得被预测时刻各数值天气预报网格内各个线路档段的载流量限额；选取被预测时刻各数值天气预报网格内所有线路档段的载流量限额的最小值作为该数值天气预报网格的载流量限额，表示为：Iyg,t＝Min(Ig,1,t,Ig,2,t,…Ig,ng,t)；其中，Iyg,t表示被预测t时刻第g个数值天气预报网格所覆盖线路的载流量限额，Ig,x,t表示被预测t时刻第g个数值天气预报网格第x个线路档段的载流量限额，x∈[1,ng]，ng表示第g个数值天气预报网格的线路档段数；计算被预测时刻数值天气预报网格对应的载流量限额置信度，包括：Zg,t％＝Qv*Xg,t％+Qt*Yg,t％+Qs*Lg,t％，Qv+Qt+Qs＝1；其中，Zg,t％为被预测t时刻第g个数值天气预报网格的载流量限额置信度，g＝1,2,…,k，k为输电线路划分的数值天气预报网格数，Xg,t％，Yg,t％，Lg,t％分别为被预测t时刻第g个数值天气预报网格内的预报风速，环境温度，日照强度的置信度，Qv，Qt，Qs分别为预报风速，环境温度，日照强度对输电线路载流量影响的权重。进一步的，所述基于被预测时刻各数值天气预报网格所覆盖线路的载流量限额以及对应的载流量限额置信度，确定被预测时刻输电线路载流量限额以及对应的载流量限额置信度，包括：将被预测时刻所有数值天气预报网格所覆盖线路的载流量限额的最小值作为输电线路载流量限额，表示为：Iyt＝Min(Iy1,t,Iy2,t…Iyk,t)其中，Iyt为被预测t时刻输电线路载流量限额，Iyg,t表示被预测t时刻第g个数值天气预报网格所覆盖线路的载流量限额，g＝1,2,…,k；Iyt所对应的数值天气预报网格的载流量限额置信度即为输电线路载流量限额置信度。进一步的，所述基于输电线路载流量限额置信度对被预测时刻输电线路载流量限额进行滚动修正，包括：根据数值天气预报周期和每次预报时常，确定预报的重叠时刻tm和重叠次数；t1时刻的预报范围首次涵盖tm时刻，根据t1时刻发布的被预测tm时刻的天气预报数据，计算被预测tm时刻的输电线路载流量限额及对应的载流量限额置信度为：Iyt1tm，(Zt1tm％)；下一次t2时刻更新天气预报时，根据t2时刻发布的被预测tm时刻的天气预报数据，重新计算被预测tm时刻的输电线路载流量限额及对应的载流量限额置信度为：Iyt2tm，(Zt2tm％)；将t2时刻与t1时刻计算的被预测tm时刻的输电线路载流量限额置信度进行对比，若Zt1tm<Zt2tm,则在t2时刻更新被预测tm时刻的输电线路载流量限额为：Iytm＝Iyt2tm；否则，在t2时刻更新被预测tm时刻的输电线路载流量限额为：Iytm＝Iyt1tm；以此类推，将每次更新天气预报时计算的被预测tm时刻的输电线路载流量限额置信度与上一次的计算结果进行对比，更新被预测tm时刻的输电线路载流量限额直至达到重叠次数，输出最终的被预测tm时刻的输电线路载流量限额。本专利技术还提供一种考虑天气置信度的输电线路载流量限额评估装置，包括：预测模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.考虑天气置信度的输电线路载流量限额评估方法，其特征在于，包括：/n根据数值天气预报和动态增容模型计算被预测时刻输电线路载流量限额以及载流量限额置信度；/n基于输电线路载流量限额置信度对被预测时刻输电线路载流量限额进行滚动修正。/n

【技术特征摘要】
1.考虑天气置信度的输电线路载流量限额评估方法，其特征在于，包括：
根据数值天气预报和动态增容模型计算被预测时刻输电线路载流量限额以及载流量限额置信度；
基于输电线路载流量限额置信度对被预测时刻输电线路载流量限额进行滚动修正。


2.根据权利要求1所述的考虑天气置信度的输电线路载流量限额评估方法，其特征在于，所述根据数值天气预报和动态增容模型计算被预测时刻输电线路载流量限额以及载流量限额置信度，包括：
将输电线路根据数值天气预报网格进行划分，计算被预测时刻各数值天气预报网格所覆盖线路的载流量限额，以及对应的载流量限额置信度；
基于被预测时刻各数值天气预报网格所覆盖线路的载流量限额以及对应的载流量限额置信度，确定被预测时刻整条输电线路载流量限额以及对应的载流量限额置信度。


3.根据权利要求2所述的考虑天气置信度的输电线路载流量限额评估方法，其特征在于，所述将输电线路根据数值天气预报网格进行划分，计算被预测时刻各数值天气预报网格所覆盖线路的载流量限额，包括：
从天气预报系统中获得被预测时刻每个网格内每个线路档段的预报风速、环境温度和日照强度，分别输入至输电线路动态增容模型，获得被预测时刻各数值天气预报网格内各个线路档段的载流量限额；
选取被预测时刻各数值天气预报网格内所有线路档段的载流量限额的最小值作为该数值天气预报网格的载流量限额，表示为：
Iyg,t＝Min(Ig,1,t,Ig,2,t,…Ig,ng,t)；
其中，Iyg,t表示被预测t时刻第g个数值天气预报网格所覆盖线路的载流量限额，Ig,x,t表示被预测t时刻第g个数值天气预报网格第x个线路档段的载流量限额，x∈[1,ng]，ng表示第g个数值天气预报网格的线路档段数；
计算被预测时刻数值天气预报网格对应的载流量限额置信度，包括：
Zg,t％＝Qv*Xg,t％+Qt*Yg,t％+Qs*Lg,t％，
Qv+Qt+Qs＝1；
其中，Zg,t％为被预测t时刻第g个数值天气预报网格的载流量限额置信度，g＝1,2,…,k，k为输电线路划分的数值天气预报网格数，Xg,t％，Yg,t％，Lg,t％分别为被预测t时刻第g个数值天气预报网格内的预报风速，环境温度，日照强度的置信度，Qv，Qt，Qs分别为预报风速，环境温度，日照强度对输电线路载流量影响的权重。


4.根据权利要求3所述的考虑天气置信度的输电线路载流量限额评估方法，其特征在于，所述基于被预测时刻各数值天气预报网格所覆盖线路的载流量限额以及对应的载流量限额置信度，确定被预测时刻输电线路载流量限额以及对应的载流量限额置信度，包括：
将被预测时刻所有数值天气预报网格所覆盖线路的载流量限额的最小值作为输电线路载流量限额，表示为：
Iyt＝Min(Iy1,t,Iy2,t…Iyk,t)
其中，Iyt为被预测t时刻输电线路载流量限额，Iyg,t表示被预测t时刻第g个数值天气预报网格所覆盖线路的载流量限额，g＝1,2,…,k；
Iyt所对应的数值天气预报网格的载流量限额置信度即为输电线路载流量限额置信度。


5.根据权利要求1所述的考虑天气置信度的输电线路载流量限额评估方法，其特征在于，所述基于输电线路载流量限额置信度对被预测时刻输电线路载流量限额进行滚动修正，包括：
根据数值天气预报周期和每次预报时常，确定预报的重叠时刻tm和重叠次数；
t1时刻的预报范围首次涵盖tm时刻，根据t1时刻发布的被预测tm时刻的天气预报数据，计算被预测tm时刻的输电线路载流量限额及对应的载流量限额置信度为：Iyt1tm，(Zt1tm％)；
下一次t2时刻更新天气预报时，根据t2时刻发布的被预测tm时刻的天气预报数据，重新计算被预测tm时刻的输电线路载流量限额及对应的载流量限额置信度为：Iyt2tm，(Zt2tm％)；
将t2时刻与t1时刻计算的被预测tm时刻的输电线路载流量限额置信度进行对比，若Zt1tm<Zt2tm,则在t2时刻更新被预测tm时刻的输电线路载流量限额为：
Iytm＝Iyt2tm；
否则，在t2时刻更新被预测tm时刻的输电线路载流量限额为：
Iytm＝Iyt1tm；
以此类推，将每次更新天气预报时计算的被预测tm时刻的输电线路载流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，侯宇，韦徵，杨晓旭，邓小君，李斌，杨可军，姬秋华，张可，杨建旭，李宇，李金波，张海滨，王彤，茹心芹，黄华，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，安徽南瑞继远电网技术有限公司，南瑞集团有限公司，国网电力科学研究院有限公司，国网辽宁省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32