一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置，它包括横担角钢、内定位板和外定位板，横担角钢内外两侧分别设置有内定位板和外定位板，外定位板上方设置有安装座，安装座上方四角分别设置有数据通讯天线、气压传感器、风速风向装置和降雨量传感器；本发明专利技术具有结构简单、多气象监测、构建风偏角与气象因素关系模型、实现风偏灾害预测预警的优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置


[0001]本专利技术属于输电线路
，具体涉及一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置。

技术介绍

[0002]我国输电线路覆盖面极广、输送距离长，线路途径地区地形复杂，气象变化显著，微气象特点突出，由于线路沿线的山谷、风口、河流、采空区等特殊地形区的微气象状况，导致线路存在覆冰、风偏、舞动、污闪、雷击等事故隐患，电力微气象灾害已成为电网系统稳定的严重威胁，由于某些构造特征(如微地形)所引起的小范围气象要素(温度、湿度、风速风向、气压、雨雪量等)的改变，不至于使大尺度过程(平流、锋面)所决定的天气气候特征发生较大变化，气象部门不能对这些狭小地带的气候情况及时监测和播报，但这些微气象信息对电网安全运行具有重要作用；因此，提供一种结构简单、多气象监测、构建风偏角与气象因素关系模型、实现风偏灾害预测预警的一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置是非常有必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种结构简单、多气象监测、构建风偏角与气象因素关系模型、实现风偏灾害预测预警的一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置，它包括横担角钢、内定位板和外定位板，所述的横担角钢内外两侧分别设置有内定位板和外定位板，所述的外定位板上方设置有安装座，所述的安装座上方四角分别设置有数据通讯天线、气压传感器、风速风向装置和降雨量传感器。
[0005]所述的风速风向装置包括框架，所述的框架外部从上至下均匀设置有若干个风向标，所述的框架上下两侧均设置有杆套，所述的杆套内部设置有立杆，所述的立杆外部从上至下均匀设置有若干个转动套，所述的转动套外部均设置有风速传感器。
[0006]所述的内定位板和外定位板均为直角“L”形结构，所述的内定位板上面内部以及右侧内部分别设置有第一定位孔和第二定位孔。
[0007]所述的外定位板上面内部对应第一定位孔处以及右侧内部对应第二定位孔处分别设置有第一调节孔和第二调节孔，所述的第一调节孔和第二调节孔内部分别设置有第一紧固螺栓和第二紧固螺栓，所述的第一定位孔、第二定位孔、第一调节孔和第二调节孔均为腰型结构。
[0008]所述的外定位板上面设置有与安装座磁吸连接的磁吸底板，所述的磁吸底板内部设置有走线孔。
[0009]所述的安装座包括承载台，所述的承载台上面四角对应数据通讯天线、气压传感器、风速风向装置和降雨量传感器处设置有第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽和第四安
装槽，所述的承载台上面设置有控制终端，所述的控制终端外周分别设置有温度传感器、湿度传感器、GPS定位器和GIS坐标采集器，所述的承载台下方设置有吸附板，所述的吸附板通过固定柱与承载台连接。
[0010]所述的承载台内部四角均设置有数据采集器，所述的数据采集器两两之间均设置有横杆，所述的数据采集器与控制终端连接。
[0011]所述的控制终端采用基于微气象风偏灾害监测预警技术对输电线路进行监测，具体包括以下步骤：
[0012]步骤1：建立基于最小空气间隙的风偏预警模型；
[0013]步骤2：建立基于微气象因子的风偏角预测模型：控制终端根据数据采集器采集到的气象要素如温度、湿度、风速、风向、气压、降雨量影响因素，建立风偏角与其影响因素的因果关系模型；
[0014]步骤3：建立基于在线监测风偏角的预测模型：根据灰色理论基础，设风偏角原始序列为X
(0)
＝{x
(0)
(1),x
(0)
(2),...,x
(0)
(n)}，其中，x
(0)
(k)≥0,k＝1,2,...,n；称X
(1)
＝{x
(1)
(1),x
(1)
(2),...,x
(1)
(n)}为X
(0)
的一阶累加生成序列，其中称Z
(1)
＝{z
(1)
(1),z
(1)
(2),...,z
(1)
(n)}为X
(1)
的紧邻均值生成序列，其中z
(1)
(k)＝(x
(1)
(k)+x
(1)
(k
‑
1))/2,k＝2,3,...,n，则GM(1,1)模型的微分方程为：为方便求解模型参数，GM(1,1)模型的均值形式为：x
(0)
(k)+az
(1)
(k)＝b(14)，当k＝2,3,...,n时，用最小二乘法求得参数为：式中，L＝[x
(0)
(2),x
(0)
(3),...,x
(0)
(n)]T
，将求得的参数代入式(13)，求得序列X
(1)
的预测方程为：对作累减生成，得还原式：式(16)为风偏角GM(1,1)模型的预测式。
[0015]所述的步骤1中的建立基于最小空气间隙的风偏预警模型具体为：采用刚性静力学模型即刚性直棒法进行风偏角计算，考虑的风向一般为水平吹向导线，如果风向与水平面有夹角β时，则需要对相应的模型进行修正，风向β的竖直分量向下时，风偏角减小，危险性降低；因此只考虑风向β的竖直分量向上时的情况，此时的风偏角为：即：式中，F
d
＝αK
n
μ
sc
SW0sin2θ为垂直于导线方向的水平风荷载，α为风压不均匀系数：K
n
为风压高度变化系数：μ
sc
为导线体型系数：S为导线受风面积即线长与直径的乘积；W0为基准风压；θ为风向与导线轴向的夹角；F
j
＝9.80665Av2/16为绝缘子串风荷载，A为绝缘子串受风面积；v为导线上的风速；G
d
为导线垂直荷载；G
j
为绝缘子串重力；风偏时绝缘子串和导线向杆塔倾
斜，此时，最小空气间隙计算公式为：式中，η是横担和杆塔主材之问的夹角；是绝缘子串的以偏角；d是导线与杆塔主材的最小空气间隙距离；l是绝缘子串的总长度；m是横担长度；n是悬挂点到杆塔重直中心线的距离。
[0016]所述的步骤2中的建立基于微气象因子的风偏角预测模型具体包括以下步骤：
[0017]步骤2.1：线性回归模型：设Y＝{y(1),y(2),...,y(n)}为风偏角数据序列，X
i
＝{x
i
(1),x
i
(2),...,x
i
(n)}(i＝1,2,...,m)为影响风偏角的气象要素数据序列，m表示气象要素的数量，n表示监测装置实时监测风偏角以及气象因子的数据长度，则风偏角与其影响要素的回归分析模型为：y(k)＝a1x1(k)+a2x2(k)+...+a...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置，它包括横担角钢、内定位板和外定位板，其特征在于：所述的横担角钢内外两侧分别设置有内定位板和外定位板，所述的外定位板上方设置有安装座，所述的安装座上方四角分别设置有数据通讯天线、气压传感器、风速风向装置和降雨量传感器。2.如权利要求1所述的一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置，其特征在于：所述的风速风向装置包括框架，所述的框架外部从上至下均匀设置有若干个风向标，所述的框架上下两侧均设置有杆套，所述的杆套内部设置有立杆，所述的立杆外部从上至下均匀设置有若干个转动套，所述的转动套外部均设置有风速传感器。3.如权利要求1所述的一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置，其特征在于：所述的内定位板和外定位板均为直角“L”形结构，所述的内定位板上面内部以及右侧内部分别设置有第一定位孔和第二定位孔。4.如权利要求3所述的一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置，其特征在于：所述的外定位板上面内部对应第一定位孔处以及右侧内部对应第二定位孔处分别设置有第一调节孔和第二调节孔，所述的第一调节孔和第二调节孔内部分别设置有第一紧固螺栓和第二紧固螺栓，所述的第一定位孔、第二定位孔、第一调节孔和第二调节孔均为腰型结构。5.如权利要求4所述的一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置，其特征在于：所述的外定位板上面设置有与安装座磁吸连接的磁吸底板，所述的磁吸底板内部设置有走线孔。6.如权利要求5所述的一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置，其特征在于：所述的安装座包括承载台，所述的承载台上面四角对应数据通讯天线、气压传感器、风速风向装置和降雨量传感器处设置有第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽和第四安装槽，所述的承载台上面设置有控制终端，所述的控制终端外周分别设置有温度传感器、湿度传感器、GPS定位器和GIS坐标采集器，所述的承载台下方设置有吸附板，所述的吸附板通过固定柱与承载台连接。7.如权利要求6所述的一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置，其特征在于：所述的承载台内部四角均设置有数据采集器，所述的数据采集器两两之间均设置有横杆，所述的数据采集器与控制终端连接。8.如权利要求7所述的一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置，其特征在于：所述的控制终端采用基于微气象风偏灾害监测预警技术对输电线路进行监测，具体包括以下步骤：步骤1：建立基于最小空气间隙的风偏预警模型；步骤2：建立基于微气象因子的风偏角预测模型：控制终端根据数据采集器采集到的气象要素如温度、湿度、风速、风向、气压、降雨量影响因素，建立风偏角与其影响因素的因果关系模型；步骤3：建立基于在线监测风偏角的预测模型：根据灰色理论基础，设风偏角原始序列为X
(0)
＝{x
(0)
(1),x
(0)
(2),...,x
(0)
(n)}，其中，x
(0)
(k)≥0,k＝1,2,...,n；称X
(1)
＝{x
(1)
(1),x
(1)
(2),...,x
(1)
(n)}为X
(0)
的一阶累加生成序列，其中称Z
(1)
＝{z
(1)
(1),z
(1)
(2),...,z
(1)
(n)}为X
(1)
的紧邻均值生成序列，其中z
(1)
(k)＝(x
(1)
(k)+x
(1)
(k
‑
1))/2,k＝2,3,...,n，则GM(1,1)模型的微分方程为：为方便求解模型参数，GM(1,1)模型的均值形式为：x
(0)
(k)+az
(1)
(k)＝b(14)，当k＝2,3,...,n时，用最小二乘法求得参数为：式中，L＝[x
(0)
(2),x
(0)
(3),...,x
(0)
(n)]
T
，将求得的参数代入式(13)，求得序列X
(1)
的预测方程为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文洋，张伟，王红霞，王敬，李立鹏，景祥朝，杜晓，孟岁爽，王娜，刘璐，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司社旗县供电公司，
类型：发明
国别省市：