[发明专利]一种大风灾害预警中设计风速修正方法

说明书

一种大风灾害预警中设计风速修正方法，对大风灾害预警区域进行网格划分；并采集目标输电线路所在网格内杆塔编号；按照杆塔编号顺序采集目标输电线路的结构参数、运行参数和电网拓扑参数；基于K‑MEANS算法，分别对结构参数、运行参数和电网拓扑参数进行聚类，还对结构参数、运行参数和电网拓扑参数设置权重系数，根据聚类结果以及权重系数，对目标输电线路的设计风速进行修正，并作为目标输电线路的判断风速存入大风灾害预警数据库中。综合考虑输电线路的结构参数、运行参数和电网拓扑参数，实现对输电线路设计风速的修正，输电线路判断风速作为大风灾害预警的基础数据，该基础数据无需二次修正，更加符合实际工况、准确度更高。

技术领域

本发明涉及电网安全运行技术领域，更具体地，涉及一种大风灾害预警中设计风速修正方法。

背景技术

随着电力快速发展，电网规模迅速扩大，台风、暴雨、雷电等气象因素对电网安全运行，尤其是对输电线路的影响越来越大，建立电网安全预警机制刻不容缓。其中，大风灾害是影响电网安全性的首要因素之一。目前，由于成本因素以及专业跨度等问题，输电线路不同程度地缺乏强风风灾实时监测能力，由于缺乏有效的强风监测手段与关键数据源，导致风灾应对能力以及事故应急响应能力存在一定瓶颈。

现有技术中，我国电力行业国家标准《110kV～750kV架空输电线路设计规范》(GB50545-2010)中对基本风速的定义为：按当地空旷平坦地面上10m高度处、10min时距，平均的年最大风速观测数据，经概率统计得出50年(适用于500kV、750kV输电线路)或30年(适用于110kV、220kV、330kV输电线路)一遇最大值后确定的风速。由于工程造价对基本风速较为敏感，输电线路通用设计将基本风速进行了细分，得到输电线路通用设计风速有23.5、25、27、29、31、33、35m/s等，其中，500kV线路至少为27m/s，平均2m/s一档。

此外，中国发明专利(CN104573363B)提出“一种沿海地区架空输电线路设计风速的空间取值方法”，引入自动气象站数据提供更多的设计风速空间插值点，解决由于长期气象台站分布稀疏导致的设计风速空间分布代表性不足的问题；中国发明专利申请(CN111610579A)提出“一种用于典型微地形的输电线路预警方法”，根据5种典型微地形的特征对预测风速进行修正；中国发明专利申请(CN110632680A)提出“一种输电线路微区域风速估算方法及系统”，获取天气雷达监测数据和微气象监测系统历史监测数据构建三维风场，使用测风数据对天气雷达监测数据进行修正，得到输电线路微区域被测点任意高程的风速信息。

各项研究提高了预测风速的准确性和可靠性，但值得注意的是，包括设计风速在内的各类预测风速及修正方法，均是以气象上的监测风速为基础数据，然后引入气象、地形等相关经验公式和统计数据进行修正，并未考虑输电线路运行参数、结构参数以及电网拓扑等因素对线路预测风速的影响。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种大风灾害预警中设计风速修正方法，计及输电线路结构参数、线路运行参数以及电网拓扑，对风速预警模型中预测得到的风速进行修正，有效补充现有风速预测模型的不足，提高风速预测值的准确性。

本发明采用如下的技术方案。

一种大风灾害预警中设计风速修正方法的步骤如下：

步骤1，对大风灾害预警区域进行网格划分；其中，单个网格中至少包括一条输电线路，单条输电线路中包含多座杆塔；对于任一网格，网格长度和网格路径由输电线路的实际长度和实际路径决定，网格宽度由输电电路走廊宽度决定；

步骤2，采集目标输电线路所在网格内的杆塔编号，并存入大风灾害预警数据库中；

步骤3，按照杆塔编号顺序，逐个采集目标输电线路的结构参数、运行参数和电网拓扑参数；

步骤4，基于K-MEANS算法，分别对目标输电线路的结构参数、运行参数和电网拓扑参数进行聚类；包括：