[发明专利]一种输电线路走廊雪深监测预警方法

说明书

技术领域

本发明属于输电线路在线监测技术领域，具体涉及一种输电线路走廊雪深监测预警方法。

背景技术

我国是发生输电线路冰雪事故较多的国家之一，冰雪事故已严重威胁了我国电力系统的安全运行，并造成了巨大的经济损失。华中的湖北、湖南、江西、河南等省及三峡地区，西南的云南、贵州、四川，华北的河北、山西及京津唐地区，西北的青海、宁夏等省都发生过输电线路覆冰事故。随着西部大开发、西电东送电力发展战略的实施，特高压1000KV交流电和±800KV直流输电工程等的筹划建设，将会有更多的超高压、特高压输电线路经过峡谷、河流、微气象及雨凇多发地区。如果不加以防治，由输电线路冰雪危害造成的电网事故将不可避免。

冰雪对线路的危害有过负荷、覆冰舞动和脱冰跳跃、绝缘子冰闪等几种，会造成杆塔变形、倒塔、导线断股、金具和绝缘子损坏、绝缘子闪络等事故,导致大面积停电，且事故多发生在严冬季节，大雪封山，公路结冻，难于抢修，造成长时间停电。因此，输电线路冰雪灾害是许多国家电网系统所面临的严重威胁之一。影响输电线路冰雪灾害的因素一般有风速、降水率、过冷却水滴直径、降水时间、导线半径、过冷却水滴捕获系数、空气湿度、冻结系数、空气运动黏度等。在实际应用过程中，很多参数是无法通过监测得到的，并且各参数会随着地理、空间、时间变化而变化，难以获取各个参数的精确值。因此，基于卫星遥感数据的动态雪深反演监测指标可考虑天气、温度、湿度、风速这些参数条件，按照雪深形成的覆冰类型进行预测。使之能够通过可监测参数和实验室经验值，达到实时精确监测地表温度变化的目的，对最不利的输电线路冰雪情况进行预测。

发明内容

本发明构建一种输电线路走廊雪深监测预警方法，针对不同地区，不同季节的积雪，其物理性质的不同，提出动态反演雪深方法，本方法的基本思想是获取“遥感”雪盖和“观测”雪盖，在此基础上获得“融合”雪盖，建立时空动态的雪盖可信度指数，并针对不同指数值，提出“时空距离权重法”计算动态反演系数，从而得到动态反演雪深。这里，需注意两种特殊情况，在测站稀疏的地区或夏季，常出现观测无雪，但遥感反演有雪的情况，此时应该以遥感结果为主要参考依据，即认为有雪，但其反演系数确定可参考该地区一定期限内有雪时的平均反演系数。另一种情况是，当观测有雪时，不管遥感反演是否有雪，这样的区域都应予以保留，即认为该区域格点有雪，确定其反演系数时，可依据该格点与最近有雪站点的距离作为权重，结合该时次用插值方法得到的反演系数及其有雪时的均值来共同决定反演系数。可以精确的反演近地表空气温度。得出想要的各类气象要素数据。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种输电线路走廊雪深监测预警方法，包括以下步骤：

步骤1：数据处理

获取初步的观测格点雪深:利用气象学上应用较普遍的Cressman插值方法将测站雪深插到0.225°网格点上,并去除小于0的虚假格点雪深,得到初步的观测格点雪深Do(x,y,t)。这里将负值剔除。

获取初步的格点反演系数及其年均值:首先，利用NSIDC提供的坐标转换工具EASE-Grid投影的SSM/I亮温数据(25km分辨率)转换成等经纬度投影亮温数据(0.225°分辨率)；其次,获取中国范围内各通道逐日(1987年7月一2009年11月)亮温数据,缺测的点用之前时次升轨和降轨数据补齐,并计算19和37GHz水平极化亮温差ΔT(x,y,t)；最后,利用式

A₀(x,y,t)＝D₀(x,y,t)/ΔT(x,y,t)

获取初步的格点反演系数A₀(x,y,t),并进一步得到其年内有雪时的均值A_0m(x,y)。这里,保留ΔT(x,y,t)<0即A₀(x,y,t)<O的格点,因为实际上亮温差小于0并不意味着一定无雪(尤其在东部地区),初步的格点反演系数暂时先保留这样的格点,后面再使用一定的方法从中筛选出有雪的点,有利于提高东部地区的反演精度。

获取逐日“遥感”雪盖:利用积雪分类树方法(Grody.etal,1996),获取未考虑测站实测数据的逐日纯“遥感”雪盖。