一种考虑输电线路杆塔信息的风害精细化预警方法及系统与流程

本发明属于电网气象防灾减灾，具体涉及一种考虑输电线路杆塔信息的风害精细化预警方法及系统。

背景技术：

1、电力系统安全稳定运行与气象等外部环境息息相关，日益扩大的电网规模使电网生产遭受恶劣气象事件或天气现象的频率和影响程度也在随之增加。输电线路杆塔长期矗立在野外，运行环境恶劣，其长期运行于自然环境下，易受到雷电、大风等各类气象灾害的侵袭而发生故障，尤其对于存在若干线路并行架设的重要输电走廊来说，一旦发生局部、灾害性的极端天气，可能导致多条送电通道停运，严重时甚至引发大面积停电事故。因雷、风、冰等气象原因造成的故障数占比增多，逐渐超过“外力破坏”成为输电线路的最主要致灾原因。

2、现有电网强对流大风等风害的预警方法往往依赖于9*9公里或3*3公里天气预报数据，给出强对流大风预警的粗略判定，该方法覆盖区域大，但未考虑地形地貌对大风形成的影响。另一方面，传统的风速预报统一将近地面10m风速作为预报指标，未考虑杆塔高度的差异性对垂向风速预报的需求，给出的预警结果并不准确。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种考虑输电线路杆塔信息的风害精细化预警方法，包括：

2、基于中尺度气象模式-微尺度诊断模式，得到输电线路覆盖区域的精细化预报风场数据；

3、根据所述输电线路覆盖区域的精细化预报风场数据和所述输电线路覆盖区域内的杆塔信息，得到所述杆塔的垂向风速预报数据；

4、根据所述杆塔的垂向风速预报数据，确定所述杆塔的强对流大风预警等级。

5、优选的，所述根据所述杆塔的垂向风速预报数据，确定所述杆塔的强对流大风预警等级，包括：

6、将所述垂向风速预报数据中的瞬时风速最大值作为所述杆塔的预报风速值；

7、当所述杆塔的预报风速值大于等于设定风速阈值时，确定对所述杆塔进行强对流大风预警；

8、根据所述杆塔的设计抗风强度和所述杆塔的预报风速值，确定所述杆塔的强对流大风预警等级。

9、优选的，所述根据所述杆塔的设计抗风强度和所述杆塔的预报风速值，确定所述杆塔的强对流大风预警等级，包括：

10、当0.9q≤wmax＜0.95q时，为ⅲ级预警；

11、当0.95q≤wmax＜1.05q时，为ⅱ级预警；

12、当1.05q≤wmax时，为ⅰ级预警；

13、其中，wmax为所述杆塔的预报风速值，q为所述杆塔的设计抗风强度。

14、优选的，所述根据所述输电线路覆盖区域的精细化预报风场数据和所述输电线路覆盖区域内的杆塔信息，得到所述杆塔的垂向风速预报数据，包括：

15、获取所述输电线路覆盖区域内的杆塔的经纬度和高度范围；

16、根据所述杆塔的经纬度确定所述杆塔所在的风场格点；

17、从所述精细化预报风场数据中，提取所述风场格点中杆塔所述高度范围内的风速预报数据，作为所述杆塔的垂向风速预报数据。

18、优选的，所述基于中尺度气象模式-微尺度诊断模式，得到输电线路覆盖区域的精细化预报风场数据，包括：

19、根据中尺度气象模式生成所述输电线路覆盖区域的气象要素场；

20、利用数据前处理模块对所述气象要素场进行数据处理，得到所述输电线路覆盖区域的气象初始猜测场；

21、获取所述输电线路覆盖区域的下垫面数据；

22、基于所述气象初始猜测场和所述下垫面数据，利用微尺度诊断模式，得到所述输电线路覆盖区域的精细化预报风场数据。

23、优选的，所述精细化预报风场数据的时间分辨率为分钟级、水平取样间隔不大于100m、垂直取样间隔不大于10m。

24、基于同一发明构思，本发明还提供了一种考虑输电线路杆塔信息的风害精细化预警系统，包括：

25、风场数据获取模块，用于基于中尺度气象模式-微尺度诊断模式，得到输电线路覆盖区域的精细化预报风场数据；

26、杆塔垂向风速获取模块，用于根据所述输电线路覆盖区域的精细化预报风场数据和所述输电线路覆盖区域内的杆塔信息，得到所述杆塔的垂向风速预报数据；

27、强对流大风预警模块，用于根据所述杆塔的垂向风速预报数据，确定所述杆塔的强对流大风预警等级。

28、优选的，所述强对流大风预警模块，包括：

29、杆塔预报风速获取模块，用于将所述垂向风速预报数据中的瞬时风速最大值作为所述杆塔的预报风速值；

30、分级预警模块，用于当所述杆塔的预报风速值大于等于设定风速阈值时，确定对所述杆塔进行强对流大风预警；

31、并根据所述杆塔的设计抗风强度和所述杆塔的预报风速值，确定所述杆塔的强对流大风预警等级。

32、优选的，所述分级预警模块中，根据所述杆塔的设计抗风强度和所述杆塔的预报风速值，确定所述杆塔的强对流大风预警等级，包括：

33、当0.9q≤wmax＜0.95q时，为ⅲ级预警；

34、当0.95q≤wmax＜1.05q时，为ⅱ级预警；

35、当1.05q≤wmax时，为ⅰ级预警；

36、其中，wmax为所述杆塔的预报风速值，q为所述杆塔的设计抗风强度。

37、优选的，所述杆塔垂向风速获取模块具体用于：

38、获取所述输电线路覆盖区域内的杆塔的经纬度和高度范围；

39、根据所述杆塔的经纬度确定所述杆塔所在的风场格点；

40、从所述精细化预报风场数据中，提取所述风场格点中杆塔所述高度范围内的风速预报数据，作为所述杆塔的垂向风速预报数据。

41、优选的，所述风场数据获取模块具体用于：

42、根据中尺度气象模式生成所述输电线路覆盖区域的气象要素场；

43、利用数据前处理模块对所述气象要素场进行数据处理，得到所述输电线路覆盖区域的气象初始猜测场；

44、获取所述输电线路覆盖区域的下垫面数据；

45、基于所述气象初始猜测场和所述下垫面数据，利用微尺度诊断模式，得到所述输电线路覆盖区域的精细化预报风场数据。

46、优选的，所述风场数据获取模块中，所述精细化预报风场数据的时间分辨率为分钟级、水平取样间隔不大于100m、垂直取样间隔不大于10m。

47、基于同一发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；

48、存储器，用于存储一个或多个程序；

49、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如前所述的一种考虑输电线路杆塔信息的风害精细化预警方法。

50、基于同一发明构思，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如前所述的一种考虑输电线路杆塔信息的风害精细化预警方法。

51、与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

52、本发明提供了一种考虑输电线路杆塔信息的风害精细化预警方法及系统，所述方法包括基于中尺度气象模式-微尺度诊断模式，得到输电线路覆盖区域的精细化预报风场数据；根据所述输电线路覆盖区域的精细化预报风场数据和所述输电线路覆盖区域内的杆塔信息，得到所述杆塔的垂向风速预报数据；根据所述杆塔的垂向风速预报数据，确定所述杆塔的强对流大风预警等级；该方法及系统通过中尺度气象模式-微尺度诊断模式输出适用于输电线路下垫面类型的精细化预报风场数据，将精细化预报风场数据与杆塔信息相匹配，识别影响输电线路杆塔安全的强对流大风天气过程，实现针对不同信息数据的杆塔的风害分级预警，为输电线路防灾及运维保障工作提供技术支撑。