适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法与流程

本发明属于输电线路导线负荷承受能力评估，具体涉及一种适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法。

背景技术：

1、开展输电线路输送容量动态提升技术时，需要详细获取线路通道气象数据与通道状态，涉及到线路通道环境温度、风速、太阳辐射强度、导线温度、导线电流、导线弧垂等，由于线路输送容量受最小卡口限制，开展动态提升技术时若每基杆塔开展监测装置安装面临着耗资巨大、建设周期长问题，若监测位点选择不当，则会导致负荷调整过程中出现导线过热、通道距离不足问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法，本发明旨在利用现有网络结构并确保监测线路通道状态、气象状态监测可靠的基础上，通过合理布点线路通道状态监测装置，实现所需数据的准确监测，为线路负荷动态调整提供数据支撑。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法，包括：

4、s101，将杆塔的历经地形分类为平地、山坡、山顶或垭口；

5、s102，从杆塔的杆段中根据地形、导线状态和气象数据筛选候选观测区段；

6、s103，计算候选观测区段的平均载流能力；

7、s104，对输电线路以指定大小的单位距离、按照平均载流能力从小到大的优先级排布观测点，且在每一个单位距离内至少排布一个观测点，每一个单位距离内排布的观测点覆盖单位距离内的每一种地形类型，输电线路的观测点总数量不少于设定值；

8、s105，在观测点安装气象环境监测装置以用于观测线路气象环境数据。

9、可选地，步骤s101中将杆塔的历经地形分类为平地、山坡、山顶或垭口是指结合线路平断面图和卫星地图数据将杆塔的历经地形分类为平地、山坡、山顶或垭口。

10、可选地，步骤s102中从杆塔的杆段中根据地形、导线状态和气象数据筛选候选观测区段时，根据地形获取候选观测区段包括：首先针对输电线路沿线筛选出地形类型为山坡的杆段，然后进一步筛选出地面倾角大于设定值的杆段作为根据地形得到的候选观测区段。

11、可选地，所述筛选出地面倾角大于设定值的杆段作为根据地形得到的候选观测区段包括：根据指定的角度大小将山坡的地面倾角分级，将山坡的地面倾角大于设定级别的杆段作为根据地形得到的候选观测区段。

12、可选地，步骤s102中从杆塔的杆段中根据地形、导线状态和气象数据筛选候选观测区段时，根据导线状态获取候选观测区段包括：分别获取输电线路沿线各个杆段的导线状态信息、导线对地距离以及导线-树竹净空距离，所述导线状态信息包括导线温度、导线电流和导线弧垂；根据导线状态信息、导线对地距离、导线-树竹净空距离对各个杆段划分等级，将指定等级的杆段作为根据导线状态得到的候选观测区段。

13、可选地，所述获取输电线路沿线各个杆段的导线状态信息、导线对地距离以及导线-树竹净空距离时，所述导线状态信息的导线弧垂、导线对地距离以及导线-树竹净空距离为通过无人机采集的激光点云测量获得，所述导线-树竹净空距离是指导线和树/竹顶部之间的净空间距离。

14、可选地，步骤s102中从杆塔的杆段中根据地形、导线状态和气象数据筛选候选观测区段时，根据气象数据筛选候选观测区段包括：依据历史气象数据收集结果，分别获取输电线路沿线各个杆段一年内的气温、风速以及太阳辐射强度，统计出各个杆段气温变化、风速变化以及太阳辐射强度变化，并将气温变化最小杆段、气温变化最大杆段、风速变化最小杆段、风速变化最大杆段、太阳辐射强度变化最小杆段、太阳辐射强度变化最大杆段作为候选观测区段。

15、可选地，步骤s103中计算候选观测区段的平均载流能力i的函数表达式为：

16、

17、其中，ii为候选观测区段第i日的载流能力。

18、可选地，步骤s105中的线路气象环境数据包括导线电流、导线温度、环境温度、环境风速、太阳辐射强度、可见光图像以及导线弧垂最低点对地距离。

19、可选地，步骤s105中在观测点安装的气象环境监测装置还用于实时计算线路载流能力与导线弧垂最低点对地距离h以用于为负荷动态调整提供依据，其中导线弧垂最低点对地距离h的计算函数表达式为：

20、h＝h1-(s2-s1)，

21、其中，h1为开展无人机激光点云测距时对应的环境状态下导线对地高度，s2为当前环境状态下的弧垂值，s1为开展无人机激光点云测距时对应的环境状态下的弧垂值。

22、和现有技术相比，本发明主要具有下述优点：

23、1、本发明方法包括将杆塔的历经地形分类为平地、山坡、山顶或垭口；从杆塔的杆段中根据地形、导线状态和气象数据筛选候选观测区段；计算候选观测区段的平均载流能力；对输电线路以指定大小的单位距离、按照平均载流能力从小到大的优先级排布观测点，且在每一个单位距离内至少排布一个观测点，每一个单位距离内排布的观测点覆盖单位距离内的每一种地形类型，输电线路的观测点总数量不少于设定值；在观测点安装气象环境监测装置以用于观测线路气象环境数据，本发明在利用现有网络结构并确保监测线路通道状态、气象状态监测可靠的基础上，通过合理布点线路通道状态监测装置，实现所需数据的准确监测，为线路负荷动态调整提供数据支撑。

24、2、本发明方法布点结果代表性强，可为线路负荷调整线路气象、通道环境监测提供技术支撑，易于实时及推广，具有重要的工程意义。

技术特征：

1.一种适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法，其特征在于，步骤s101中将杆塔的历经地形分类为平地、山坡、山顶或垭口是指结合线路平断面图和卫星地图数据将杆塔的历经地形分类为平地、山坡、山顶或垭口。

3.根据权利要求1所述的适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法，其特征在于，步骤s102中从杆塔的杆段中根据地形、导线状态和气象数据筛选候选观测区段时，根据地形获取候选观测区段包括：首先针对输电线路沿线筛选出地形类型为山坡的杆段，然后进一步筛选出地面倾角大于设定值的杆段作为根据地形得到的候选观测区段。

4.根据权利要求3所述的适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法，其特征在于，所述筛选出地面倾角大于设定值的杆段作为根据地形得到的候选观测区段包括：根据指定的角度大小将山坡的地面倾角分级，将山坡的地面倾角大于设定级别的杆段作为根据地形得到的候选观测区段。

5.根据权利要求1所述的适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法，其特征在于，步骤s102中从杆塔的杆段中根据地形、导线状态和气象数据筛选候选观测区段时，根据导线状态获取候选观测区段包括：分别获取输电线路沿线各个杆段的导线状态信息、导线对地距离以及导线-树竹净空距离，所述导线状态信息包括导线温度、导线电流和导线弧垂；根据导线状态信息、导线对地距离、导线-树竹净空距离对各个杆段划分等级，将指定等级的杆段作为根据导线状态得到的候选观测区段。

6.根据权利要求5所述的适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法，其特征在于，所述获取输电线路沿线各个杆段的导线状态信息、导线对地距离以及导线-树竹净空距离时，所述导线状态信息的导线弧垂、导线对地距离以及导线-树竹净空距离为通过无人机采集的激光点云测量获得，所述导线-树竹净空距离是指导线和树/竹顶部之间的净空间距离。

7.根据权利要求1所述的适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法，其特征在于，步骤s102中从杆塔的杆段中根据地形、导线状态和气象数据筛选候选观测区段时，根据气象数据筛选候选观测区段包括：依据历史气象数据收集结果，分别获取输电线路沿线各个杆段一年内的气温、风速以及太阳辐射强度，统计出各个杆段气温变化、风速变化以及太阳辐射强度变化，并将气温变化最小杆段、气温变化最大杆段、风速变化最小杆段、风速变化最大杆段、太阳辐射强度变化最小杆段、太阳辐射强度变化最大杆段作为候选观测区段。

8.根据权利要求1所述的适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法，其特征在于，步骤s103中计算候选观测区段的平均载流能力i的函数表达式为：

9.根据权利要求1所述的适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法，其特征在于，步骤s105中的线路气象环境数据包括导线电流、导线温度、环境温度、环境风速、太阳辐射强度、可见光图像以及导线弧垂最低点对地距离。

10.根据权利要求1所述的适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法，其特征在于，步骤s105中在观测点安装的气象环境监测装置还用于实时计算线路载流能力与导线弧垂最低点对地距离h以用于为负荷动态调整提供依据，其中导线弧垂最低点对地距离h的计算函数表达式为：

技术总结
本发明公开了一种适用于输电线路负荷动态调整的线路气象环境观测选点方法，本发明方法包括将杆塔的历经地形分类为平地、山坡、山顶或垭口；从杆塔的杆段中根据地形、导线状态和气象数据筛选候选观测区段；计算候选观测区段的平均载流能力；对输电线路以指定大小的单位距离、按照平均载流能力从小到大的优先级排布观测点；在观测点安装气象环境监测装置以用于观测线路气象环境数据。本发明旨在利用现有网络结构并确保监测线路通道状态、气象状态监测可靠的基础上，通过合理布点线路通道状态监测装置，实现所需数据的准确监测，为线路负荷动态调整提供数据支撑。

技术研发人员：孙泽中,岳一石,王峰,巢亚锋,王成,廖振宇,谭奔,袁一钧
受保护的技术使用者：国网湖南省电力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8