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“十三五”优秀成果展示——输电线路精细化气象预警技术及应用

发布者:   来源:   发布时间:2024/3/8 0:00:00   标签:   浏览次数:269

成果评价编号: 中气科成评[2022]197
评价结果: 良好
成果名称: 输电线路精细化气象预警技术及应用
完成单位: 国网河南省电力公司电力科学研究院、河南省气象服务中心、重庆大学、中国气象科学研究院、北京玖天气象科技有限公司
成果形式: 应用研究和技术开发类-系统
研究领域: 气象服务与应用气象
评价年份: 2018
完成人: 姚德贵、郭志民、魏璐、刘善峰、梁允、王津宇、冯杉、李哲、卢明、苑司坤、李帅、高阳、王建、刘黎平、王丙兰
成果简介: 项目以国网公司科技项目为支撑,面向电网精细化气象预警体系开展顶层设计,实现气象信息的精细化预报;选择电网典型灾害线路舞动、风偏进行数据挖掘,建立“气象因素—电网故障”关联模型;实现电力气象预警系统的研发与示范应用。 解决的关键问题:1 提出了电网气象敏感度、故障高风险区段等差异化风险评价指标来反映气象的时空区间影响,为电网规划、运维提供依据。2 Bayes-Adaboost方法并结合不同层高风速预测、覆冰增长和线路结构参数建立舞动预警模型,实现输电线路舞动概率预警。3 经过对雷达多回波强度阈值的统计分析,在对强对流单体进行动态识别的基础上,对飑线的运动过程进行外推预报,实现电网飑线灾害的预警。
创新点1:提出了气象敏感度、故障高风险区段等时空差异化电网风险评价指标,利用傅里叶函数模拟气象连续时间影响,实现气象灾害与电网运行风险的关联评估。 收集国网10个省份近15年的故障样本,匹配故障发生时的气象观测历史数据,建立“电力气象多源数据库”。在此基础上,归纳并分析出气象所致电网故障的时空分布特征,提出电网气象敏感度、故障高风险区段等差异化风险评价指标来反映气象的时空区间影响。 创新点2:结合档距、分裂数、线径等线路结构参数,用Bayes-Adaboost方法对输电线路的舞动概率进行建模,实现输电线路的舞动概率预警。 分析国网河南、山东、辽宁等8个易舞省份近15年的舞动样本。针对影响舞动较为严重的三类参数:风、覆冰与线路结构参数进行关键技术的研究,得到不同线路层高的风速预测结果与线路覆冰增长模型,同时结合舞动仿真,分析了档距、分裂数、线径等线路结构参数等不同线路结构参数对舞动的影响程度。在此基础上,结合Bayes-Adaboost方法,形成了输电线路自学习舞动预警模型。 创新点3:经过对雷达多回波强度阈值的统计分析,在对强对流单体进行动态识别的基础上,对飑线的运动过程进行外推预报,实现对面向电网的飑线灾害外推预警。 本项目基于多普勒雷达三维拼图技术,首次将识别飑线过程的固定参数修改为可调参数,即根据飑线生成、增强、鼎盛、减弱、消亡各个阶段,提出采用四组不同识别参数循环计算,利用飑线回波强弱动态选配合适的识别参数。其中参数方案一定义的对流云反射率因子最低为35dbZ,但系统长度和面积稍大,适合弱飑线的生成阶段。方案二到方案四适合飑线的增强、鼎盛及减弱阶段。在此基础上,根据雷达回波径向速度,对飑线的运动过程进行外推预报,实现对电网飑线灾害的预警。 中国电机工程学会组织召开的项目技术鉴定会认为该项目技术先进、实用性强,整体达到国际领先水平。
成果先后在国网河南、浙江、新疆、山东、辽宁、湖北、安徽等多家单位应用,累计发送预警信息12000余条次,出具分析报告75份。为电网负荷调配、设备检修、应急抢险等生产过程提供了必要的气象预测预警信息支撑,为相关省份在电网资产损失、应急抢修、人力物力调配、电量损失等方面节省费用共计21745万元。 针对强对流和飑线的预警:系统自动识别、追踪大风和飑线风过程,针对电网不同需求,提供河南、浙江、新疆三个省份0-2小时、1×1千米的强对流大风预测预警,明确发生时间、地点、等级和可能受影响的输电线路等信息,向用户发送不同等级预警信息。本项目准确预测了2014至2021年7.16、7.23、7.31等对电网影响严重的强对流过程,将平均应急准备时间由原来的2.3小时缩短至0.8小时。 针对舞动的预警:系统以9×9千米精细化数值天气预报结果为基础面向河南、山东、辽宁、湖北、安徽、山西等易舞省份,预测未来7天不同区域内可能发生舞动的等级和概率,自动识别出该区域内的重点线路,分级发布舞动预警。项目应用以来,电网因气象原因造成的损失显著降低,电网安全稳定运行水平得到有效提升,电力的供应更加安全、稳定、可靠。
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