“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
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发布时间：2024/3/8 0:00:00
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| 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。 |
