输电线路风害预警系统方案.doc

输电线路风害智能预警系统方案四川汇源光通信有限公司2015年1月20号输电线路风害智能预警系统方案目录1产品背景31.1输电线路风害预警系统需求31.2技术优势41.3关键技术分析42产品主要功能描述83系统设计93.1系统设计原则93.2系统结构功能设计103.2.1系统整体构架103.2.2风害预报警和实时报警123.3前端监测系统163.4通信系统203.5后台管理系统213.6数据库系统243.7系统防护设计............................................................................................254施工方案264.1施工人员图264.2工程执行流程图265培训计划266售后服务277参考文献27-28-1产品背景1.1输电线路风害预警系统需求近年来，受大气候、微地形和微气象条件的影响，我国多次发生输电线路因风致振动而导致倒塔、断线等事故，造成了巨大的经济损失。倒塔、断线等事故一般滞后恶劣天气一段时间发生，实时监控输电线路的状况，及时采取措施，这样可以降低恶劣天气对输电线路造成的危害[1,9,10]。因此，建立输电线路在线监测智能预警机制，对线路的安全稳定运行有重要意义。新疆地处亚洲腹地，大陆性气候明显、干燥少雨、夏季酷热、冬季严寒、风力强劲、大风频繁[2]。新疆大风区北起乌鲁木齐后沟，东南至吐鲁番县头道河，呈西北东南走向。当冷空气来临时，北疆准噶尔盆地气压高于南疆，达坂城谷地盛行西北风，而当南疆气压高于北疆时，又常刮东南风，主导风向为西北偏西和东南偏南风。输电线路由于大风引起的绝缘子脱落、金具磨损、导线疲劳断线、风偏闪络等故障时有发生[3,6,7]。根据2011~2013年数据统计,新疆电网110千伏及以上输电线路共发生风害跳闸事故20次，严重影响了电网的安全稳定运行。随着风速的加大和累积风害（累积风害既是累积输电线路历史上每次遭受的损害）的损害程度加深，将对输电线路的安全影响加大，一旦输电线路发生风偏闪络等事故将照成大面积停电，严重影响供电的可靠性，而且还会带来大量的经济损失。1.2技术优势我公司根据国家智能电网发展的需求，结合新疆实际大风情况，自行研发了输电线路防风害智能监测系统。输电线路防风害智能检测系统是针对风灾地区风害对输电线路损害预报预警的高科技产品（后期可根据用户需求进行升级，扩展防山火、防外破等综合预警功能）。该套产品集成了最新的传感器技术、高效的人工智能技术[4]（如数据挖掘技术、分布式管理技术等）、信号分析/处理技术等，实现了在风灾地区对输电线路的实时监控和实时监控信息反馈。同时该套产品还使用了高精度的智能算法，找出风害预防对策，以提高维护效率，降低维护成本。而对于大风数据的获得：系统利用常规气象台站观测资料、自动站观测资料，开展新疆电网大风分布和时间演变规律研究，对给定输电线路的大风等级进行区划研究，从区域尺度上确定线路不同等级的风区；利用高分辨率数值预报产品（15km左右），建立高分辨率风场与有限观测站点大风的关系模型，研究复杂地形下地形对风场的影响，从而利用有限站点的预报结果拟合或估算高分辨率（15km）风场分布，获得大风、强风区域的大风预报预警数据；在可能的情况下，在地形地貌非常复杂的强风区域，利用WRF数值预报模型，通过四维变分同化技术，开展高分辨率数值预报，实现高分辨率数值预报产品输出，直接得到高分辨率（1-2km）风场预报预警数据。1.3关键技术分析1）电网大风高分辨率预报预警数据采集技术：新疆地广人稀，地形地貌复杂，在气象台站观测站点非常有限的情况下，大风预报预警非常困难。为了获得高分辨率的大风预报预警数据，本系统主要工作如下：a）输电线路大风区划：采用新疆自治区所有常规气象台站1980-2014年观测数据，包括日平均风速、最大风速和最大风速风向；采用新疆自治区加密自动站观测资料，包括逐小时平均风速、最大风速和最大风速风向；建立新疆电网输电线路风速风向数据库；统计每个站点（包括自动站）的年最大风速，采用极值I型分布作为概率模型：平均重现期为T的最大风速可按下式确定：利用得到的10、20、30和50年重现期风速极值，开展输电线路风速极值的区划研究，规划输电线路不同等级风速的分布，从而为电网安全运行与预报预警提供基础支撑。b）15km分辨率大风预报预警：2014年5月，中国气象局下发了我国自主研发的T639中期数值预报系统数值预报产品，同时，中国气象局还下发欧洲中期数值预报中心的ECMWF数值预报产品，目前细网格分辨率为0.125°（大约10-15km）。利用数值预报产品，实现未来1-7天的逐3小时高分辨率风速预报预警。系统拟采用数值预报产品，利用常规台站和自动站观测资料，验证分析数值预报产