1.本发明属于输电线路覆冰监测技术领域，尤其涉及一种基于覆冰变化的输电线路覆冰发展预测方法。
背景技术：2.输电线路覆冰是导致输电线路故障的重要因素之一，容易导致舞动、覆冰闪络、脱冰跳跃等故障，覆冰严重时甚至会引起杆塔断线、杆塔倒塌等事故，严重危害电力系统的安全。而输电线路某点的断线就会导致电网的断电，严重时造成电网瓦解。因此，为做好输电线路覆冰预警，提前部署除冰融冰装置，更好指导线路除冰工作，对输电线路覆冰发展进行预测具有非常重要的意义。
3.然而超特高压输电线路大部分位于无人山区，地势复杂、交通不便，传统的人工巡线工作量大，在覆冰情况严重下，人工巡线十分危险并且难度巨大。而现有的融、除冰方法都至少需要8h才能完成相应工作。目前针对输电线路覆冰预测主要是通过直接监测导线覆冰的拉力、弧垂、倾角等物理量，并根据经验和气象参数进行覆冰预测，但未来12h的预测效果并不是很理想。只能通过天气预报的形式预测覆冰区域无法预测具体线路的覆冰情况。只能为防、除冰工作提供大致方向，不能较好定位、定时预报冰灾线路，无法满足预警和除冰准备的需求。
技术实现要素：4.本发明要解决的技术问题是：提供一种基于覆冰变化的输电线路覆冰发展预测方法，以解决现有技术不能较为准确预测未来12h输电线路覆冰的发展情况，无法满足输电线路覆冰的预警需求等技术问题。
5.本发明技术方案是：
6.一种基于覆冰变化的输电线路覆冰发展预测方法，所述方法包括：
7.步骤1、确定预测输电线路目标；
8.步骤2、在目标导线两端安装覆冰质量传感器；
9.步骤3、采集覆冰质量传感器测量值获得输电线路单位覆冰质量；
10.步骤4、根据输电线路覆冰变化，对比数据库中各种覆冰发展结果曲线，预测出输电线路单位长度覆冰质量。
11.所述覆冰质量传感器采用拉力传感器。
12.采集覆冰质量传感器测量值的采集周期为0.5s。
13.预测输电线路单位长度覆冰质量的方法包括：
14.步骤4.1、通过三次hermite插值方法将实时获得的单位长度覆冰质量点进行分段拟合，得到单位长度覆冰质量时变函数m(t)，进一步通过m(t)求导，得到单位长度覆冰质量时变函数的导函数m’(t)；
15.步骤4.2、根据m(t)和m’(t)，通过寻址算法实时比对数据库中测量变化最相近的
发展结果曲线mn(t)和m
n’(t)，n为1、2、3
……
自然数，预测输电线路覆冰发展曲线，当m(t)和mn(t)之间的误差、m’(t)和m
n’(t)之间的误差均≤10％，则采用mn(t)和m
n’(t)曲线来预测m(t)和m’(t)发展结果。
16.数据库中各种覆冰发展结果曲线的建立方法包括：实际测量采集周期为10min，利用覆冰变化发展连续变化的规律，限制单位长度覆冰质量时变函数的导函数m’(t)上、下限；下限为-5mm/h；上限在3-5mm/h，基于导函数变化上下限，根据分支树算法，假设不同增长率，并以此计算覆冰变化曲线，组成预测发展函数数据库。
17.所述各种覆冰发展结果曲线是以24h为周期，拟合基础以现在为基础过去至多6h的变化曲线m(t)和m’(t)，进而预测未来12h小时的变化，并根据实际变化曲线修正预测12h后的预测结果。
18.根据实时变化的曲线实时修正拟合曲线，结合实际变化和预测函数进一步扩展数据库中原有函数，修正导函数m’(t)的上下限。
19.本发明的有益效果：
20.本发明基于覆冰变化的输电线路覆冰发展预测方法，实时获取输电线路单位长度覆冰质量，通过3次hermite插值方法，并采用寻址算法与数据库进行误差对比，提高了输电线路覆冰预测的准确性。
21.本发明基于覆冰变化的输电线路覆冰发展预测方法通过结合以往输电线路覆冰发展变化规律，得到未来12h的覆冰情况，提前进行输电线路覆冰预警，为部署除冰工作提供参考和充足的时间。
22.解决了现有技术不能较为准确预测未来12h输电线路覆冰的发展情况，无法满足输电线路覆冰的预警需求等技术问题。
附图说明
23.图1为本发明流程图；
24.图2为本发明输电线路覆冰发展预测流程图。
具体实施方式
25.以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明。
26.本发明包括如下步骤：
27.s1.根据需求确定预测输电线路目标。
28.具体地：根据局部重覆冰区域输电线路的历年覆冰情况，当往年最大等效覆冰厚度超过20mm后，则该条线路判定为有覆冰致灾风险，为防止覆冰导致局部线路故障，需要对其进行覆冰预测。
29.s2.安装覆冰质量传感器。
30.将成熟的覆冰在线监测系统安装在需要覆冰预测的输电线路附近。特别地，需要在目标导线两端安装拉力传感器。
31.s3.根据传感器测量获得输电线路单位覆冰质量。
32.通过线路覆冰质量传感器实时获得输电线路单位长度覆冰质量，虽然覆冰是一个缓慢的过程，但由于杆塔之间的档距较长，输电线路整体受覆冰影响较快，采样周期为
0.5s。若采样周期太快会导致数据库中产生过多并未变化的数据点，加大数据拟合的计算负担；而采样周期过慢，则无法保证拟合的精度。
33.s4.根据输电线路覆冰变化，对比数据库中实际记录的输电线路变化模型，预测输电线路单位长度覆冰质量。
34.具体地：如图2所示，首先通过三次hermite插值方法将实时测量获得的单位长度覆冰质量点进行分段拟合，得到单位长度覆冰质量时变函数m(t)，输电线路覆冰过程是一个连续过程，为了使拟合函数及导函数更为光滑，故而选取了三次hermite插值方法，此外三阶的拟合函数确保其可导；进一步通过m(t)求导，得到单位长度覆冰质量时变函数的导函数m’(t)。
35.进一步地，根据获得m(t)和m’(t)，通过寻址算法实时比对数据库中测量变化最相近的发展结果曲线mn(t)和m
n’(t)(n为1、2、3
……
，自然数)，预测输电线路覆冰发展曲线，为提高预测准确度，其中只有当m(t)和mn(t)之间的误差、m’(t)和m
n’(t)之间的误差均≤10％，则可以判定可以采用mn(t)和m
n’(t)曲线来预测m(t)和m’(t)发展结果。通常在工程中可以接收的误差范围为20％，为了防止预测变化过小，在本方法中选取误差≤10％的函数作为预测函数，可以进一步保证本预测方法的预测精度。
36.数据库中各种发展结果曲线mn(t)和m
n’(t)由野外实际测量并结合科学理论扩展获得。野外实际测量采集间隔时间较长，平均周期约10min，且曲线数量不够多。利用覆冰变化发展连续变化的规律，限制单位长度覆冰质量时变函数的导函数m’(t)上、下限，一般线路的下限均相同，即-5mm/h；但其中不同线路直径的上限各不相同，通常在3-5mm/h，根据线路尺寸和环境的实际情况进行调整。因此，基于上述的导函数变化上下限，根据分支树算法，合理假设不同增长率，并以此不同请开给你下的计算覆冰变化曲线，合理扩展野外实际测量数据，共同组成预测发展函数数据库；数据库中各种覆冰发展结果曲线mn(t)和m
n’(t)是以24h为周期，其拟合基础以现在为基础的过去至多6h的变化曲线m(t)和m’(t)，进而预测未来12h小时的变化，并根据实际变化曲线修正预测12h后的预测结果。据此，根据实时变化的曲线实时修正拟合曲线，有效提高预测函数的精度。同时结合实际变化和预测函数可以进一步扩展数据库中原有函数，修正导函数m’(t)的上、下限。
技术特征：1.一种基于覆冰变化的输电线路覆冰发展预测方法，其特征在于：所述方法包括：步骤1、确定预测输电线路目标；步骤2、在目标导线两端安装覆冰质量传感器；步骤3、采集覆冰质量传感器测量值获得输电线路单位覆冰质量；步骤4、根据输电线路覆冰变化，对比数据库中各种覆冰发展结果曲线，预测出输电线路单位长度覆冰质量。2.根据权利要求1所述的一种基于覆冰变化的输电线路覆冰发展预测方法，其特征在于：所述覆冰质量传感器采用拉力传感器。3.根据权利要求1所述的一种基于覆冰变化的输电线路覆冰发展预测方法，其特征在于：采集覆冰质量传感器测量值的采集周期为0.5s。4.根据权利要求1所述的一种基于覆冰变化的输电线路覆冰发展预测方法，其特征在于：预测输电线路单位长度覆冰质量的方法包括：步骤4.1、通过三次hermite插值方法将实时获得的单位长度覆冰质量点进行分段拟合，得到单位长度覆冰质量时变函数m(t)，进一步通过m(t)求导，得到单位长度覆冰质量时变函数的导函数m’(t)；步骤4.2、根据m(t)和m’(t)，通过寻址算法实时比对数据库中测量变化最相近的发展结果曲线m
n
(t)和m
n’(t)，n为1、2、3
……
自然数，预测输电线路覆冰发展曲线，当m(t)和m
n
(t)之间的误差、m’(t)和m
n’(t)之间的误差均≤10％，则采用m
n
(t)和m
n’(t)曲线来预测m(t)和m’(t)发展结果。5.根据权利要求1所述的一种基于覆冰变化的输电线路覆冰发展预测方法，其特征在于：数据库中各种覆冰发展结果曲线的建立方法包括：实际测量采集周期为10min，利用覆冰变化发展连续变化的规律，限制单位长度覆冰质量时变函数的导函数m’(t)上、下限；下限为-5mm/h；上限在3-5mm/h，基于导函数变化上下限，根据分支树算法，假设不同增长率，并以此计算覆冰变化曲线，组成预测发展函数数据库。6.根据权利要求5所述的一种基于覆冰变化的输电线路覆冰发展预测方法，其特征在于：所述各种覆冰发展结果曲线是以24h为周期，拟合基础以现在为基础过去至多6h的变化曲线m(t)和m’(t)，进而预测未来12h小时的变化，并根据实际变化曲线修正预测12h后的预测结果。7.根据权利要求6所述的一种基于覆冰变化的输电线路覆冰发展预测方法，其特征在于：根据实时变化的曲线实时修正拟合曲线，结合实际变化和预测函数进一步扩展数据库中原有函数，修正导函数m’(t)的上下限。
技术总结本发明公开了一种基于覆冰变化的输电线路覆冰发展预测方法，所述方法包括：步骤1、确定预测输电线路目标；步骤2、在目标导线两端安装覆冰质量传感器；步骤3、采集覆冰质量传感器测量值获得输电线路单位覆冰质量；步骤4、根据输电线路覆冰变化，对比数据库中各种覆冰发展结果曲线，预测出输电线路单位长度覆冰质量；解决了现有技术不能较为准确预测未来12h输电线路覆冰的发展情况，无法满足输电线路覆冰的预警需求等技术问题。预警需求等技术问题。预警需求等技术问题。
技术研发人员：杨国林 陈宇 廖乙 邓颖
受保护的技术使用者：冰音科技（重庆）有限责任公司
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
