CN104268655A - 一种输电线路山火预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路山火预警方法，该方法系根据目标区域历史卫星监测火点数据、降水数据、工农业用火习俗，计算当前同期输电线路山火预警级别，并根据预警级别制作成预警表。线路运维人员根据本发明方法提供的当前时段的预警级别，能合理布置防山火资源，有效提高山火防治的效率与资源利用率，减少人力、物力的浪费，同时减少输电线路山火跳闸率，提高电力***安全稳定性能。

Description

一种输电线路山火预警方法

技术领域

本发明属于电力***输电线路输电线路山火预警方法。 

背景技术

受野外用火习俗的影响，穿过山区林地的输电线路走廊附近常常发生山火，导致输电线路跳闸事故时有发生，严重危害电力***的稳定运行。山火易引起线路周围空气间隙的绝缘损坏，进而击穿间隙，导致跳闸。高温引发的绝缘损坏需要持续较长时间，而重合闸产生的操作过电压明显比工作电压高，因此在一段时间内重合闸极难成功，这就进一步增加了山火的电力***的危害性。而现有的山火处置方式均在山火发生以后进行，难以及时抽调足够的人力物力进行防治，处置效率低下、被动，造成一定损失。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电线路山火预警方法，以提前对山火发生情况进行预警，在山火发生前指导线路维护人员提前采取相应准备措施，有效防止山火火灾。 

本发明输电线路山火预警方法，包括如下步骤： 

(1)、资料收集：收集目标区域历史卫星监测火点数据，收集目标区域各气象站点历史降水日值数据，收集目标区域地理面积； 

(2)、确定预警时间段：根据预报区域工农业用火习俗，划分固定时间段，作为预警时间； 

(3)、火点因子确定： 

(3.1)、确定各时间段目标区域日均火点密度，其公式为：ρ＝N/(S×D×M)个/万平方千米，其中ρ为目标区域日均火点密度，S为目标区域面积，D为预警时段，M为火点统计年数，N为火点总数； 

(3.2)、根据目标区域日均火点密度ρ划分火点级别，将火点级别作为山火预警的火点因子H,设定火点因子H的取值； 

(4)、降水因子确定： 

(4.1)、根据收集的气象站点历史降水日值数据，求取各气象站点降水量的平均值，作为目标区域的降水量日值： 

$p=\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i/m$

式中，p为目标区域降水量日值；m为目标区域气象站点数；p_i为第i个气象站点降水日值，i＝1,2,…m； 

(4.2)、求取目标区域预警时间段内的日均降水量： 

$p^{\′}=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j/n$

式中p′为目标区域预警时间段内的日均降水量；n为预警时间段天数；p_j为第j天目标区域降水量日值，j＝1,2,…n。 

(4.3)、根据目标区域预警时间段内的日均降水量p′的大小，划分降水级别，并将此级别作为山火预警的降水因子P，设定降水因子P的取值； 

(5)、用火因子确定： 

根据目标区域各自的工农业用火习俗，确定野外用火级别，将该用火级别作为山火预警的用火因子F，设定用火因子F的取值； 

(6)、根据各因子影响山火发生的重要性不同，分别赋予各因子权重； 

(7)、计算预警值： 

设各因子的权重矩阵为W_1×3，取值矩阵为V_3×1，则计算预警值E的公式为： 

E＝W_1×3·V_3×1

(8)、预警级别确定：根据预警值E，确定相应的预警级别。 

对于步骤(3.2)所述火点级别为高发与非高发两个级别，当所述火点密度ρ为5～∞时火点级别为高发级别，火点因子H取设定值1，当所述火点密度ρ为0～5时火点级别为非高发级别，火点因子H取设定值0；步骤(4.3)所述降水级别为多降水和少降水级别，当日均降水量p′为0.1～1mm时为多降水级别，降水因子P取设定值0，当日均降水量p′为0～0.1mm时为少降水级别，降水因子P取设定值1； 步骤(5)所述野外用火级别分为四个级别：野外用火少、野外用火较多、野外用火多、野外用火极多，用火因子F的取设定值相应为0、0.3、0.8、1；所述步骤(6)赋予各因子权重为：火点因子H权重为1，降水因子P权重为0.8，用火因子F权重为0.6。 

对步骤(8)确定的预警级别根据需要进行修订。所述收集历史数据，是指收集5年以上的历史数据。 

本发明人在长期的研究工作中发现输电线路山火与大面积森林火灾不同，山火的发生需要满足三个条件：1、具备可燃物；2、必要的天气，即无雨、干燥；3、人为火源，输电线路山火的发生受工农业用火习俗的影响非常大。本发明充分利用历史卫星监测火点数据和降水数据以及工农业用火习俗作为当前同期山火预警的判识依据，创造出防范或减少山火的有效方法，该方法在的试验中已成功指导多地域山火防治，线路运维人员根据本发明方法提供的当前时段的预警级别，合理布置防山火资源，能有效提高山火防治的效率与资源利用率，减少人力、物力的浪费，同时减少输电线路山火跳闸率，提高电力***安全稳定性能。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明内容做进一步说明。 

实施方式一：本实施方式是按月划分预警时段的一种实施方式。 

实施目标地域：安徽、陕西云南浙江重庆四川、山西、湖北、湖南、江西、贵州、广东、福建。 

具体实施步骤如下： 

(1)、在线收集上述省份历史10年卫星监测火点数据；从气象部门收集上述省份各气象站点历史10年降水日值数据；从测绘部门收集上述省份地理面积。 

(2)、按月划分预警时段。 

(3)、火点因子确定 

(3.1)、根据卫星监测火点数，按月统计目标区域火点数目，并由目标区域面积、时间段天数计算出各时间段目标区域日均火点密度 ρ(个/万平方千米)。计算方法如下： 

设目标区域面积为S万平方千米，预警时段为D天，火点统计年数为M年，火点总数为N个，则日均火点密度ρ＝N/(S×D×M)个/万平方千米。 

(3.2)、根据ρ将火点级别分为高发与非高发两个级别，ρ为5～∞(个/万平方千米)，火点级别为高发，火点因子H取值为1，ρ为0～5(个/万平方千米)，火点级别为非高发，火点因子H取值为0。 

参见表1： 

表1日均火点密度级别表 

由此获得作为目标区域的各省火点因子H取值如表a 

表a各省逐月山火预警的火点因子H取值 

(4)、降水因子确定 

(4.1)、根据收集的气象站点历史降水日值数据，求取各气象站点降水量的平均值，作为目标区域的降水量日值： 

$p=\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i/m$

式中，p为目标区域降水量日值；m为目标区域气象站点数；p_i为第i个气象站点降水日值，i＝1,2,…m； 

(4.2)、求取目标区域预警时间段内的日均降水量： 

$p^{\′}=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j/n$

式中p′为目标区域预警时间段内的日均降水量；n为预警时间段天数；p_j为第j天目标区域降水量日值，j＝1,2,…n。 

(4.3)、根据目标区域预警时间段内的日均降水量p′的大小对其划分级别，日均降水量p′为0.1～1(mm)，属多降水级别，降水因子P取设定值0；p′为0～0.1(mm)为少降水级别，降水因子P取设定值1，参见表2。 

表2日均降水量级别表 

由此获得作为目标区域的各省降水因子P取值如表b 

表b各省逐月山火预警的降水因子P取值 

(5)、用火因子确定 

根据目标区域各自的工农业用火习俗，确定野外用火级别，作为山火预警的用火因子F，设定用火因子F的取值； 

根据预警区域各自的工农业用火习俗，如清明节野外用火极多火因子F取值设为1，春节及其他节日习俗野外用火多F取值设为0.8，春耕、秋收野外用火也较多F取值设为0.3，而其他时段野外用火少属用火非高发期F取值设为0，如表3所示。 

表3山火预警用火因子F取值 

由此获得所述各省每个月的用火因子F取值，如表c： 

表c各省逐月山火预警的用火因子F取值 

(6)、对各因子赋予权重，火点因子H权重为1，降水因子P权重0.8，用火因子F权重0.6，参见表4。 

表4各因子权重与取值 

(7)、计算预警值。 

设各因子的权重矩阵为W_1×3，取值矩阵为V_3×1，则计算预警值E 

$\begin{array}{c}{E}_{\mathrm{possible}}=\left[\mathrm{1,0.8,0.6}\right]\·\left[\begin{array}{c}\mathrm{1,1,1},\mathrm{0,1,0,0,0,1,1,1,0},\mathrm{1,0,0,0}\\ 1,\mathrm{1,0,1,0,1,0,0},\mathrm{1,1,0,1,0,1,0,0}\\ \mathrm{1,0,1,1,0,0,1},\mathrm{0,0.8,0.3,0}.\mathrm{8,0}.\mathrm{8,0}.3,0.\mathrm{3,0.8},0.3\end{array}\right]\\ =[\mathrm{2.40,1.80,1.60,1.40,1.00,0.80,0.60},0,\mathrm{2.28,1.98,1.48,1.28,1.18},\\ \mathrm{0.98,0.48,0.18}]\end{array}---\left(2\right)$

根据公式(1)计算所述各省相应时段的预警值E,如表d所示： 

表d各省逐月预警值 

(8)、预警级别确定。 

根据预警值E，确定相应的预警级别，并按预警级别从高到低的顺序分别赋予红、橙、黄、蓝的颜色。如表5所示。 

表5预警级别表 

(9)、根据预警值E，查找表5确定相应时段的预警级别及预警颜色，据此对表d进行作色标记，形成各省逐月输电线路山火预警表。 

(10)、对于步骤(9)得到的各省逐月输电线路山火预警表，可以定期按照步骤1-6进行修改，比如每隔3年修订一次，以保证其高度的准确性。 

实施方式二：本实施方式是按二十四节气中清明、立夏、芒种、夏至、立冬、冬至、小寒、大寒划分预警时段的另一种实施方式。 

实施目标地域：同实施方式一。 

步骤(1)同实施方式一。 

(2)、按清明、立夏、芒种、夏至、立冬、冬至、小寒、大寒划分时间段，每个节气以节气当天和前后各3天(共7天)作为一个时间段。 

(3)、根据卫星监测火点数，按上述节气统计各省火点数目，并由各省区域面积、时段天数(7天)计算出各省上述节气日均火点密度ρ(个/万平方千米)。参照表1，根据ρ将火点级别分为高发与非 高发两个级别，得到因子H的取值。见表e 

表e各省部分节气因子H取值 

(4)、根据收集的气象站点历史降水日值，求取各省上述节气日均降水量p′。参照表2，根据p′将日均降水量分为多降水和少降水两个级别，得到因子P的取值,见表f。 

表f各省部分节气降水因子P取值 

(5)、根据各省各自的工农业用火习俗，确定预警时段的野外用火高峰期，作为山火预警的用火因子F，见表g。 

表g各省部分节气因子F取值 

步骤6同实施方式一。 

(7)、根据公式(1)计算相应时段的预警值E,如表h。 

表h各省部分节气预警值E 

其他步骤同实施方式一，如此得到各省部分节气输电线路山火预警表。根据本发明方法还可以按春耕、秋收等重点用火时期划分，得到相应的山火预警表，由此指导线路运维人员合理布置防山火资源，提高山火防治的效率与资源利用率，减少输电线路山火跳闸率，提高电力***安全稳定性能。 

Claims (4)

1.一种输电线路山火预警方法，包括如下步骤：

（1）、资料收集：收集目标区域历史卫星监测火点数据，收集目标区域各气象站点历史降水日值数据，收集目标区域地理面积；

（2）、确定预警时间段：根据预报区域工农业用火习俗，划分固定时间段，作为预警时间；

（3）、火点因子确定：

（3.1）、确定各时间段目标区域日均火点密度，其公式为：ρ=N/(S×D×M)个/万平方千米，其中ρ为目标区域日均火点密度，S为目标区域面积，D为预警时段，M为火点统计年数，N为火点总数；

（3.2）、根据目标区域日均火点密度ρ划分火点级别，将火点级别作为山火预警的火点因子H,设定火点因子H的取值；

（4）、降水因子确定：

（4.1）、根据收集的气象站点历史降水日值数据，求取各气象站点降水量的平均值，作为目标区域的降水量日值：

p=                                                

式中，p为目标区域降水量日值；m为目标区域气象站点数；p _i 为第i个气象站点降水日值，i=1,2,… m；

（4.2）、求取目标区域预警时间段内的日均降水量：

式中为目标区域预警时间段内的日均降水量；n为预警时间段天数；p _j 为第j天目标区域降水量日值，j=1,2,… n；

（4.3）、根据目标区域预警时间段内的日均降水量的大小，划分降水级别，并将此级别作为山火预警的降水因子P，设定降水因子P的取值；

(5)、用火因子确定：

根据目标区域各自的工农业用火习俗，确定野外用火级别，将该用火级别作为山火预警的用火因子F，设定用火因子F的取值；

（6）、根据各因子影响山火发生的重要性不同，分别赋予各因子权重；

（7）、计算预警值：

设各因子的权重矩阵为W_1×3，取值矩阵为V_3×1，则计算预警值E的公式为：

E=W_1×3·V_3×1     

（8）、预警级别确定：根据预警值E，确定相应的预警级别。

2.根据权利要求1所述的输电线路山火预警方法，其特征在于步骤（3.2）所述火点级别为高发与非高发两个级别，当所述火点密度ρ为5~∞时火点级别为高发级别，火点因子H取设定值1，当所述火点密度ρ为0~5时火点级别为非高发级别，火点因子H取设定值0；步骤（4.3）所述降水级别为多降水和少降水级别，当日均降水量为0.1~1 mm时为多降水级别，降水因子P取设定值0，当日均降水量为0~0.1mm时为少降水级别，降水因子P取设定值1；步骤（5）所述野外用火级别分为四个级别：野外用火少、野外用火较多、野外用火多、野外用火极多，用火因子F的取设定值相应为0、0.3、0.8、1；所述步骤（6）赋予各因子权重为：火点因子H权重为1，降水因子P权重为0.8，用火因子F权重为0.6。

3.根据权利要求1所述的输电线路山火预警方法，其特征在于对步骤（8）确定的预警级别根据需要进行修订。

4.根据权利要求1或2所述的输电线路山火预警方法，其特征在于所述收集历史数据，是指收集5年以上的历史数据。