基于常规气象资料的小时标准冰厚模型及验证.pdf

第 28卷 第 2期 应 用 气 象 学 报 VoI．28，NO．2 2017年 3月 JOURNALOFAPPLIEDMETEOROLOGICALSCIENCE M arch 2017 邓芳萍，康丽莉，姜瑜君，等．基于常规气象资料的小时标准冰厚模型及验证．应用气象学报，2017，28(2)：142—156 D0I：10．11898／1001-7313 基于常规气象资料的小时标准冰厚模型及验证 邓芳萍D 康丽莉D 姜瑜君D 初金 良 刘 岩。’ ”(浙江省气象科学研究所 ，杭州 310008) (国网浙江省 电力公司丽水供 电公司，丽水 323000) ”(国网浙江省电力公司 电力科学研究院，杭州 310014) 摘 要 在综合考虑雨凇和雾凇积冰增长以及热力融冰和升华脱冰 的基础上 ，建立 了一个基于常规气象资料 的小时标 准冰厚模型。模拟 2008年和 2013年浙江省两次严重 电网覆冰灾害期间的标准冰厚，并用事故线路调查资料、电 线积冰观测站和模拟导线拉力监测点的观测资料进行验证分析。结果显示 ：事故线路的最大标准冰厚观测值与模拟 值相关关系达到0．01显著性水平 ，电线积冰观测站的 日标准冰厚观测值与模拟值的平均绝对偏差小于0．6mm，模拟 导线拉力监测点的小时标准冰厚模拟值与观测值的决定系数为 0．8093，均方根误差为 0．8mm。说 明模型 比较准 确地描述 了天气过程对 电线积冰的影响，能够较好地反映标准冰厚的空间分布规律和时间变化特征 。 关键词 ：电线积冰 ；标准冰厚；雨凇 ；雾凇 ；积冰增长 ；积冰脱落 在导线周围的覆冰厚度，通常根据积冰重量、积冰直 引 言 径或长短径计算得到I】]。由于电线积冰观测站点稀 少 ，且大多位于电线积冰少发的平原 、盆地 ，电力工 电线积冰是雨凇、雾凇冻 附在导线上或湿雪冻 程设计中经常面临标准冰厚数据缺乏的问题 。为解 结在导线上的天气现象。严重情况下会 引发舞动 、 决这一问题 ，国内外开展了大量 的电线积冰气象条 闪络 、断线 、倒塔甚至 电网瘫痪等事故 ，给社会经济 件研究，并提出很多经验模型和数值模型。经验模 造成巨大损失 。我国是一个电线积冰灾害严重的国 型根据电线积冰数据与气象因子的统计关系，运用 家，随着电网建设规模 的扩大 ，在土地资源的制约 统计 回归、神经网络或支持 向量机等方法计算标准 下，越来越多的输电线路走廊 只能选择积冰易发 的 冰厚 ]。数值模型则根据 电线积冰增长的物理机 丘陵 山区，电线积冰对 电网的危害也 日益 突显。 制 ，运用流体力学和热力学理论模拟积冰增长期 间 2008年初我 国南方的雨雪冰冻灾害重创 电力基础 的标准冰厚 (或积冰重量)变化L6]。经验模型简单 设施 ，造成 238．8亿元的直接经济损失①。灾后 电 易行 ，具有较好 的模拟效果 ，但在 电线积冰观测资料 力部门进行了大规模的线路改造和融冰除冰设施建 缺乏的地 区难 以建模 ，且大部分 电线积冰数据的观 设 ，电网抗冰能力得到大幅提升。与此同时，电力部 测时间间隔较长 ，以此为基础建立 的统计模型通常 门对电线积冰信息的精细化需求也愈加迫切。 只能估算每 日标准冰厚[2]。对于高时空分辨率的 标准冰厚是电力部 门用于衡量电线积冰严重程 标准冰厚模拟而言，更适宜采用数值模型 ]。 度的关键指标 ，它指 的是密度 0．9g／cm。均匀裹覆