高压电线积冰过程的气象条件分析及模拟研究

发布时间：2020-06-16 05:06

【摘要】：本文利用2009年至2013年冬季华中电网电线覆冰在线观测系统对湖北省500kV高压输电线路积冰状况进行实时观测获取的资料,结合MICAPS常规气象资料、探空数据及NCEP再分析资料,对湖北形成积冰的天气形势、气象条件以及时间分布特征进行统计分析,对积冰的大气层结特征进行研究。使用WRF模式对两次降水型积冰过程进行了模拟,并利用模式的输出量对等效积冰厚度值进行了估算。对湖北电线积冰发生时的大气环流形势进行分析,将其分为三种基本类型:小槽发展型、横槽型和低槽东移型,分别占43.8%、31.2%、25%;电线积冰发生时的气象条件特征是:露点温度差较小,积冰区域的3小时变压大多为正值,小于2.5m·s-1的北风最有利于积冰的形成。生消时间特征是:主要在夜间形成,于正午消融;电线积冰主要发生在每年的1、2、11、12四个月份,月平均积冰时数分别为65、42、11、9。在对积冰过程中大气层结特征进行分析发现:逆温层中逆温强度越大,积冰过程维持的时间越长;逆温层出现的概率越大,则积冰厚度的值越大。在降水积冰过程中,因冷暖空气交汇使得900hPa-700hPa之间形成逆温层,并且存在较为深厚的暖层,这是冻雨能够形成的重要条件之一,对于积冰的维持和发展起到重要的作用。运用WRF模式对两次典型的降水型积冰过程进行模拟:气象条件模拟值与观测值变化趋势一致;模式抓住了“冷-暖-冷”型大气层结结构的特征,对逆温层的模拟结果与探空资料相符,雨水、冰雪的模拟结果与地面气象站点的观测一致,能较好反映出大气层结以及云中微物理量场对积冰厚度值的影响;利用模式输出结果对积冰计算后,计算值能较好的反映出实测积冰厚度的变化,误差较小。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P426.3;TM75
【图文】：

图２．１湖北东北部高压输电线杆塔及气象站点分布逡逑Ｆｉｇ邋２．１邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｈｉｇｈ邋ｖｏｌｔａｇｅ邋ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ邋ｌｉｎｅｓ逡逑ａｎｄ邋ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ邋ｓｔａｔｉｏｎｓ逡逑中电网覆盖湖北、湖南、江西、河南四省，是三峡电站电力外送的起点为西电东送的通道和南北互供的枢纽，对我国东南部的电力供应起着（杨华，２０１１）。湖北省的东北部是５００ｋＶ高压输电线路所经过的地区别山区中段，东、北、西三面环山，山脉相连群峰突起，地势东北高、逡逑，植物覆盖茂密，极易发生输电线路覆冰。逡逑压输电线路大多途经人烟稀少地区，并且因高海拔山区和多风口的原雨凇和雾凇影响。鉴于地理环境等原因，人工观测积冰难度较大，因此８逡逑

逡逑必要对输电线路覆冰状态进行在线监测。本文资料的观测地点如图２．１所示（高逡逑压输电线路杆塔的位置分布示意图）。逡逑２．２观测资料及观测仪器介绍逡逑本文所使用的资料为２００９年－２０１３年冬季华中电网电线覆冰在线观测系统逡逑湖北地区５００ｋＶ高压输电线路宜华线塔杆上的积冰厚度实时观测资料，时间分逡逑辨率为１分钟。从高压输电线上有积冰出现时开始，到积冰完全消融（一小时逡逑内等效积冰厚度为０的数值占５０％以上），记为一次积冰过程。逡逑本文还使用ＭＩＣＡＰＳ常规气象数据对积冰过程的天气形势进行分析统计，逡逑利用武汉探空站（海拔２１米）的探空数据以及ＮＣＥＰ再分析资料对积冰过程中逡逑的逆温层结特征进行了研宄。逡逑华中电网有限公司研制完成的输电线路覆冰在线监测系统于２００６年１２月逡逑１７日通过由湖北省科技厅组织的项目技术鉴定会。目前此套覆冰在线监测系统逡逑己经在湖北省超高压输变电公司、湖北省输变电工程公司等多个项目中得到应逡逑用（何清等，２００９）。输电线路覆冰在线监测系统是集计算机技术、微量信号传逡逑感技术、电磁兼容技术、数据信息处理技术、低功耗技术、视频技术、网络通逡逑信技术等为一体的技术集合体（张予，２００９）。逡逑专家软件逡逑＼逦｜逦１分机１１逡逑逦｜＾？Ｓ？１－（ｇｓｍｓｍｓ｜逦：逡逑拿逦＾逦１分机１？逡逑逦

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3 本报记者 吴佳s

本文编号：2715576