留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

全国电线结冰厚度分布及等级预报模型

殷水清 赵珊珊 王遵娅 张强 唐为安

殷水清, 赵珊珊, 王遵娅, 等. 全国电线结冰厚度分布及等级预报模型. 应用气象学报, 2009, 20(6): 722-728..
引用本文: 殷水清, 赵珊珊, 王遵娅, 等. 全国电线结冰厚度分布及等级预报模型. 应用气象学报, 2009, 20(6): 722-728.
Yin Shuiqing, Zhao Shanshan, Wang Zunya, et al. Characteristic analysis of ice accumulation on transmission lines and simulation based on ANN model over China. J Appl Meteor Sci, 2009, 20(6): 722-728.
Citation: Yin Shuiqing, Zhao Shanshan, Wang Zunya, et al. Characteristic analysis of ice accumulation on transmission lines and simulation based on ANN model over China. J Appl Meteor Sci, 2009, 20(6): 722-728.

全国电线结冰厚度分布及等级预报模型

资助项目: 

国家科技支撑计划课题 2007BAC29B02

中国气象局行业专项 GYHY200706010, GYH Y200706005

Characteristic Analysis of Ice Accumulation on Transmission Lines and Simulation Based on ANN Model over China

  • 摘要: 利用1961-2008年全国电线结冰及相关气象要素台站观测资料,分析电线结冰厚度的空间分布特征,并建立利用前期冰冻日数,前1天日最低气温、相对湿度、风速和降水量预报电线结冰厚度等级的3层人工神经网络BP模型。结果表明:电线结冰厚度最大值在10mm以上的地区,在北方主要位于东北东南部、内蒙古东北部、华北中部以及甘肃南部等地,在南方主要位于安徽东南部、江西北部、湖南南部、湖北西部、重庆南部、贵州中部以及四川东部等地,呈东-西向带状分布。近48年来,安徽黄山和江西庐山覆冰厚度历年极大值和覆冰日数均呈增长趋势;四川峨眉山、甘肃西峰镇的历年极大值和覆冰日数均呈减小趋势。建立的人工神经网络BP模型能在一定程度上预报结冰厚度等级, 模型对近10年的回报结果显示, 准确率为81.3%。
  • 图  1  电线结冰厚度历史极值空间分布

    Fig. 1  The spatial distribution of ice accumulation extremes for each station

    图  2  电线结冰厚度历史极值所在年代空间分布

    Fig. 2  The spatial distribution of decades when ice accumulations extremes appear

    图  3  结冰厚度与厚度观测前 1 天各气象要素关系

    (a)日最低气温, (b)日相对湿度, (c)日平均风速, ( d)日降水量

    Fig. 3  Relationship between ice accumulation depths with meteorological parameters cont rolling ice accretion

    (a)daily minimumtemperature, (b)daily relative humidity, (c)daily wind speed, (d)daily rainfall amount

    图  4  不同结冰厚度等级下气象要素组合的关系

    (黄点、绿点、蓝点和红点分别表示结冰厚度为0mm, 0~20 mm, 20~40 mm和40mm 以上的样本) (a)最低气温与相对湿度, (b)最低气温与风速, (c)最低气温与降水量, (d)相对湿度与风速

    Fig. 4  Relationship between pairs of meteorological parameters controlling ice accretion

    (yellow, green, blue and red dots represent samples with ice accretion depth of 0 mm, 0-20 mm, 20-40 mm and >40 mm, respectively) (a)daily minimum tempera ture vs daily relative humidity, (b)daily minimum temperature vs daily wind speed, (c)daily minimum tempera ture vs daily rainfall amount, (d)daily relative humidity vs daily wind speed

    表  1  全国电线结冰站点数据情况统计

    Table  1  Statist ics about the stations with ice accretion observation over China

    表  2  代表站点历年覆冰厚度极大值及覆冰日数长期变化趋势

    Table  2  Trend for yearly maximal ice accumulation depth and ice accumulation days

    表  3  冰冻厚度与厚度观测当天及前 1 ~ 3 天气象要素的偏相关系数

    Table  3  Partial correlation coeff icients between ice accumulation depth and meteorological parameters controlling ice accretion for 4 days including the ice-accretion-depth-observed day and 1-3 days before that

    表  4  ANN 建模评估---预报等级的误差

    Table  4  Assessment of ANN model by comparing prediction grades with observation grades

  • [1] 国家气候中心.2008年初我国南方低温雨雪冰冻灾害及气候分析.北京:气象出版社, 2008:20.
    [2] 王遵娅, 张强, 陈裕, 等.2008年初我国低温雨雪冰冻灾害的气候特征.气候变化研究进展, 2008, 4(2):63 -67. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QHBH200802004.htm
    [3] Poots G. Ice and Snow Accretion on Structures. Taunton: Research Studies Press, 1996. http://ci.nii.ac.jp/ncid/BA28032517
    [4] Mak konen L. Estimation in tensity of atmospheric ice accretion on stationary structures. J Appl Meteor, 1981, 20:595-600. doi:  10.1175/1520-0450(1981)020<0595:EIOAIA>2.0.CO;2
    [5] Mak konen L. Modeling of ice accretion on wires. J Climate Appl Meteor, 1984, 23:929 -939. doi:  10.1175/1520-0450%281984%29023<0929%3AMOIAOW>2.0.CO%3B2
    [6] Sundin E, M ak konen L. Ice load son a lattice tower estimated by weather station data. J Appl Meteor, 1998, 37:523 -529. http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=2233947
    [7] Makkonen L. Models for the growth of rime, glaze, icicles and wet snow on structures. Phil Trans (Series A), 2000, 358:2913 -2939. http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/358/1776/2913
    [8] 罗宁, 文继芬, 赵彩, 等.导线积冰的云雾特征观测研究.应用气象学报, 2008, 19(1):91-95. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20080114&flag=1
    [9] Lenhard R W. An indirect method for estimating the weight of glaze on wires. Bull Amer Met Soc, 1995, 36:1 -5.
    [10] Makkonen L. Modeling Power Line Icing in Freezing Precipi-tation.7th International Workshop on Atmospheric Icing of Stractures, Chicoutimi, Canada, 1996:195 -200. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169809597000562
    [11] McComber P, Draez J, Laflamme J. Icing rate estimation of atmospheric cable icing. IntJ Off shore Polar Eng, 1995, 5(2):75 -92. https://www.onepetro.org/journal-paper/ISOPE-95-05-1-043
    [12] Farzaneh M, Savadjiev K. Statistical analysis of field data for precipitation icing accretion on overhead power lines. IEEE Trans Power Deliv, 2005, 20(2):1080-1087. doi:  10.1109/TPWRD.2004.838518
    [13] Ohta H, Saitoh K, Kanemaru K, et al. Application of Disaster Warning System Due to Snow Accretion on Power Lines Using Neural Networks.7th International Works hop on At-mospheric Icing of Structures, Chicoutimi, Canada, 1996:l49-154.
    [14] McComber P, De Lafontaine J, Laflamme J. A Neural System to Estimate Transmission Line Icing. 8th International Workshop on Atmospheric Icing of Stractures, Rey kjavik, Iceland, 1998:101 -106.
    [15] Larouche E, Rouat J, Bouchard G, et al. Exploration of Static and Time Dependent Neural Network Technique for the Predic-tion of Ice Accretion on Overhead Line Conductors.9th Interna-tional Workshop on Atmospheric Icing of Structures. Chester, United Kingdom, Session 2, 2000: 8.
    [16] Maralbashi -Zamini S.Developing Neural Network Models toPredict Ice Accretion Type and Rate on Overhead Transmission Lines, 2007 DOI:10.1522/030012635
    [17] 唐熠.一次雨淞天气与一次飘雪天气过程形势异同分析.广西气象, 2003, 24(3):21 -22;45. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXQX200303007.htm
    [18] 吕胜辉, 王积国, 邱菊.天津机场地区冻雨天气分析.气象科技, 2004, 32(6):456 -460. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXKJ200406014.htm
    [19] 谭冠日.电线积冰若干小气候特征的探讨.气象学报, 1982, 40(1):13 -23. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB198201001.htm
    [20] 王守礼.云南高海拔地区电线覆冰问题研究.昆明:云南科技出版社, 1993.
    [21] 蒋兴良, 孙才新, 顾乐观, 等.三峡地区导线覆冰的特性及雾凇覆冰模型.重庆大学学报 (自然科学版), 1998, (2): 18 -21. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-FIVE802.002.htm
    [22] 刘和云, 周迪, 付俊萍, 等.导线雨淞覆冰预测简单模型的研究.中国电机工程学报, 2001, 21(4):45 -48. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGDC200104009.htm
    [23] 苑吉河, 蒋兴良, 易辉, 等.输电线路导线覆冰的国内外研究现状.高电压技术, 2004, 30(1) :8 -11. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GDYJ200401002.htm
    [24] 张国庆, 张加昆, 祁栋林, 等.青海东部电线积冰的初步观测分析.应用气象学报, 2006, 17(4): 508-510. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20060488&flag=1
    [25] 吴素良, 蔡新玲, 何晓嫒, 等.陕西省电线积冰特征.应用气象学报, 2009, 20(2):247 -251. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20090215&flag=1
    [26] 西南电力设计院.电力工程气象勘测技术规程.北京:中国电力出版社, 2002.
    [27] 李双成, 吴绍洪, 戴尔阜.生态系统响应气候变化脆弱性的人工神经网络模型评价.生态学报, 2005, (3): 621-626. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-STXB200503031.htm
    [28] 龙立宏, 胡毅, 李景禄, 等.输电线路冰害事故统计分析及防治措施研究.电力设备, 2006, 7(12):26 -28. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DLSB200612008.htm
  • 加载中
图(4) / 表(4)
计量
  • 摘要浏览量:  4041
  • HTML全文浏览量:  820
  • PDF下载量:  2451
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2009-02-10
  • 修回日期:  2016-01-13
  • 刊出日期:  2009-12-31

目录

    /

    返回文章
    返回