基于集合预报的两种输电线路舞动概率预测方法

利用中国气象局集合预报业务系统GRAPES-EPS（Global/Regional Assimilation and Prediction System Ensemble Prediction System）的15个集合成员预报产品,基于舞动气象模型,分别通过等权重法和集合平均法得到输电线路舞动发生的预测概率,以2016年11月23日和2018年1月4日~6日的电线结冰数据作为实况,检验两种预测方法的效果,结果发现,（1）等权重法和集合平均法预测出的舞动范围均能覆盖实际发生舞动的区域,均可作为舞动发生的客观预测方法;（2）等权重法预测输电线舞动的报对站比例更高而漏报站比例更低,(3)等权重法预测的日最大舞动概率和日平均舞动概率均较集合平均法预测的大;(4) 从空间分布和时间变化来看,等权重法舞动预测的概率值具有一定的连续性,而集合平均法预测的舞动概率值则具有明显的跳跃性,等权重法应用效果较集合平均法更好。     

架空输电线路的舞动幅值分析与试验研究

针对河南尖山真型输电线路的导线舞动试验情况,采用悬垂导线单自由度模型分析了导线舞动幅值及其影响因素,以及风速、线路档距和舞动阶次对舞动幅值的影响,并结合真型输电线路的导线舞动试验基地所测数据,验证了导线舞动幅值与风速、线路档距和舞动阶次的关系.结果表明,在起舞风速与发生最大幅值舞动时的风速之间,导线舞动幅值随风速增大而近似呈线性增长,导线舞动幅值与线路档距的平方成正比,与导线舞动阶次的3次方成反比.由真型输电线路的导线舞动观测数据可得:当风速大于且持续大于7m/s时,试验线路可形成稳定的导线舞动;最大舞动幅值出现在连续大风速时,发生最大幅值舞动时的风速为10~13m/s,观测到的导线最大舞动幅值为7.4m.     

以气象参数预测的输电线最大载流量概率模型

针对气象参数预测的问题,提出应用经验模态分解法（EMD）对研究地区的历史气象数据按时间序列进行分解和特征提取,以粒子群优化的核极限学习机（PSO-KELM）进行预测的方法. 该气象参数的预测结果将作为输电线路最大载流量概率模型的源数据. 基于载流量密度函数的概率建模,提出基于气象参数的输电线路最大载流量的计算方法. 某地区电网的应用分析结果表明,在用电高峰期时可根据气象参数预测结果动态调整输电线路的载流量,在确保输电线路安全可靠性的前提下,提高输电线路的输送能力.     

架空输电线路导线舞动在线监测系统研究

当发生风偏和舞动等异常状态时,线路可能发生闪络、跳闸,甚至倒塔等事故,严重影响线路正常运行。设计了一种架空线路舞动在线监测系统,它由安装在输电线路上的监测子站、安装在杆塔上的监测主站、安装在监控中心的监控上位机构成。该系统结构合理,使用方便,能够在线监测高压运行中线路的现场温度、湿度、风速、风向、日照强度及导线温度、重力、舞动幅度参数。     

基于机器学习的输电线路故障统计与分析

本文对输电线路故障的影响因素进行分析,用相关性系数描述输电故障和气象数据之间关系。通过分析得出了气象数据中的温度、湿度、风速、气压和故障之间的相关性强度。通过对数据特征展开研究,以及对机器学习相关算法模型、关键算法组件的应用及验证,为输电线路故障分析提供有力的技术支撑。     

考虑电磁力影响的四分裂导线舞动

导线舞动是输电线路的一种低频、长时间的流固耦合现象。舞动通常会造成线路的严重破坏,特别是在高压多分裂导线架空输电线路,舞动现象会更加复杂。虽然现有研究已经提出了一些简化的导线舞动理论;但输电线路的舞动行为仍然需要进一步分析,这主要取决于线路运行工况的细化分析。采用精细有限元法计算了四分裂导线间的电磁力,得到了一种考虑电磁力影响的四分裂导线舞动数值模拟方法。此外,重点研究了电流强度对典型四分裂输电导线舞动特性的影响,包括舞动轨迹、频率、舞动模式和振幅。同时,进一步分析了在不同档距和风速下,考虑电磁力影响的四分裂输电导线舞动特征。结果表明,电磁力对线路的导线舞动行为有明显的影响。因此,有必要考虑导线舞动过程中的电磁力影响。     

基于基因遗传算法对畸形外囊菌在中国适生区的分析

调查了104个畸形外囊菌（Taphrina deformans（Berk）Tul）的发生地,并通过基因遗传算法（GARP）模型对畸形外囊菌在中国的适生情况进行了预测.实验中采用受试者工作特征曲线（简称ROC曲线）中的曲线下面积（AUC）的大小评估模型预测的准确性,所得AUC值为0.89,表明诊断价值较高.预测结果表明畸形外囊菌在中国的适生区主要分布在东部地区：河北南部、山西南部、广东南部、山东全部、河南全部、安徽全部、江苏全部、上海全部、浙江全部、海南全部、福建大部分、江西大部分、台湾西部沿海、云南东部、湖北东部和湖南东部.     

天津一体化平台气象要素预报在宁河秋季的检验评估

基于2017年秋季自动站观测资料,对天津一体化综合气象业务平台在宁河区7个代表站的逐时气温、相对湿度、风向、风速等要素的格点预报质量进行了检验评估,结果表明:一体化平台格点预报与实况有一致的变化趋势,但对各要素的预报性能存在差异;在秋季气温的预报整体偏低,尤其是在日出到午后时段;相对湿度在下午段的预报值与实况最接近,准确率可达到80%～90%;风速的预报总体比实况偏高1～2 m/s。对宁河区东部到南部地区的预报性能相对较好,而对西部到北部地区的预报性能相对较差。总体上一体化平台预报准确率较高,可为预报员进行本区要素预报提供很好的参考。     

基于神经网络的风电场超短期风速数值预报的动态修订

 针对风电场风功率预测所需的离地70m、0~4h的超短期风速预报,本文利用中央气象台发布的MM5格点输出的数值预报风速及测风塔实时发回的气象资料,探讨了利用神经网络将前期误差观测值和测风塔湍流指标等因子对MM5数值预报风速进行动态修订的方法,建立动态修订超短期预报模型,为满足风电场超短期风功率预报的工程应用提供一定的参考。结果表明,修订后的预报风速平均绝对误差等指标大幅降低,有效地提高了预报精度。     

影响高速公路交通的致灾大风危险性评价

 利用全国2373个国家级地面气象观测站2005-2014年10 min平均风速以及2009-2014年1 h内极大风速资料,基于气象行业标准（QX/T 111-2010）中风力对高速公路交通运行影响的等级划分,选取频率与强度作为指标构建评价体系,结合熵权法计算致灾因子危险性综合指数,编制全国致灾大风危险性评价图。结果表明,对高速公路交通运行产生影响的致灾大风高危险区主要分布在内蒙古中西部、西藏北部和西部的局部地区以及新疆阿拉山口、达坂城、三十里风区与百里风区范围内;较高危险区主要分布在内蒙古中部和西部、甘肃西部、青海西部和南部、新疆西北部和东部以及东部沿海的部分地区;全国其他地区主要高速公路沿线的致灾大风危险性则相对较低。     

中原城市群重点城市首要污染物日变化特征及成因分析

中原城市群重点城市是我国大气污染较为严重的区域之一。利用2017年河南省各地市环保局国控站点和地面监测站提供的首要污染物浓度和气象要素24h连续监测数据,分析得到2017年首要污染物占比和首要污染物浓度的日变化特征,采用相关分析法和主成分回归分析法得到各首要污染物之间的相关性及气象因子对首要污染物的影响。结果表明,2017年中原城市群重点城市首要污染物主要由PM2.5、PM10和O3组成;一天中,PM2.5呈双峰变化,主峰值出现在8:00-9:00,次峰值出现在22:00,谷值出现在下午16:00;PM10小时浓度呈三峰变化,主峰值出现在9:00,次峰值出现在1:00和21:00左右,主谷值出现在15:00,次谷值出现在0:00和5:00;O3小时浓度呈单峰变化,峰值出现在15:00,谷值出现在7:00左右;PM2.5在低温、高压、中等偏高的湿度、较弱风的条件下利于积累,PM10在低温、高压、中等偏高的湿度、较弱风的条件下易于积累,O3在高温、低压、中等偏低的湿度、强风的条件下易于生成与积累;对PM2.5、PM10浓度影响最大的两个气象因子是气温和气压,对O3浓度影响最大的两个气象因子是风速和气温。     

豫北地区蒸发能力及其变化趋势分析

根据典型观测站实测资料系列,分析了豫北地区近四十年来降水量和蒸发能力(水面蒸发量)的变化趋势;并利用相关分析技术,分析了蒸发能力(水面蒸发量)与风速、温度、湿度、日照等之间的相关关系。分析结果表明,豫北地区近四十年来蒸发能力呈现持续下降的态势,影响山丘区蒸发能力的主要因素为日照、降水量和湿度、风速,而影响平原区蒸发能力的主要因素为风速、湿度和日照、温度。这一重要的科学发现,不仅澄清了以前的一些模糊认识,而且对于重新核定更科学的灌溉定额和制定更合理的灌溉制度具有重要的参考价值。     

海河流域50年来参考腾发量的时空变化规律及其影响原因

根据海河流域34个站点1957—2007年逐日实测气象资料,结合旋转正交函数(REOF)、参数t检验法和Mann-Kendall检验方法对海河流域参考腾发量(RET)及其相关的4个气象变量(平均气温、风速、相对湿度和日照时数)的时空演变特征进行了分析,在此基础上,分析了RET对气象变量的敏感性,定量评估了气象变量对RET变化的贡献程度,探讨了影响RET变化的可能原因.结果表明,过去50年,海河流域59%的站点RET呈现显著下降趋势,主要分布在东部平原区,呈现显著上升趋势的站点主要分布在西部山地区.依据REOF分析结果,海河流域可以划分为3个区域:西部区、北部区和东部区;北部区和东部区的RET都呈现出显著的减少趋势,而西部区则呈现出显著的增加趋势;相对湿度是对RET最敏感的气象变量,风速和日照时数次之,平均气温对RET的敏感性最小;海河流域西部区RET的增加主要是由该区域显著减少的相对湿度所引起的,而北部区和东部区显著下降的风速和日照时数是导致这两个区域RET减少的主要原因.     

基于江西省站点资料对智能网格实况分析产品的检验评估

利用江西省2019年3月～2020年2月气象站观测资料,在小时尺度上,对中国气象局下发的智能网格实况的2 m气温、湿度、风速、降水等多个气象要素产品进行检验评估.研究分析各类产品的数据误差及其时空变化规律,验证该产品在研究区的适用性.研究结果表明:2 m气温、相对湿度产品与站点观测较为一致,其相关系数均可达0.9以上,2 m气温均方根误差在1.0 ℃左右,准确率可达80%以上,相对湿度均方根误差小于10%,准确率可达90%以上.风速产品的数据精度较低,相比站点观测风速明显偏弱,70%站点的风向准确率小于50%,风向准确率仅为40%左右.降水产品能准确反映年内逐小时变化趋势,但存在一定程度低估,相关系数基本在0.8以上,平均误差为-0.1～0.1 mm·h^-1,平均绝对误差小于0.2 mm·h^-1.与站点观测相比,降水产品对强降水明显偏弱.地形对实况网格产品准确性有较大影响,产品误差在地形复杂山区中比在平原地区中明显偏大.总体上,2 m气温、相对湿度产品质量较高,基本可满足业务服务需求.风速产品及降水产品在大降水量级下的误差较大,与业务服务需求有一定差距.     

卡尔曼滤波修正的风电场短期功率预测模型

针对数值天气预报模型输出的气象参数存在系统误差而导致风电场功率预测精度受到制约的问题,提出了一种基于卡尔曼滤波修正的风电场短期功率预测模型.使用卡尔曼滤波算法对数值天气预报输出的风速数据进行动态修正,并结合其他气象数据形成新的用于风电功率预测的修正气象数据集合;根据原始气象数据和修正气象数据这2个训练集分别建立了风电场功率输出的原始神经网络、修正神经网络的预测模型.经同一时间区间内的实测数据与模型分析数据的对比分析表明:通过卡尔曼滤波修正的风速数据能够很好地跟踪实际风速数据的变化趋势,平均误差与绝对平均误差比较小;所提模型能够显著降低预测结果的均方根误差,使其从未修正前的17.73%降低至11.32%,证明预测精度得到了明显提高.     

近47年城市化发展对沈阳区域局地气候的影响研究

利用1959—2005年沈阳及周边郊区4县(康平、新民、法库、辽中)台站的气候观测资料,研究分析了沈阳城区、郊区气温、降水量、相对湿度、风速的变化趋势和特点。在此基础上,探讨了城市化发展对沈阳区域气候变化产生的影响。研究发现:1)近47年来,沈阳平均气温上升显著,其中冬季、春季增暖幅度最大,夏季最弱。同时,沈阳郊区增暖幅度略大于城区增暖幅度。2)沈阳年降水量、相对湿度、平均风速整体均呈下降趋势,降幅以平均风速最大,降水量最小。沈阳降水量的季节变化比较复杂,冬季降水量轻微增加。分析结果显示,沈阳城市化发展对区域局地气候产生了重要影响,尤其是近年来对郊区气温影响显著。另外,城市化进程对平均气温、风速的影响比其对相对湿度、降水量的影响更为显著、直接。     

不同气候区潜在蒸散发全局敏感性分析

基于Penman-Monteith公式,运用全局敏感性方法分析我国4个气候区12个气象站潜在蒸散发对最高气温、最低气温、相对湿度、风速和日照时数的敏感性。结果表明:(a)不同气候区及不同季节潜在蒸散发对气象因子的敏感性排序存在差异。夏季日照时数对潜在蒸散发影响最大;冬季最高气温、相对湿度和风速比较敏感;最低气温在全年各季节均不敏感。(b)从中温带半湿润地区→高原温带半干旱区→北亚热带湿润地区→南亚热带湿润地区,日照时数对潜在蒸散发的影响逐渐增强,风速对潜在蒸散发的影响逐渐减弱。(c)全局灵敏度与局部灵敏度方法分析结果具有很大差异,局部法分析对潜在蒸散发影响的气象因子敏感性排序与气象因子取值有关。     

近47年城市化发展对沈阳区域局地气候的影响研究

利用1959-2005年沈阳及周边郊区4县（康平、新民、法库、辽中）台站的气候观测资料,研究分析了沈阳城区、郊区气温、降水量、相对湿度、风速的变化趋势和特点。在此基础上,探讨了城市化发展对沈阳区域气候变化产生的影响。研究发现：1) 近47年来,沈阳平均气温上升显著,其中冬季、春季增暖幅度最大,夏季最弱。同时,沈阳郊区增暖幅度略大于城区增暖幅度。2) 沈阳年降水量、相对湿度、平均风速整体均呈下降趋势,降幅以平均风速最大,降水量最小。沈阳降水量的季节变化比较复杂,冬季降水量轻微增加。分析结果显示,沈阳城市化发展对区域局地气候产生了重要影响,尤其是近年来对郊区气温影响显著。另外,城市化进程对平均气温、风速的影响比其对相对湿度、降水量的影响更为显著、直接。     

太原近45 a气候变暖特征研究

利用山区代表站阳曲和平川代表站清徐1961年到2005年的气候观测资料,对太原市气候变暖特征进行了详细分析。结果表明:近45 a来,太原年均温呈明显上升趋势,夜间增温是太原气候变暖的一个重要特征;近45 a来,太原年降水量呈减少趋势。