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本書總結分析了輸電線路舞動危害、舞動機理、舞動分布特征和規(guī)律，闡述了輸電線路覆冰、舞動氣象影響因素及精細化氣象要素預報技術，重點介紹了基于人工智能和大數(shù)據(jù)技術的線路覆冰、舞動預警模型和舞動預警系統(tǒng)研究及應用等內(nèi)容。全書共九章，具體內(nèi)容包含輸電線路舞動概述、我國輸電線路歷史舞動規(guī)律及特點、輸電線路覆冰、輸電線路舞動影響因素試驗與仿真、輸電線路舞動氣象因素精細化預報、基于數(shù)據(jù)挖掘的輸電線路舞動預警、輸電線路舞動監(jiān)測技術、輸電線路舞動預警系統(tǒng)實踐和輸電線路舞動預警案例分析。
本書可供從事輸變電運行維護、技術管理、試驗研究等工作的人員閱讀使用，同時也可供輸電線路防舞設備裝置生產(chǎn)廠商的技術人員以及高等院校輸電、電氣專業(yè)的教師和學生參考使用。

前言
進入21 世紀，特高壓交直流輸電線路運營里程快速增加，實現(xiàn)了電能的遠距離輸送，為經(jīng)濟社會發(fā)展提供了能源保障。但是，作為電能輸送的載體，超長距離的輸電線路受氣象因素的影響更加明顯，災害性氣象現(xiàn)象給輸電線路的穩(wěn)定運行帶來更大威脅。覆冰舞動是輸電線路安全穩(wěn)定運行的主要威脅之一，大范圍的線路覆冰舞動事故，會造成嚴重的經(jīng)濟損失和社會影響。
輸電線路覆冰舞動的產(chǎn)生和發(fā)展過程十分復雜。導致線路覆冰舞動的因素眾多，不僅涉及氣象要素、輸電線路結構參數(shù)和地形因素，還可能包括許多其他隨機因素，而目前的研究多是針對孤立參數(shù)進行分析，研究成果具有較大的局限性。同時，輸電線路舞動已經(jīng)不再是單純的偶發(fā)現(xiàn)象，面臨新的形勢和挑戰(zhàn)，現(xiàn)有的舞動預測預警技術在時效性、準確性和普適性方面都有待提升。通過系統(tǒng)分析影響輸電線路舞動的主要參數(shù)，綜合研究多參數(shù)、多因素對輸電線路舞動的影響關系，是輸電線路舞動預測預警技術的發(fā)展方向。
本書首先對我國有記錄的150 多起（同一時間、同一地區(qū)發(fā)生的記為1 起）大范圍輸電線路舞動事故進行統(tǒng)計分析，總結線路舞動發(fā)生的時間、區(qū)域、地形和線路特點規(guī)律；在此基礎上利用大數(shù)據(jù)分析和實驗室仿真方法，對歷史舞動數(shù)據(jù)進行深度挖掘，研究確定引發(fā)輸電線路覆冰、舞動的主要氣象要素；然后利用人工智能技術，研究建立輸電線路舞動預測預警模型，完成輸電線路舞動預測預警系統(tǒng)的開發(fā)，并在電網(wǎng)生產(chǎn)實踐中加以應用。
本書由國網(wǎng)電力氣象聯(lián)合實驗室（河南）高級工程師梁允、劉善峰和教授級高工盧明主編。其中，梁允負責第3 章編寫及全書的統(tǒng)稿工作，劉善峰編寫第6 章，教授級高工李哲編寫第1 章，高級工程師劉莘昱編寫第2 章，教授級高工盧明和工程師王津宇編寫第4 章，教授級高工王磊和工程師李帥編寫第5 章，教授級高工周岐崗、工程師楊磊編寫第7 章，工程師苑司坤、高陽編寫第8 章，工程師王超、崔晶晶編寫第9 章。在開展相關數(shù)據(jù)分析、模型研究、系統(tǒng)開發(fā)過程中，得到了賀翔、耿俊成、陳岑等多位同志，以及河南省氣象局魏璐、王麗、李伊吟等多位氣象預報預測專業(yè)人士的大力支持。在開展生產(chǎn)實踐過程中得到了呂中賓、劉澤輝、楊曉輝、魏建林、龐鍇、張宇鵬等多位同志的大力支持，在此表示感謝！同時，也對致力于電網(wǎng)防災減災技術研究的同事、同仁表示敬意！
由于編者水平有限，書中不足或疏漏之處在所難免，技術上也可能存在需要完善之處，敬請讀者批評指正。

目錄
前言
第1 章輸電線路舞動概述 · 1
1.1 輸電線路舞動概念 1
1.2 輸電線路舞動危害 1
1.2.1 對輸電設備的危害· 2
1.2.2 對輸電線路的危害· 2
1.2.3 對電網(wǎng)安全的危害· 2
1.3 輸電線路舞動基礎理論 3
1.3.1 輸電線路舞動研究現(xiàn)狀 3
1.3.2 Den Hartog 的垂直舞動理論 · 4
1.3.3 O.Nigol 的扭轉(zhuǎn)舞動理論 7
1.3.4 其他舞動理論 · 9
第2 章我國輸電線路歷史舞動規(guī)律及特點 10
2.1 輸電線路舞動地域分布特點 11
2.2 輸電線路舞動季節(jié)特點 · 13
2.3 輸電線路舞動地形特點 · 13
2.4 舞動的輸電線路結構特點 · 14
2.4.1 輸電線路走向規(guī)律 14
2.4.2 輸電線路電壓等級規(guī)律 · 15
2.4.3 輸電線路分裂數(shù)規(guī)律 · 15
2.4.4 輸電線路截面積規(guī)律 · 16
第3 章輸電線路覆冰 19
3.1 影響覆冰的氣象因素 · 19
3.1.1 空氣溫度 19
3.1.2 空氣相對濕度 19
3.1.3 風速風向 20
3.2 覆冰形成機理 · 21
3.2.1 線路覆冰的熱力學機理與模型 21
3.2.2 線路覆冰的流體力學機理與模型 22
3.3 覆冰的基礎形態(tài) · 23
3.3.1 覆冰的主要形式 23
3.3.2 覆冰常見形狀 25
3.3.3 覆冰厚度 25
3.3.4 覆冰危害 26
3.4 輸電線路覆冰增長試驗 · 26
3.4.1 線路型號對覆冰增長的影響 27
3.4.2 環(huán)境參數(shù)對線路覆冰增長的影響 28
第4 章輸電線路舞動影響因素試驗與仿真 30
4.1 覆冰對輸電線路氣動失穩(wěn)的影響 · 30
4.1.1 不同冰形的輸電線路氣動失穩(wěn)特征 31
4.1.2 不同初凝角的輸電線路氣動失穩(wěn)特征 40
4.1.3 不同冰形對輸電線路舞動特性分析 43
4.2 線路結構參數(shù)對舞動特性的影響 · 49
4.2.1 檔距對舞動特性的影響 49
4.2.2 分裂數(shù)對輸電線路舞動特性的影響 55
4.3 風場變化對輸電線路舞動特性的影響 · 56
4.3.1 穩(wěn)定風場條件下的輸電線路舞動特性 56
4.3.2 空間風場（微地形）條件下線路舞動特性 60
4.3.3 垂直風向?qū)︔旊娋€路舞動特性影響 64
第5 章輸電線路舞動氣象因素精細化預報 71
5.1 數(shù)值預報概述 · 71
5.2 精細化氣象要素預報 · 72
5.3 區(qū)域數(shù)值預報 · 73
5.3.1 技術方法 73
5.3.2 數(shù)值預報輸出及檢驗 · 74
5.4 動力降尺度 · 75
5.4.1 技術方法 75
5.4.2 動力降尺度輸出 76
5.4.3 數(shù)據(jù)資料和技術流程 · 76
5.5 預報產(chǎn)品自修正 · 77
5.5.1 氣溫和濕度訂正技術 · 77
5.5.2 風速訂正技術 79
第6 章基于數(shù)據(jù)挖掘的輸電線路舞動預警 82
6.1 輸電線路舞動預警思路 · 82
6.2 覆冰增長模型 · 83
6.2.1 覆冰參數(shù)化方案 83
6.2.2 參數(shù)化方案優(yōu)化 86
6.2.3 覆冰形狀的變化及厚度計算方法 · 89
6.3 凍雨預測模型 · 92
6.3.1 凍雨分布特征 92
6.3.2 機器學習算法對凍雨預報的作用 · 93
6.3.3 凍雨參數(shù)化方案構建及優(yōu)化 · 97
6.4 輸電線路舞動預警及優(yōu)化 100
6.4.1 基于支持矢量機的區(qū)域舞動氣象條件預警 102
6.4.2 基于Adaboost 集成學習算法的線路舞動預警 105
6.4.3 基于Bayes-Adaboost 方法的舞動預警 108
第7 章輸電線路舞動監(jiān)測技術 110
7.1 基于單目視覺測量的舞動監(jiān)測技術 111
7.1.1 成像模型 112
7.1.2 標定方法 114
7.2 基于加速度傳感器的舞動監(jiān)測技術 115
7.2.1 加速度位移轉(zhuǎn)換原理 116
7.2.2 三維位移矢量合成原理 118
7.3 基于IMU 的舞動監(jiān)測技術 · 118
7.4 基于-OTDR 傳感技術的舞動監(jiān)測技術 120
7.4.1 光纖散射 120
7.4.2 瑞利散射 121
7.4.3 -OTDR 傳感技術 122
7.5 其他舞動監(jiān)測技術 · 127
7.5.1 基于GPS-RTK 技術的輸電線路舞動監(jiān)測技術 127
7.5.2 基于角度信息的舞動監(jiān)測技術 128
7.5.3 簡易觀測法 129
7.5.4 攝像儀簡單觀測法 130
7.5.5 經(jīng)緯儀觀測法 131
第8 章輸電線路舞動預警系統(tǒng)實踐 133
8.1 系統(tǒng)方案 · 133
8.2 系統(tǒng)設計 · 134
8.2.1 設計原則 135
8.2.2 軟件設計方案 136
8.2.3 硬件設計方案 139
8.2.4 信息通信與交互設計 141
8.2.5 信息安全防護 144
8.3 示范建設 · 145
8.3.1 數(shù)值預報結果 145
8.3.2 覆冰預警 146
8.3.3 凍雨預警 146
8.3.4 舞動預警 146
第9 章輸電線路舞動預警案例分析 148
9.1 凍雨覆冰舞動跳閘案例 · 148
9.2 多條線路覆冰舞動案例 · 151
9.2.1 線路Ⅰ覆冰舞動案例 151
9.2.2 線路Ⅱ覆冰舞動案例 152
9.2.3 線路Ⅲ覆冰舞動案例 153
9.3 雨雪冰凍天氣現(xiàn)場觀測案例 · 154
9.3.1 現(xiàn)場觀測Ⅰ組 154
9.3.2 現(xiàn)場觀測Ⅱ組 156
9.3.3 現(xiàn)場觀測Ⅲ組 157
9.4 大面積覆冰舞動案例 · 160
9.4.1 線路運行情況 160
9.4.2 氣象特征分析 161
9.4.3 分析總結 162
參考文獻 164

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