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输电线路舞动是导线存在非圆截面覆冰时在风激励下发生的低频率、大振幅的运动。因振幅较大,舞动一方面会导致线路疲劳、张力增大而引起金具损坏甚至倒塔事故,另一方面可能导致相间距离过近而引起闪络、跳闸等后果,对电网安全运行存在严重威胁。在宏观的舞动灾害空间分布层面上,舞动分布图是线路规划和差异化防舞的重要指导资料,研究微地形微气象多源信息融合的舞动空间分布模型以得到更细致的舞动分布图具有重要现实意义。在微观的舞动过程层面上,针对舞动易发地区的已建成线路,研究基于视频监测的舞动轨迹提取算法及预警体系构建可服务于舞动基础数据积累、机理模型验证以及运行状态评估,对舞动理论研究和电网防灾减灾具有重要战略意义。针对国家电网现行的舞动空间分布模型(气象地理法)存在未考虑气象要素同步变化、插值方法未考虑观测点空间构形、得到的舞动分布图对特殊地形地貌表达不充分等问题,本文提出了气象-地统计模型法,首先构建日最低气温、日平均相对湿度、日最大风速及对应风向的最优地统计插值模型,再根据逐日气象表面来反演舞动分布图,通过提高舞动敏感气象要素的插值精度来提升舞动分布图对微地形的表达能力。考虑到上述待插值气象要素涉及日尺度的极端值(最大/最小)与矢量特性,通过融合多源地形和地表覆盖信息、对矢量分量插值与合成、考虑回归关系空间非平稳性、引入协变量等方式确定了各气象要素的最优地统计插值模型。参考影响覆冰和风激励的微地形因子、结合河南省地形和气象概况,首次提出将经差、坡向与北方向夹角、地形起伏度、邻域内水体及林地面积因子作为解释变量,对趋势项建立局部参数随地理位置可变的混合地理加权回归(mixed Geographically Weighted Regression,m GWR)模型,对残差项利用变量自身的相关性及变量间的交叉相关性进行普通克里金(Ordinary Kriging,OK)或协同克里金(Co-Kriging,CK)插值,构建了均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)最小的最优(m)GWR(C)K模型。以河南省一次大范围舞动的气象数据为例验证最优地统计插值模型的精度,结果表明,该模型RMSE与改进的气象地理法中插值模型相比下降了22.227～48.974%不等。进一步采用1998-2013年气象数据按本文提出的气象-地统计模型法反演舞动分布图,与国网舞动分布图2013版相比,本文方法能够更好地体现峡谷风道型、高山分水岭型及水汽增大型微地形对气象要素及舞动的作用,同时能够有效地处理气象站点数据缺失或异常而低估舞动日数问题。针对视频在线监测方式中现有的导线或间隔棒定位算法过于依赖人工、自动化程度不高的问题,本文根据导线及间隔棒形态提出基于块方向场(Block Directional Field,BDF)和归一化旋转自相关(Normalized Rotation Auto Correlation,NRAC)的间隔棒形心定位新算法。该方法利用BDF来表达导线的线状特性实现导线区域分割,然后根据间隔棒的规则多边形形态、以NRAC来度量旋转对称性,间隔棒形心即为局部最优旋转对称中心。针对无辅助的距离、仰角等观测的情况,根据间隔棒运动特性进一步提出一种以间隔棒结构点为控制点的单目平面测量方案,通过形态学提取间隔棒结构点,再结合几何尺寸信息实现像素坐标到间隔棒平面坐标的映射,从而形成完整的基于视频监测的舞动轨迹提取方案。利用尖山真型输电线路在线监测视频对上述间隔棒形心定位算法进行验证,结果表明基于BDF和NRAC的方法能够极大降低人工干预程度,且点位RMSE相较于归一化互相关模板匹配方法下降了5.900～34.079%。以人工控制点结果为参考,对连续帧间隔棒形心平面测量的精度进行验证。间隔棒形心坐标的RMSE介于2.760～9.521cm,与序列均值差分后的X、Y方向运动位移RMSE介于0.220～7.090cm,该厘米级精度与现有的加速度传感器和RTK监测方法相当,可满足舞动监测需要。另通过舞动监测装置检定平台对本文提出的间隔棒形心定位及平面测量的结果进行检定,舞动Y向最大位移差和频率的相对误差均小于5%。针对目前没有统一的舞动灾害预警指标及分级标准的问题,本文结合输电线路舞动发生必要的覆冰和风激励条件,分析舞动可能导致的电气故障,参考我国气象灾害分级预警机制及类似的预警系统,提出了“气象预警+相间安全系数预警”的预警模式,构建了舞动发生可能性与舞动发生强度双层预警体系。气象预警是在舞动发生前,对逐小时气象要素进行插值,以环境达到覆冰条件(IV级)、达到冰风条件(III级)、存在持续稳定的风激励(II级)、风向与线路垂直(I级)实现了对舞动发生可能性的4级预警。舞动幅值是表征舞动强度的重要参量,本文提出了基于频域和时域的舞动特征参数两步提取方法,并引入相间安全系数来描述潜在的电气性能威胁,实现了对舞动强度及潜在电气威胁的4级预警。论文汇总了全文模型及算法,采用组件地理信息系统(Geographic Information System,GIS)开发技术构建了输电线路舞动在线监测与预警综合系统。该GIS系统嵌入了本文的气象要素地统计插值模型、基于视频监测的间隔棒定位、平面轨迹测量、舞动特征参数提取、双层预警等专题功能,实现了可视化的舞动数据管理、分析与决策支持。