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第1章 电力气象概述1

1.1 电力气象基本概念1

1.2 电力气象现状2

1.2.1 电力气象概述2

1.2.2 电力气象研究与应用中存在的问题3

1.3 电力气象技术体系3

1.3.1 电力相关环节与气象因素5

1.3.2 电力气象关联研究方法8

1.4 中国能源分布与电力输送10

1.4.1 中国能源分布10

1.4.2 跨不同气象区域电力输送通道11

1.5 电力气象信息利用概况14

1.5.1 气象能源发电规划14

1.5.2 发电功率预测18

1.5.3 电力负荷预测21

1.5.4 电网气象灾害预警21

1.5.5 可靠性评估与维修决策22

1.5.6 电网防灾减灾22

第2章 电网大停电事故及中国气象环境特征24

2.1 与气象相关的大停电事故24

2.1.1 气象灾害造成电力设备故障的主要途径24

2.1.2 与气象相关的大停电案例25

2.2 中国自然地理概况32

2.3 中国自然灾害区划33

2.3.1 中国自然灾害的特点34

2.3.2 自然灾害区划方案34

2.3.3 中国自然灾害分区特征34

2.4 典型气象灾害38

2.4.1 台风灾害38

2.4.2 强对流天气42

2.4.3 雷暴灾害45

2.4.4 降雪和积雪47

2.4.5 冰冻灾害48

2.4.6 暴雨灾害49

2.4.7 雾霾灾害53

2.4.8 其他灾害54

第3章 现代气象预报59

3.1 现代气象学概述59

3.1.1 现代气象学的发展59

3.1.2 现代气象学主要研究内容60

3.2 天气预报及业务系统60

3.2.1 天气预报的内容和时效60

3.2.2 天气预报常用方法60

3.2.3 天气预报业务系统62

3.3 天气图63

3.3.1 天气图的种类63

3.3.2 天气图的填绘64

3.3.3 地面天气图分析64

3.3.4 等压面图分析64

3.4 基于天气学的气象要素预报64

3.4.1 气象要素预报的一般思路64

3.4.2 常用天气学方法65

3.5 大气探测65

3.5.1 大气探测概述65

3.5.2 云的观测67

3.5.3 能见度的观测67

3.5.4 天气现象的观测68

3.5.5 温度的测量69

3.5.6 湿度的测量69

3.5.7 气压的测量70

3.5.8 地面风的测量71

3.5.9 降水的测量72

3.5.10 蒸发的测量72

3.5.11 辐射及日照时数的观测74

3.5.12 地基雷电的观测75

3.5.13 自动气象站76

3.5.14 高空探测78

3.5.15 飞机气象探测78

3.5.16 天气雷达探测79

3.5.17 激光雷达探测80

3.5.18 风廓线雷达80

3.5.19 微波辐射计81

3.5.20 卫星观测82

3.6 卫星、雷达资料的应用83

3.6.1 气象卫星探测资料的应用83

3.6.2 雷达探测资料的应用85

3.7 数值天气预报85

3.7.1 发展状况85

3.7.2 成就和主要技术问题86

3.7.3 业务系统87

3.7.4 天气模式产品解释应用90

3.7.5 数值预报产品与分发92

第4章 气象信息在发输电中的应用103

4.1 风力发电103

4.1.1 风力发电系统103

4.1.2 风力发电气象服务体系105

4.2 太阳能发电109

4.2.1 光伏发电系统109

4.2.2 影响光伏发电功率的气象因素111

4.2.3 光伏发电功率预测113

4.3 水力发电113

4.3.1 水力发电113

4.3.2 水力发电气象服务114

4.3.3 依据气象信息确定水电运行方式的案例115

4.3.4 三峡水库气象服务业务系统118

4.4 输电线路输送容量管理121

4.4.1 气象因素对输送容量的影响121

4.4.2 计及气象因素的动态增容措施123

4.5 负荷预测124

4.5.1 负荷预测方法概述124

4.5.2 基于气象因素分析的负荷预测131

第5章 影响输电线路安全的气象因素及其监测135

5.1 覆冰135

5.1.1 覆冰形成机理135

5.1.2 覆冰引发的输电线故障139

5.1.3 导线力学计算141

5.1.4 导线覆冰荷载分析148

5.1.5 导线覆冰监测151

5.2 导线舞动156

5.2.1 舞动的概念及形成机理156

5.2.2 舞动数学建模159

5.2.3 舞动数学模型的参数分析161

5.2.4 舞动监测技术162

5.3 绝缘子污闪167

5.3.1 绝缘子积污特性167

5.3.2 污闪形成机理172

5.3.3 污秽监测原理和技术要求175

5.4 雷击179

5.4.1 雷电机理及参数179

5.4.2 雷电监测184

5.5 风偏放电188

5.5.1 输电线风偏放电机理及影响因素188

5.5.2 风偏监测的原理及装置195

5.6 微风振动197

5.6.1 输电线微风振动机理197

5.6.2 微风振动监测199

5.6.3 微风振动监测装置202

5.7 导线温度和弧垂203

5.7.1 导线温度与弧垂203

5.7.2 导线温升及弧垂监测原理204

5.7.3 导线温度监测装置206

5.7.4 导线弧垂监测装置208

5.8 微气象监测209

5.8.1 输电线路气象监测装置的主要技术要求210

5.8.2 导线微气象监测装置210

第6章 电力气象灾害防灾减灾关键技术212

6.1 电网规划设计中气象灾害预防212

6.1.1 气象相关的规划设计基础工作212

6.1.2 气象相关的发电环节规划设计213

6.1.3 气象相关的输电环节规划设计214

6.1.4 气象相关的配电环节规划设计217

6.2 电网运行中气象灾害及其防护措施218

6.2.1 雷电危害及其防护措施218

6.2.2 覆冰危害及其防护措施222

6.2.3 台风危害及其防护措施224

6.2.4 暴雨危害及其防护措施225

6.2.5 污闪危害及其防护措施227

6.3 气象因素致灾后电网快速恢复措施230

6.4 电力气象试验技术232

6.4.1 多功能人工气候实验室232

6.4.2 风洞试验技术235

第7章 电力气象风险评估与灾害预警236

7.1 电力系统风险评估基本概念236

7.1.1 电力系统风险评估236

7.1.2 风险评估中的数据要求238

7.1.3 风险量化指标238

7.2 计及气象因素的电网风险评估239

7.2.1 元件停运统计方法240

7.2.2 基于天气预报的元件停运概率预测方法243

7.2.3 计及气象条件的发输电系统的风险评估247

7.3 电力系统气象灾害预警原理249

7.3.1 预警原理249

7.3.2 预警指标251

7.4 典型气象灾害预警方法253

7.4.1 基于气象雷达参数的雷击概率预警254

7.4.2 基于有效决策界的电网台风预警257

7.4.3 输电线覆冰预警261

7.4.4 输电线耐张塔跳线风偏预警265

7.4.5 基于层次分析法的杆塔滑坡预警272

7.4.6 线路山火预警276

7.4.7 绝缘子污闪预警279

第8章 电网气象信息应用系统简介282

8.1 系统建设目标和功能282

8.2 系统总体设计283

8.2.1 设计原则283

8.2.2 系统结构层次284

8.2.3 业务流程284

8.2.4 系统开发技术284

8.3 电网气象信息综合数据库285

8.4 电网气象信息显示查询子系统286

8.5 电网气象灾害监测与预警子系统286

8.6 系统运行监控子系统287

8.7 电力气象技术展望287

参考文献289