电网设施暴雨风险评估方法技术

本发明专利技术涉及电网设施暴雨风险评估方法，依次包括以下步骤：资料收集、风险评估、风险评级；本发明专利技术的优点：通过资料收集、风险评估、风险评级的方法实现电网设施暴雨的风险评估，能通过灾情资料、暴雨资料、社会经济资料、基础地理信息数据和电网分布数据进行参考，能高效、准确地计算出造成暴雨洪涝电网灾害的致灾因子程度、孕灾环境敏感性、承灾体易损性、防灾抗灾能力四个要素，能全面的对暴雨风险进行评估，并通过风险评级，实现暴雨内涝电网灾害风险指数并划分不同的等级，便于作用人员的观察。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电网设施暴雨风险评估方法。
技术介绍
暴雨洪涝对电网影响的一方面来自于风力带来的破坏，如面向海口处和台风登陆前进方向的高山风口处的杆塔，因受到超过设计风速的强台风袭击，造成倒杆、折弯，引起线路跳闸；变电站内主变压器引下线受台风影响引起风偏放电，造成主变压器跳闸，另一个方面来自于台风登陆后经常带来的强降雨，雨水冲刷线路杆塔基础，引起杆塔倾斜甚至倒塔，洪水、泥石流对变电站、配电室特别是地下开闭所带来严重影响，造成二次设备如端子箱、直流系统进水，引起继电保护装置不能正常工作或误动、拒动，甚至整个变电站停运。暴雨侵害变电站电气设备绝缘,致使设备运行异常或故障，强风时的暴雨往往雨量大而急、方向偏,有时会发生局部龙卷风雨,对变电站电气设备的防雨密封构成较大的威胁，尤其是高压开关室的屋顶、继电保护室的门窗、户外断路器、隔离开关的机构箱、端子箱等,这些重要部位发生渗漏雨,就可能造成高压设备外部绝缘闪络放电,或造成二次控制回路接地、短路故障,甚至导致保护及开关误动跳闸，处于防洪标准较低地域的变电站还可能遭受洪灾、泥石流的严重威胁,处于城市内涝严重地段的变电站有水淹变电站的危险。现有风险评估的方法主要有基于指标体系的灾害风险评估方法、基于历史灾情数据的灾害风险评估方法、基于遥感和GIS技术的灾害风险评估方法、基 于情景分析的灾害风险评估方法、基于事件演化动力学的风险评估方法。随着近年来城市发展建设的加快以及强对流天气的频繁出现，城市内涝出现了非常多新的特点。其造成的电网瘫痪、河道蔓延、交通堵塞等现象越来越频繁，成为了目前城市防灾工作面临的新难题之一。因此，需要对城市内涝灾害的具体特征进行分析，从而开展更加细致的风险评估研究工作，建立科学规范完善的暴雨城市内涝灾害风险评价体系。以风险评估为导向，指导各级生产管理部门实行有针对性的防灾、建设、运行和改造工作。然而，目前对暴雨灾害引起的城市内涝模型基本通过地表径流、水文动力学来实现，气象部门主要的关注点之一就是由暴雨引起的内涝积涝灾害，以及对其进行风险评估工作。随着对风险评估精确性要求的日益提高,现在在城市内涝精细程度、空间表现方式、时效性等都方面有了更高的要求，越来越多的传统解决方法与技术已经无法满足需求。以下是风险评估中，各类方法存在的一些缺点：1.基于指标体系的风险评估基于指标体系的风险评估方法是目前应用最广泛也是最有以异议的方法。通常评估指标的选取受限于数据的可获取性，使在选取指标时可能出现：“以点为面”的现象，过程可能会缺乏一定的代表性和全面性。而且由于复杂灾害的各个风险评估要素之间的联系，以及其演化过程不能非常好地进行模拟，因此该方法难以体现出灾害的不确定性与动态性，风险评估的结果存在不准性。另外，评估结果只能对风险等级有总体的体现，且仅具备指标作用，不能完全对灾害风险的空间分布特征进行详细分析，更多适用于大尺度风险评估，并不 适合在小规模区域开展。最后对于评估流程的灵活性，在规范化以及评估结果可信度方面，该方法同样存在一定的局限性。2.基于历史灾情数据的评估基本上经历了极值评估法、概率评估法和模糊评估法3个阶段。其中，极值评估法是对历史上由暴雨造成的城市内涝灾害的最大程度(灾度或灾损)记录进行评估。该方法虽然简单易用，但通常在风险评估时存在比较明显的偏差；概率评估法是通过统计灾害样本的概率分布规律，利用超越概率获得灾度或灾损，并以此作为风险的量度，该方法可以对灾害事件的随机不确定性进行评估，评估结果比较可靠，但该方法在遇到数据样本较少而无法准确获得样本的概率分布时，评估结果将会出现较大的偏差；模糊评估法是以历史资料数据为据，对灾害风险中的模糊不确定因素有模糊不确定性，并可在不知道参数的确切分布的前提下利用模糊集来表达风险，但该方法评估结果多是关系或模糊集，无法直接进行比较。3.基于遥感和GIS技术的灾害风险评估往往受限于遥感图像的空间分辨率程度，比较适合于大尺度区域的研究，同样，很难在小尺度的区域内进行比较精准的灾害损失估算及风险评估。4.基于情景分析的风险评估基于情景分析的风险评估方法同样存在一定的局限性。首先，由于该方法在结合承灾体分析时，其对区域的地理背景资料(地质、地貌、地形、河网等)要求较高，计算复杂，工作量大，只能在中、小尺度进行灾害评估，不适合在 大尺度(范围)区域开展；另外，在情景分析中所采用的模型的边界情景设定通常缺少科学依据，对区域一定概率水平的极端风险情景的研究明显不足；最后，情景分析大都是对灾害风险场景的模拟，而对出现某种灾害风险评估的具体有效执行的模拟还未涉及。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供电网设施暴雨风险评估方法，解决现有风险评估方法存在局限性及分析效果差的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：电网设施暴雨风险评估方法，依次包括以下步骤：a)资料收集：对灾情资料、暴雨资料、社会经济资料、基础地理信息数据和电网分布数据进行收集，灾情资料为暴雨电网灾害数据，取影响最大的灾害数据并统计以街区为单元的电力灾情频次，暴雨资料为气象站、电力气象监测站的逐日降水量统计，社会经济资料为街道单元的土地面积和区内耗电量，基础地理信息数据包括水系及DEM数据，电网分布数据为街区变电站分布点统计；b)风险评估：根据步骤a)收集的资料分别计算致灾因子程度by、孕灾环境敏感性yz、承灾体易损性czt、防灾抗灾能力fznl；c)风险评级：对步骤b)评估的数据计算暴雨内涝灾害风险指数bynl，并通过自然断点分级法将暴雨内涝电网灾害风险指数划分为高风险区、次高风险区、中等风险区、次低风险区和低风险区；且bynl＝(bywe)(yzwh)(cztws)(10-fznl)wr其中：we为致灾因子程度的权重，wh为孕灾环境敏感性的权重，ws为承灾体易损性的权重，wr为防灾抗灾能力的权重。优选的，步骤b)中的孕灾环境敏感性为洼地，且洼地的检测通过快速淹没法实现，快速淹没法依次包括以下步骤：A.提取DEM边界格网； B.将步骤A提取的DEM边界格网插入队列；C.检测步骤B中的队列是否为空，如果检测不为空，则进入步骤D，如果检测为空，则进入步骤F；D.取步骤B队列中的最低格网，然后进入步骤E；E.搜索最低格网的上游区域，更新内部边界并返回C步骤；F.检测内部边界是否为空，如果检测不为空，则进入步骤G，如果检测为空，则进入步骤J；G.取步骤F中内部边界的最低格网；H.填充洼地并记录洼地的范围和出口；I.搜索步骤H记录洼地的上游区域，更新内部边界并返回F步骤；J.洼地检测结束。优选的，步骤E和步骤I中的搜索上游区域均依次包括以下步骤：a.搜索当前格网的八个邻域格网；b.选取步骤a中八个邻域格网中的其中一个；c.判断步骤b中选取的邻域格网是否已处理，如果判断为处理，则进入步骤d，如果判断为未处理，则进入步骤e；d.判断步骤b邻域是否已处理完，如果判断为处理完，则进入步骤g，如果判断为未处理，则返回步骤b；e.判断步骤b中选取的邻域格网是否小于当前格网，如果判断为是，则进入步骤d，如果判断为否，则进入步骤f；f.将邻域格网加入优先级队列且标记为已处理，并进入步骤d；g.判断队列是否为空，如果判断不为空，则进入步骤h，如果判断为空，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
电网设施暴雨风险评估方法，其特征在于：依次包括以下步骤：a)资料收集：对灾情资料、暴雨资料、社会经济资料、基础地理信息数据和电网分布数据进行收集，灾情资料为暴雨电网灾害数据，取影响最大的灾害数据并统计以街区为单元的电力灾情频次，暴雨资料为气象站、电力气象监测站的逐日降水量统计，社会经济资料为街道单元的土地面积和区内耗电量，基础地理信息数据包括水系及DEM数据，电网分布数据为街区变电站分布点统计；b)风险评估：根据步骤a)收集的资料分别计算致灾因子程度by、孕灾环境敏感性yz、承灾体易损性czt、防灾抗灾能力fznl；c)风险评级：对步骤b)评估的数据计算暴雨内涝灾害风险指数bynl，并通过自然断点分级法将暴雨内涝电网灾害风险指数划分为高风险区、次高风险区、中等风险区、次低风险区和低风险区；且bynl＝(bywe)(yzwh)(cztws)(10‑fznl)wr其中：we为致灾因子程度的权重，wh为孕灾环境敏感性的权重，ws为承灾体易损性的权重，wr为防灾抗灾能力的权重。

【技术特征摘要】
1.电网设施暴雨风险评估方法，其特征在于：依次包括以下步骤：a)资料收集：对灾情资料、暴雨资料、社会经济资料、基础地理信息数据和电网分布数据进行收集，灾情资料为暴雨电网灾害数据，取影响最大的灾害数据并统计以街区为单元的电力灾情频次，暴雨资料为气象站、电力气象监测站的逐日降水量统计，社会经济资料为街道单元的土地面积和区内耗电量，基础地理信息数据包括水系及DEM数据，电网分布数据为街区变电站分布点统计；b)风险评估：根据步骤a)收集的资料分别计算致灾因子程度by、孕灾环境敏感性yz、承灾体易损性czt、防灾抗灾能力fznl；c)风险评级：对步骤b)评估的数据计算暴雨内涝灾害风险指数bynl，并通过自然断点分级法将暴雨内涝电网灾害风险指数划分为高风险区、次高风险区、中等风险区、次低风险区和低风险区；且bynl＝(bywe)(yzwh)(cztws)(10-fznl)wr其中：we为致灾因子程度的权重，wh为孕灾环境敏感性的权重，ws为承灾体易损性的权重，wr为防灾抗灾能力的权重。2.根据权利要求1所述的电网设施暴雨风险评估方法，其特征在于：步骤b)中的孕灾环境敏感性为洼地，且洼地的检测通过快速淹没法实现，快速淹没法依次包括以下步骤：A.提取DEM边界格网；B.将步骤A提取的DEM边界格网插入队列；C.检测步骤B中的队列是否为空，如果检测不为空，则进入步骤D，如果检测为空，则进入步骤F；D.取步骤B队列中的最低格网，然后进入步骤E；E.搜索最低格网的上游区域，更新内部边界并返回C步骤；F.检测内部边界是否为空，如果检测不为空，则进入步骤G，如果检测为空，则进入步骤J；G.取步骤F中内部边界的最低格网；H.填充洼地并记录洼地的范围和出口；I.搜索步骤H记录洼地的上游区域，更新内部边界并返回F步骤；J.洼地检测结束。3.根据权利要求2所述的电网设施暴雨风险评估方法，其特征在于：步骤E和步...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈一平，朱义勇，王昕，徐硕，吴颖晖，戴招响，汤义勤，周啸宇，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司台州供电公司，国家电网公司，杭州辰青和业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33