基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法和装置制造方法及图纸

本申请涉及一种基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法和装置，采用了特定区域的降水资料，以及供电量、全社会用电量、人均国内生产总值(GDP)、高分辨率的地形和水系等资料，在综合考虑了致灾因子(暴雨和短时强降水)危险性，孕灾环境(地形和水系)敏感性，承灾体(供电量和用电量)易损性以及防灾抗灾能力(人均GDP)的基础上进行电网灾害风险区划，利用本申请提出的区划方法，可以识别出特定区域若干电网强降水灾害的高风险区域，能够为电网设计、维护以及决策服务提供科学的气象信息。

Risk assessment method and device of power grid disaster based on the spatial and temporal distribution characteristics of heavy rainfall

【技术实现步骤摘要】
基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法和装置
本申请属于电网灾害风险区划相关
，具体涉及一种基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法和装置。
技术介绍
中国是世界上暴雨天气出现频次、影响程度、影响范围均很大的国家之一，中国局地强降水尤其是短时间内产生的强降水造成的灾害也非常严重，特定区域地跨海河、黄河、长江、淮河四大流域，既有太行山脉、伏牛山脉、桐柏山-大别山脉，又有南阳盆地和黄淮海平原，天气影响系统复杂，降水时空分布不均匀，特定区域等地发生连续的特大暴雨，导致板桥水库等多座水库跨坝，人员和经济损失巨大。随着经济的发展，特定区域长距离输电线路日益增多，供电量和用电量不断增大，复杂的气象环境对输电安全的影响日益显著。现有的电网灾害风险区划技术存在以下问题：中国现行的输电线路设计规范国家标准涉及的气象要素主要有大气温度、风速、覆冰和雷电，并没有考虑降水，强降水也可能导致严重的电网灾害，其灾害主要涉及有雨闪事故、设备受淹和机械故障这三种类型，若电网设计改造施工过程中，气象部门提供电网沿线准确的小气候资料，有助于确定线路和杆塔的设计标准和施工要求，且以往的研究工作多数仅关注暴雨，较少涉及短时强降水对电网灾害风险的影响，研究面较为单一，不利于进行整体化灾害风险区划。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为解决现有技术中的不足，从而提供一种能够对各地点的灾害风险程度进行划分的基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法和装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法，包括以下步骤：步骤1：基于特定区域各地点的降水资料，计算致灾因子的危险性；步骤2：基于各地点的地形高程资料，计算孕灾环境敏感性；步骤3：基于各地点的供电量和用电量数据，计算承灾体易损性；步骤4：基于各地点所在县市的人均GDP数据，计算防灾抗灾能力；步骤5：根据步骤1-步骤4中致灾因子的危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾抗灾能力，得到特定区域各地点内不同地点的电网强降水灾害风险指数。优选地，本专利技术的基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法，所述致灾因子的危险性的计算，包括以下步骤：步骤11：分布统计特定区域各地点中每年持续1天、2天、3天、4天、5天、6天和7天及以上的至少有一天为暴雨和/或至少有一小时达到短时强降雨的降雨雨量和频次，根据降雨雨量计算降雨过程的累积雨量；步骤12：根据累积雨量划分等级并为每个等级赋予系数；步骤13：将各等级相对应的暴雨和/或短时强降雨的频次与该等级系数相乘，然后所有等级相加得到特定区域内不同地点的暴雨危险性指数和/或短时强降雨危险性指数，根据特定区域所有地点的暴雨危险性指数或者暴雨危险性指数与短时强降雨危险性指数的平均值的两端端点值进行断点为特定区域所有地点赋予致灾因子的危险性数值A；和/或孕灾环境敏感性的计算，包括以下步骤：步骤31：根据地形高度数据得到某地点的地形高程，并计算该点周围相邻的八个点的标准差得到地形标准差；步骤32：通过地形高程和地形标准差的组合情况对地形影响系数进行赋值；步骤33：通过地点内河流和湖泊水库情况对水系影响系数进行赋值；步骤34：根据地形影响系数与水系影响系数得到孕灾环境敏感性综合数值；步骤35：获取特定区域内各个地点的孕灾环境敏感性综合数值的分布情况，根据各个地点的孕灾环境敏感性综合数值位于分布情况的位置赋予各个地点孕灾环境敏感性数值B；和/或承灾体易损性的计算，包括以下步骤：统计特定区域中各地点所在县市供电量和用电量总量数据，获取特定区域内各个地点所在县市的供电量和用电量总量数据的分布情况，根据各个地点位于县市在分布情况的位置赋予各个地点承灾体易损性数值C；和/或所述防灾抗灾能力的计算，包括以下步骤：统计特定区域内各个地点所在县市的人均GDP数据，获取特定区域内各个地点所在县市的人均GDP数据的分布情况，根据各个地点位于县市在分布情况的位置赋予各个地点防灾抗灾能力数值D。优选地，本专利技术的基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法，所述致灾因子的危险性的计算中，按照暴雨的累积雨量和短时强降雨的累积雨量的最大值的60％～80％、80％～90％、90％～95％、95％～98％及98％以上五个数值区间分为1～5级，分别赋予1/15、2/15、3/15、4/15和5/15的系数；特定区域所有地点的暴雨危险性指数或者暴雨危险性指数与短时强降雨危险性指数的平均值的两端端点值进行断点的百分比值分别为20％、40％、60％和80％，并分别定义地点的致灾因子的危险性数值A为1、2、3、4、5；所述孕灾环境敏感性的计算中，地形高程和地形标准差的组合情况对地形影响系数进行赋值分别为：地形高程H<100m时，地形标准差等级d<1m的赋值为0.9，1m≤地形标准差等级d<10m的赋值为0.8，地形标准差等级d≥10m的赋值为0.7；100m≤地形高程H<300m时，地形标准差等级d<1m的赋值为0.9，1m≤地形标准差等级d<10m的赋值为0.8，地形标准差等级d≥10m的赋值为0.7；300m≤地形高程H<700m时，地形标准差等级d<1m的赋值为0.8，1m≤地形标准差等级d<10m的赋值为0.7，地形标准差等级d≥10m的赋值为0.6；地形高程H≥700m时，地形标准差等级d<1m的赋值为0.7，1m≤地形标准差等级d<10m的赋值为0.6，地形标准差等级d≥10m的赋值为0.5；地点内河流和湖泊水库情况对水系影响系数进行赋值为距离一级河流8km以内、二级河流6km以内，水系影响系数为0.8，距离一级河流12km以外、二级河流10km以外，水系影响系数为0.4，两个距离之间系数为0.4～0.8；将两个赋值相加后取平均值，并按照20％、40％、60％、80％的比例进行数值断点，分别定义地点的孕灾环境敏感性数值B为1、2、3、4、5；承灾体易损性的计算中，根据特定区域内供电量和用电量总量数据的20％、40％、60％、80％的比例进行数值断点，分别定义地点的承灾体易损性数值C为1、2、3、4、5；防灾抗灾能力的计算中，根据特定区域内各个地点所在县市的人均GDP数据的20％、40％、60％、80％的比例进行数值断点，分别定义地点的防灾抗灾能力数值D为1、2、3、4、5。优选地，本专利技术的基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法，电网强降水灾害风险指数DR＝A0.3×B0.3×C0.2×D0.2。优选地，本专利技术的基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法，所述地点的电网强降水灾害风险指数位于电网强降水灾害风险指数总体分布的20％以下、20％～40％、40％～60％、60％～8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：基于特定区域各地点的降水资料，计算致灾因子的危险性；/n步骤2：基于各地点的地形高程资料，计算孕灾环境敏感性；/n步骤3：基于各地点的供电量和用电量数据，计算承灾体易损性；/n步骤4：基于各地点所在县市的人均GDP数据，计算防灾抗灾能力；/n步骤5：根据步骤1-步骤4中致灾因子的危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾抗灾能力，得到特定区域各地点内不同地点的电网强降水灾害风险指数。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：基于特定区域各地点的降水资料，计算致灾因子的危险性；
步骤2：基于各地点的地形高程资料，计算孕灾环境敏感性；
步骤3：基于各地点的供电量和用电量数据，计算承灾体易损性；
步骤4：基于各地点所在县市的人均GDP数据，计算防灾抗灾能力；
步骤5：根据步骤1-步骤4中致灾因子的危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾抗灾能力，得到特定区域各地点内不同地点的电网强降水灾害风险指数。


2.根据权利要求1所述的基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法，其特征在于，
所述致灾因子的危险性的计算，包括以下步骤：
步骤11：分布统计特定区域各地点中每年持续1天、2天、3天、4天、5天、6天和7天及以上的至少有一天为暴雨和/或至少有一小时达到短时强降雨的降雨雨量和频次，根据降雨雨量计算降雨过程的累积雨量；
步骤12：根据累积雨量划分等级并为每个等级赋予系数；
步骤13：将各等级相对应的暴雨和/或短时强降雨的频次与该等级系数相乘，然后所有等级相加得到特定区域内不同地点的暴雨危险性指数和/或短时强降雨危险性指数，根据特定区域所有地点的暴雨危险性指数或者暴雨危险性指数与短时强降雨危险性指数的平均值的两端端点值进行断点为特定区域所有地点赋予致灾因子的危险性数值A；
和/或
孕灾环境敏感性的计算，包括以下步骤：
步骤31：根据地形高度数据得到某地点的地形高程，并计算该点周围相邻的八个点的标准差得到地形标准差；
步骤32：通过地形高程和地形标准差的组合情况对地形影响系数进行赋值；
步骤33：通过地点内河流和湖泊水库情况对水系影响系数进行赋值；
步骤34：根据地形影响系数与水系影响系数得到孕灾环境敏感性综合数值；
步骤35：获取特定区域内各个地点的孕灾环境敏感性综合数值的分布情况，根据各个地点的孕灾环境敏感性综合数值位于分布情况的位置赋予各个地点孕灾环境敏感性数值B；
和/或
承灾体易损性的计算，包括以下步骤：
统计特定区域中各地点所在县市供电量和用电量总量数据，获取特定区域内各个地点所在县市的供电量和用电量总量数据的分布情况，根据各个地点位于县市在分布情况的位置赋予各个地点承灾体易损性数值C；
和/或
所述防灾抗灾能力的计算，包括以下步骤：
统计特定区域内各个地点所在县市的人均GDP数据，获取特定区域内各个地点所在县市的人均GDP数据的分布情况，根据各个地点位于县市在分布情况的位置赋予各个地点防灾抗灾能力数值D。


3.根据权利要求1所述的基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法，其特征在于，
所述致灾因子的危险性的计算中，按照暴雨的累积雨量和短时强降雨的累积雨量的最大值的60％～80％、80％～90％、90％～95％、95％～98％及98％以上五个数值区间分为1～5级，分别赋予1/15、2/15、3/15、4/15和5/15的系数；
特定区域所有地点的暴雨危险性指数或者暴雨危险性指数与短时强降雨危险性指数的平均值的两端端点值进行断点的百分比值分别为20％、40％、60％和80％，并分别定义地点的致灾因子的危险性数值A为1、2、3、4、5；
所述孕灾环境敏感性的计算中，地形高程和地形标准差的组合情况对地形影响系数进行赋值分别为：
地形高程H<100m时，地形标准差等级d<1m的赋值为0.9，1m≤地形标准差等级d<10m的赋值为0.8，地形标准差等级d≥10m的赋值为0.7；
100m≤地形高程H<300m时，地形标准差等级d<1m的赋值为0.9，1m≤地形标准差等级d<10m的赋值为0.8，地形标准差等级d≥10m的赋值为0.7；
300m≤地形高程H<700m时，地形标准差等级d<1m的赋值为0.8，1m≤地形标准差等级d<10m的赋值为0.7，地形标准差等级d≥10m的赋值为0.6；
地形高程H≥700m时，地形标准差等级d<1m的赋值为0.7，1m≤地形标准差等级d<10m的赋值为0.6，地形标准差等级d≥10m的赋值为0.5；
地点内河流和湖泊水库情况对水系影响系数进行赋值为距离一级河流8km以内、二级河流6km以内，水系影响系数为0.8，距离一级河流12km以外、二级河流10km以外，水系影响系数为0.4，两个距离之间系数为0.4～0.8；
将两个赋值相加后取平均值，并按照20％、40％、60％、80％的比例进行数值断点，分别定义地点的孕灾环境敏感性数值B为1、2、3、4、5；
承灾体易损性的计算中，根据特定区域内供电量和用电量总量数据的20％、40％、60％、80％的比例进行数值断点，分别定义地点的承灾体易损性数值C为1、2、3、4、5；
防灾抗灾能力的计算中，根据特定区域内各个地点所在县市的人均GDP数据的20％、40％、60％、80％的比例进行数值断点，分别定义地点的防灾抗灾能力数值D为1、2、3、4、5。


4.根据权利要求3所述的基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法，其特征在于，
电网强降水灾害风险指数DR＝A0.3×B0.3×C0.2×D0.2。


5.根据权利要求4所述的基于强降水时空分布特征的电网灾害风险评估方法，其特征在于，所述地点的电网强降水灾害风险指数位于电网强降水灾害风险指数总体分布的20％以下、20％～40％、40％～60％、60％～80％、80％以上时分别对应低危险性、中低危险性、中等危险性、中高危险性、高危险性。


6.一种基于强降水时...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁允，李哲，王晓芳，刘善峰，王津宇，汪晓康，李帅，王婧羽，崔晶晶，赖安伟，苑司坤，崔春光，高阳，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，中国气象局武汉暴雨研究所，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41