基于地面自动气象站数据的台风有偏风眼半径计算方法技术

本发明专利技术提供了一种基于地面自动气象站数据的台风有偏风眼半径计算方法。步骤包括：筛选适用于有偏台风眼扇区半径辨识的地面自动气象站；获取台风最大风速半径处风速特征点方位；根据风速特征点对台风风眼进行四扇区划分；基于地面气象站数据与扇区划分，计算不同扇区台风眼半径。本辨识方法利用台风路径覆盖范围内已安装的地面自动气象站数据实现短期内风眼半径的实时估算，可以避免电网公司为应对小概率高风险的台风灾害而做出额外投资，降低了设备成本，进一步提高风圈半径辨识的精度，可以基本满足电力系统对于台风天气下输电通道结构安全评估的需要，可以快速计算高风险线路，适用于电网部门防灾减灾的实时性要求。

【技术实现步骤摘要】
基于地面自动气象站数据的台风有偏风眼半径计算方法
本专利技术涉及台风眼半径辨识，具体说就是一种基于地面自动气象站数据的台风有偏风眼半径计算方法。
技术介绍
台风作为一种广泛分布于我国东南沿海地区的极端自然灾害，会对电网造成巨大的结构性破坏：由于台风具有强风速、强湍流等特征，可能导致输电线路出现倒塔、线路断线等严重故障，此外伴随台风发生的强降雨会导致高电压设备的老化、绝缘失效，从而导致孤岛的产生，造成大规模经济损失。为达到减少经济损失的目的，电力调度部门需要结合气象信息进行台风天气下的电力系统运行安全评估。通过分析台风模型可知，其最大风速一般出现于台风最大风速半径的附近区域。结合台风作用下的输电杆塔失效概率—风速模型与实际倒塔发生情况，可知此位置对输电线路损害也最为显著。因此建立合理的台风风眼半径辨识计算方法对于极端天气下的电力系统安全运行具有重要的指导意义。对于台风风眼半径辨识问题，研究人员已提出多种计算方法：(1)根据经验模型，将其他风速等级风圈半径归算至风眼半径；(2)根据台风中心、海平面等位置气压数据，通过求解较为复杂的气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于地面自动气象站数据的台风有偏风眼半径计算方法，其特征在于，它包括以下步骤：/n步骤一：筛选适用于有偏台风眼扇区半径辨识的地面自动气象站/n在台风中心距离陆地小于等于50km时，筛选合适的地面自动气象站用以后续步骤的有偏台风眼半径辨识，这些自动气象站应满足以下条件：/n(1)地面自动气象站j距台风中心距离大于40km并小于120km；/n(2)在全部满足条件(1)的气象站形成集合Ω

【技术特征摘要】
1.一种基于地面自动气象站数据的台风有偏风眼半径计算方法，其特征在于，它包括以下步骤：
步骤一：筛选适用于有偏台风眼扇区半径辨识的地面自动气象站
在台风中心距离陆地小于等于50km时，筛选合适的地面自动气象站用以后续步骤的有偏台风眼半径辨识，这些自动气象站应满足以下条件：
(1)地面自动气象站j距台风中心距离大于40km并小于120km；
(2)在全部满足条件(1)的气象站形成集合Ωpre，将集合Ωpre中气象站按Lj由大到小进行排序，再取前70％成员，形成集合Ωs；
(3)在集合Ωs基础上进一步筛选，自动气象站海拔高度应低于100m，且位于内陆开阔地形处，避免微地形与海面风的影响，符合条件的气象站最终形成适用于有偏台风眼辨识的气象站集合Ωf；
步骤二：获取台风最大风速半径处风速特征点方位，
根据台风移行风速与环流风速间的矢量合成关系，得到矢量合成风速，根据合成风速幅值，风眼圈位置的风速特征点定义为两类：一是风眼壁处台风环流风速矢量VR,eye与移行风速矢量VT,eye相同或相反方向时进行叠加，定义为台风风眼最大、最小合成风速特征点；二是合成风速幅值与环流风速最大幅值相同，命名为等环流风速幅值点，风速特征点是风眼扇区划分的依据，
各风速特征点与x轴正向夹角计算方法如下：
首先计算等环流风速幅值点的等腰矢量三角形底角θ



式中：VT,eye取值为0.7304V0，V0为台风中心移动速度；V0与VR,eye数值由气象部门提供，
设台风行进方向与x轴正向夹角为α，两个等环流风速幅值点的环流风速矢量与x轴正向夹角弧度表示为：



式中：β1、β2分别对映两个等环流风速幅值点中环流风速矢量与x轴正向夹角弧度，
由式(1)与(2)，各风速特征点与x轴正向夹角弧度表示为：

【专利技术属性】
技术研发人员：张靖瑞，张伟骏，方日升，张慧瑜，王松岩，郁琛，常康，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，国网福建省电力有限公司电力科学研究院，国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23