一种电网区域内强降水预警方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电网区域内强降水预警方法和系统，包括：利用历史降水量观测值，构建气象观测站对应的空间载荷矩阵；基于历史降水量预报值和实时降水量预报值，确定极端降水指数的预报时序序列；根据所述空间载荷矩阵、所述预报时序序列和实时降水量预报值进行强降水预警；本发明专利技术实现了快速准确的强降水预警，进而为电网防灾部门提供数据依据。而为电网防灾部门提供数据依据。而为电网防灾部门提供数据依据。

【技术实现步骤摘要】
一种电网区域内强降水预警方法和系统


[0001]本专利技术涉及电力气象领域，具体涉及一种电网区域内强降水预警方法和系统。

技术介绍

[0002]在全球变暖的气候背景下，极端强降水事件频发，强降水易引发洪水、滑坡、泥石流等次生灾害，造成电网电力设施受损、线路停运、台区停电等一系列事故，由此产生巨大的经济和社会损失。
[0003]鉴于强降水给电网安全稳定运行和运维检修带来的巨大挑战，每年汛期电网的防汛工作成为电网防灾减灾工作的重中之重，电网防汛的本质是对强降水天气过程的应急响应，决策者根据气象实时监测和未来预报结果，结合水文、地理、电网状况等信息，制定减少强降水天气带来损害的对策并响应执行。
[0004]以往的电力气象防灾领域，基本上是以气象要素和灾害作为主体研究，进行气象要素时间和空间上的演变值预报，通过气象灾害自身特点提出减少灾害损害的对策。由于气象灾害事件致灾因子的复杂性和不确定性，灾害演化中常出现许多衍生、次生、耦合的灾害事件，而对灾害的处置又往往涉及许多半结构化、非结构化的决策问题，因此应对灾害是一个复杂艰难的过程。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电网区域内强降水预警方法，其特征在于，所述方法包括：利用历史降水量观测值，构建气象观测站对应的空间载荷矩阵；基于历史降水量预报值和实时降水量预报值，确定极端降水指数的预报时序序列；根据所述空间载荷矩阵、所述预报时序序列和实时降水量预报值进行强降水预警。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用历史降水量观测值，构建气象观测站对应的空间载荷矩阵，包括：根据历史降水量观测值构建历史降水量观测资料矩阵X；利用历史降水量观测资料矩阵X确定极端降水指数的观测时序序列；根据极端降水指数的观测时序序列确定气象观测站对应的空间载荷矩阵；其中，历史降水量观测资料矩阵X为p行n列矩阵，x
i,t
‑
j
∈X，x
i,t
‑
j
为区域内第i个气象观测站在待预警时段t之前的第j个历史时段的降水量观测值的标准化矩平值,其位置处于历史降水量观测资料矩阵X的第i行第j列，i∈(1～p)，j∈(1～n)，p为区域内气象观测站的总数，n为预设时段数目。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用历史降水量观测资料矩阵X确定极端降水指数的观测时序序列，包括：利用经验正交分解算法分解所述历史降水量观测资料矩阵X，获取历史降水量观测资料矩阵X对应的时间函数矩阵Y；求解满足约束条件时m的最小取值，并在所述时间函数矩阵Y中截取前m行元素生成矩阵Y
*
；根据矩阵Y
*
计算极端降水指数的观测时序序列；其中，λ
i
为所述时间函数矩阵Y中第i行元素的累计方差贡献率，其数值等于矩阵X
·
X'的非零特征值降序序列中第i个特征值，δ为累计方差贡献率设定阈值，m为大于1小于p的正整数，X'为历史降水量观测资料矩阵X的转置矩阵，p为区域内气象观测站的总数。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用经验正交分解算法分解所述历史降水量观测资料矩阵X，获取历史降水量观测资料矩阵X对应的时间函数矩阵Y，包括：按下式确定所述历史降水量观测资料矩阵X对应的时间函数矩阵Y：Y＝V
′
·
X式中，V'为历史降水量观测资料矩阵X对应的空间函数矩阵V的转置；其中，所述历史降水量观测资料矩阵X对应的空间函数矩阵V为p行p列矩阵，v
iz
∈V，v
iz
为矩阵X
·
X'的非零特征值降序序列中第z个特征值对应的特征向量中第i个元素，z∈(1～p)。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据矩阵Y
*
计算极端降水指数的观测时序序列，包括：按下式确定极端降水指数的观测时序序列S：S＝{S
t
‑1…
S
t
‑
j
…
S
t
‑
n
}式中，S
t
‑
j
为区域在待预警时段t之前的第j个时段的极端降水指数的观测值，j∈(1～
n)，n为预设时段数目；其中，按下式确定区域在待预警时段t之前的第j个时段的极端降水指数的观测值S
t
‑
j
：式中，为矩阵Y
*
的第i行第j列元素值。6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据极端降水指数的观测时序序列确定气象观测站对应的空间载荷矩阵，包括：在历史降水量观测资料矩阵X中截取前c列元素，生成矩阵X
*
；在极端降水指数的观测时序序列中截取前c个元素，生成c行1列的极端降水指数观测矩阵Q；利用线性回归算法拟合所述矩阵X
*
和矩阵Q，拟合后生成的p行1列的矩阵G；其中，矩阵G中第i行元素为区域内第i个气象观测站的空间载荷，c为预警设定的降水累加时间窗口包含的时段总数。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于历史降水量预报值和实时降水量预报值，确定极端降水指数的预报时序序列，包括：根据历史降水量预报值和实时降水量预报值构建历史与实时结合的降水量预报资料矩阵F；利用历史与实时结合的降水量预报资料矩阵F确定极端降水指数的预报时序序列；其中，历史与实时结合的降水量预报资料矩阵F为p行n+1列矩阵，f
i,t
‑
x
∈F，f
i,t
‑
x
为区域内第i个气象观测站在待预警时段t之前的第j个时段的降水量预报值的标准化矩平值,其位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓琳，冯双磊，解鸿斌，王勃，靳双龙，马振强，滑申冰，宋宗朋，胡菊，王姝，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：