一种雨涝淹没配电终端设备的快速预测方法技术

本发明专利技术公开一种雨涝淹没配电终端设备的快速预测方法

【技术实现步骤摘要】
一种雨涝淹没配电终端设备的快速预测方法、终端及介质


[0001]本专利技术涉及电网配电设备的灾害预警
，具体涉及一种雨涝淹没配电终端设备的快速预测方法
、
终端及介质
。

技术介绍

[0002]在全球变暖的趋势下，由于全球气温的升高，地表蒸发量增大，大气含水量增大，全球范围内水循环增强，使得极端降水强度有增强的趋势，极端降水事件日渐增加，城市暴雨内涝愈专利技术显，不仅破坏了生态环境，更对人类财产构成严重威胁
。
城市中配电网直接面向终端用户，与广大人民群众的生产生活息息相关，随着城市发展，城区配电终端设备越来越多，而配电终端设备选址灵活性受限
。
随着全国极端降水事件的增多，暴雨淹没配电终端设备导致设备损坏和用户停电的事故越来越多，亟需研究雨涝淹没配电设备的快速预测方法
。
[0003]气象领域已经做到了预测未来一段时间的降雨量，利用预测的降雨数据建立水动力模型进行降雨淹没仿真可以明确配电终端设备在预测降雨量下的淹没风险
。
目前已有不少学者采用建立水动力模型的方法模拟城市内涝情况，然而水动力模型在大尺度情形下运算求解时间较长，其往往是基于水动力原理，同时考虑一个栅格周围的8个单元，对每一个单元都要计算周围8个单元的影响，因此随着仿真范围的扩大，计算量与仿真面积的二次方成比例上涨
。
如进行整个城市的降雨仿真往往需要几十个小时，难以满足电网公司日常防涝的时效要求
。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种雨涝淹没配电设备的快速预测方法
、
终端及介质，预测速度快且不失准确性，可提高配电设备应对雨涝灾害的应急能力
。
[0005]本专利技术的第一目的采用如下技术方案实现：
[0006]所述一种雨涝淹没配电终端设备的快速预测方法，包括如下步骤：
[0007]步骤
1、
根据配电终端设备柜体
、
内部电缆接头相对于地坪面的最小安全高度
h1、h2，划分淹没停电风险等级为无风险
、
中风险
、
高风险，相应风险等级的积水深度
h
分别满足
h<h1、h1≤h<h2、h≥h2；
[0008]步骤
2、
根据城市地理信息数据和极值降雨量数据，构建二维水动力仿真模型，对完整城市区域进行降雨淹没仿真，得到完整仿真区的雨涝分布图；
[0009]步骤
3、
根据完整仿真区的雨涝分布图，按积水深度
h≥h
c
从完整仿真区中选取多个核心仿真区，临界深度
h
c
≥h1，优选
h
c
＝
h2，记核心仿真区为区，记完整仿真区中与区对应的仿真区为
k
＝
1、2、...、K
，
K
表示核心仿真区数量；
[0010]步骤
4、
根据城市地理信息数据和极值降雨量数据，构建二维水动力仿真模型，对核心仿真区进行降雨淹没仿真，得到核心仿真区的雨涝分布图，确定每个区内积水点与区内相应积水点的积水深度的最大误差；
[0011]步骤
5、
判断区积水深度的最大误差是否满足小于等于阈值
Y
，
Y
一般取
0.1m
，若满足，则将该核心仿真区作为适合快速预测的一个最优仿真区，记最优仿真区为区；若不满足，则将该核心仿真区扩大得到扩展仿真区，对扩展仿真区进行降雨淹没仿真得到扩展仿真区的雨涝分布图，记扩展仿真区中与区对应的仿真区为区，
m
为扩大次数
+1
，扩大扩展仿真区后对扩展仿真区进行降雨淹没仿真，得到扩展仿真区的雨涝分布图，确定区内积水点积水深度与相应区内相应积水点积水深度的最大误差，再次进行误差判断；若不满足，则对扩展仿真区进一步扩大，直至选出满足阈值要求的扩展仿真区作为适合快速预测的相应区；
[0012]步骤
6、
获取降雨量预测数据，对每个区分别进行降雨淹没仿真，得到相应区的雨涝分布图，将区中对应区内处于中
、
高淹没停电风险的配电终端设备分别预报为危险淹水停电设备
、
高危淹水停电设备
。
[0013]作为优选方案，步骤1中，配电终端设备柜体底部一般高于地坪面
0.3
‑
0.5m
，一般取
h1＝
0.3m
，配电终端设备内部的电缆接头一般高于配电终端设备底部约
0.2m
，一般取
h2＝
0.2+0.3
＝
0.5m
，因此积水深度
h<h1即
h<0.3m
时无风险，积水深度达到
h1≤h<h2即
0.3m≤h<0.5m
时即有可能已达到配电终端设备柜体，因此为中风险，积水深度
h≥h2即
h≥0.5m
时可能淹没电缆接头，因此为高风险
。
[0014]作为优选方案，步骤2中，地理信息数据包括数字高程模型数据
、
地表覆盖数据
、
地表粗糙度数据以及地表产流系数；构建二维水动力模型前，根据不同土地类型对应的粗糙度及产流系数，采用
GIS
的重采样技术对地表覆盖数据
(
即土地利用分类数据
)
进行重采样，生成地表粗糙度数据以及地表产流系数
。
[0015]作为优选方案，步骤2中，根据暴雨设计模型，将按式
(1)
计算得到的暴雨强度分配至完整城市区域得到极值降雨量数据：
[0016][0017]式中：
q
为暴雨强度
(
单位：
L/S
·
104m2)
；
P
为设计重现期
(
单位：年
)
，对于配电终端设备，
P
不小于
50
年；
t
为降雨历时
(
单位：
min)
；
A1、b、C、n
是受地方城市暴雨特性影响的相关参数，不同地区的取值往往不同，可以通过查找资料确定
。
[0018]作为优选方案，步骤3中，核心仿真区按下述方法选取：
[0019]采用矩形轮廓，以
d1、d2为步长提取多个核心仿真区，
d1为经度，
d2为纬度，
d1、d2取
0.2"
‑
2"
，优选为
1"
，核心仿真区需包含完整仿真本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种雨涝淹没配电终端设备的快速预测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤
1、
根据配电终端设备柜体
、
内部电缆接头相对于地坪面的最小安全高度
h1、h2，划分淹没停电风险等级为无风险
、
中风险
、
高风险，相应风险等级的积水深度
h
分别满足
h<h1、h1≤h<h2、h≥h2；步骤
2、
根据城市地理信息数据和极值降雨量数据，构建二维水动力仿真模型，对完整城市区域进行降雨淹没仿真，得到完整仿真区的雨涝分布图；步骤
3、
根据完整仿真区的雨涝分布图，按积水深度
h≥h
c
从完整仿真区中选取多个核心仿真区，临界深度
h
c
≥h1，记核心仿真区为区，记完整仿真区中与区对应的仿真区为
K
表示核心仿真区数量；步骤
4、
根据城市地理信息数据和极值降雨量数据，构建二维水动力仿真模型，对核心仿真区进行降雨淹没仿真，得到核心仿真区的雨涝分布图，确定每个区内积水点积水深度与区内相应积水点积水深度的最大误差；步骤
5、
判断积水深度的最大误差是否满足小于等于阈值
Y
，若满足，则将该核心仿真区作为一个最优仿真区，记最优仿真区为区；若不满足，则将该核心仿真区扩大得到扩展仿真区，对扩展仿真区进行降雨淹没仿真得到扩展仿真区的雨涝分布图，记扩展仿真区中与区对应的仿真区为区，
m
为扩大次数
+1
，扩大扩展仿真区后对扩展仿真区进行降雨淹没仿真，得到扩展仿真区的雨涝分布图，确定区内积水点积水深度与相应区内相应积水点积水深度的最大误差，再次进行误差判断；若不满足，则对扩展仿真区进一步扩大，直至选出满足阈值要求的扩展仿真区作为相应区；步骤
6、
获取降雨量预测数据，对每个区分别进行降雨淹没仿真，得到相应区的雨涝分布图，将区中对应区内处于中
、
高淹没停电风险的配电终端设备分别预报为危险淹水停电设备
、
高危淹水停电设备
。2.
如权利要求1所述的一种雨涝淹没配电终端设备的快速预测方法，其特征在于：步骤2中，地理信息数据包括数字高程模型数据
、
地表覆盖数据
、
地表粗糙度数据以及地表产流系数
。3.
如权利要求1所述的一种雨涝淹没配电终端设备的快速预测方法，其特征在于：步骤2中，根据暴雨设计模型，将按式
(1)
计算得到的暴雨强度分配至完整城市区域得到极值降雨量数据：式中：
q
为暴雨强度；
P
为设计重现期；
A1、b、C、n
是受地方城市暴雨特性影响的相关参数
。4.
如权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏盛，李俊杰，李彬，李想，朱静，戴仕成，袁国庆，冯萧飞，周文晴，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：