【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于计算机电力气象数据分析领域，具体涉及一种基于长时间序列的强对流天气对电网时空场灾害影响分析方法。
技术介绍
1、电网的正常运行与气象条件有着紧密联系，普通气象比如温湿度、大雾都会直接影响到电力设备安装维护工作的开展、电能损耗、电网负荷情况，气象灾害更是能够危害到电网的安全运行，带来十分巨大的破坏力。气象状况对户外电力设施具有重要的影响，尤其是台风和雷暴等极端天气能够对户外电力设施造成重大破坏，因此，气象预警对于电力部门应对气象灾害提前做出工作部署具有重要意义。
2、目前，天气预测的时效性与有效性一般是在7天内，对短时间内的电力气象数据进行高精度预测仍存在不足，同时，对于气象数据解读中，需要较高的专业知识储备；如何提升电力气象数据预测精度以及气象数据的可视化分析的灵活性成为了亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有存在问题，本专利技术基于电力气象数据，针对强对流天气对电网变电站及线路杆塔等电力设施灾害影响范围，按市县公司、台区等不同空间区域，并按实况、未来2小时、48小时、未来7天等多个时间维度进行灾害影响指数分析，为电网应对大风、强降雨等突发强对流天气可能对电网设施造成的影响提供数据支撑，提前防范应对。通过多种粒度对强对流区域进行时空分析，提高了电力公司灾害应对能力；通过结合多源数据分析的先进预测预警技术，电力公司可以更加准确预知某一处输变电设施的天气状况，提前进行巡视检查，减少故障停电。
2、为实现上述目的，本专利技术给出以下技术方案
3、基于长时间序列的强对流天气对电网时空场灾害影响分析方法：包括
4、s0、基于webgis系统获取待分析区域中电力设施的位置信息的第一图层，按照电力设施属性信息对电力设施进行标记，所述属性信息包括，归属信息，位置信息，海拔信息；基于用户选择的时间粒度，进行灾害指数分析，当用户选择2小时内预测时，进行如下步骤：
5、s1、实时获取雷达回波云图时间序列，
6、s2、对所述雷达回波云图进行滤波处理，识别第一有界弱回波区，
7、s3，计算雷达回波云图时间序列中所述第一有界弱回波区的位置变化，将第一有界弱回波区的中心位置作为重心，将时间序列中前m帧雷达回波云图的第一有界弱回波区重心值连线，获得第一有界弱回波区的移动路径；
8、s4，获取第一有界弱回波区顶高和底高的反射率，计算降水密度；
9、所述降水密度模型包括：
10、
11、vd＝v/(h2-h1)
12、其中，v表示第一有界弱回波区，h1表示第一有界弱回波区的底高，即第一有界弱回波区的最低高度，h2表示第一有界弱回波区的顶高，即第一有界弱回波区的最高高度，zmax为第一有界弱回波区的最大反射率；d1表示第一有界弱回波区一侧边界，d2表示第一有界弱回波区另一侧边界；
13、s5，将第一有界弱回波区的高度进行划分，并根据降水密度和层级高度以及反射率计算降水概率；将所述降水概率拟合至第一有界弱回波区的移动路径，并生成第二图层，
14、s6，将带有降水概率的第一有界弱回波区的移动路径第二图层与带有待分析区域中电力设施的位置信息的第一图层叠加，并计算出受影响的电力设施分布。
15、进一步地，所述第一有界弱回波区识别过程包括：
16、s21、获取反射率超过待分析像素点的最小雷达仰角θu的第一点，所述第一点反射率zu，
17、s22、以步长1度，获取θu的相邻仰角θd的第二点，所述第二点反射率zd，
18、s23、计算所述待分析像素点的回波高度：
19、
20、其中，d为待分析像素点到雷达中心的水平距离，zc为待分析像素点的反射率，a为修正系数；
21、s24，筛选高度超过第一阈值且反射率小于等于第二阈值的点，若相邻点之间距离小于预设距离r，则将该相邻点联通，构成多个联通区域；
22、s25，计算连通区域在水平面上的投影面积，将所述投影面积与阈值面积比较，删除小于阈值面积对应的连通区域；将投影面积大于等于阈值面积对应的联通区为标记为第一有界弱回波区。
23、进一步地，所述移动路径还包括，由时间序列中前m帧雷达回波云图的第一有界弱回波区重心值的位置变化外推出第m+1帧的第一有界弱回波区重心值的位置。
24、进一步地，方法还包括：依据电力设施的强度等级和降水概率计算影响指数以及给出防护措施。
25、进一步地，其特征在于：
26、所述降水概率计算模型为：
27、
28、
29、
30、其中，hi表示层级高度，vdi表示层级i高度对应的降水密度，zi表示层级的反射率,di1表示第一有界弱回波区层级i一侧边界，,di2表示第一有界弱回波区层级i另一侧边界。
31、进一步地，当用户选择未来48小时预测时，执行如下步骤：
32、s801，获取分析区域的气象卫星图，生成分析区域的的地形高度图，地面气压场，并划分经纬度格点，格点粒度为2.5*2.5，
33、s802，获取700hpa等压流场和位势力高度，500hpa等压流场和位势力高度，100hpa等压流场和位势力高度，
34、s803，采集待分析区域中场格点，风速v，温度，相对湿度，位势高度；
35、s803，根据欧洲中期天气预报中心列数值预报产品建立待分析区域强对流的回归方程，调用48小时预报场格点资料，识别低压中心，若存在低压中心，调用48小时高空预报场格点，若满足强对流高空条件，则判定出现强对流，
36、s804，将低压中心以半径r为影响区域生成第三图层，将所述第三图层与带有待分析区域中电力设施的位置信息的第一图层叠加，并计算出受影响的电力设施分布。
37、进一步地，所述回归方程为：
38、y＝6.51231+0.17935x2,+0.00577x7+0.00641x9+0.00383x23
39、式中x2为20.0°n122.5°e处的500hpa高度值减去20.0n°120.0e°处的500hpa高度值，x7为17.5°n130°e处的700hpav分量减去20°n130.0°e处的700hpav分量，x9为22.5°n130°e处的700hpa分量减去20.0°n132.5°e处的700hpav分量，x23为32.5°n135.0°e处的500hpav分量,y为预报值。
40、进一步地，当用户选择未来7天预测，执行如下步骤：
41、s901，将复杂格式的原始极端天气预报指数文件转换为grib格式文件，
42、s902，用通用解码工具提取grib格式文件中逐日efi要素
43、s903，根据双线性插值方法，将逐日efi要素空间插值到n个常规气象观测站，结合站点观测资料进行评估；按本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于长时间序列的强对流天气对电网时空场灾害影响分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于长时间序列的强对流天气对电网时空场灾害影响分析方法，其特征在于：所述第一有界弱回波区识别过程包括：
3.根据权利要求1所述基于长时间序列的强对流天气对电网时空场灾害影响分析方法，其特征在于：所述移动路径还包括，由时间序列中前m帧雷达回波云图的第一有界弱回波区重心值的位置变化外推出第m+1帧的第一有界弱回波区重心值的位置。
4.根据权利要求1所述基于长时间序列的强对流天气对电网时空场灾害影响分析方法，其特征在于：还包括：依据电力设施的强度等级和降水概率计算影响指数以及给出防护措施。
5.根据权利要求1所述基于长时间序列的强对流天气对电网时空场灾害影响分析方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述基于长时间序列的强对流天气对电网时空场灾害影响分析方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述基于长时间序列的强对流天气对电网时空场灾害影响分析方法，其特征在于：所述回归方程为：
【技术特征摘要】
1.一种基于长时间序列的强对流天气对电网时空场灾害影响分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于长时间序列的强对流天气对电网时空场灾害影响分析方法，其特征在于：所述第一有界弱回波区识别过程包括：
3.根据权利要求1所述基于长时间序列的强对流天气对电网时空场灾害影响分析方法，其特征在于：所述移动路径还包括，由时间序列中前m帧雷达回波云图的第一有界弱回波区重心值的位置变化外推出第m+1帧的第一有界弱回波区重心值的位置。
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱坤双，王明军，王勇，杨啸帅，王立峰，杨琳，侯炜，韩洪，隋灿，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司应急管理中心，
类型：发明
国别省市：
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