基于精细网格的电网雷电灾害风险评估技术方法技术

本发明专利技术公开了基于精细网格的电网雷电灾害风险评估技术方法，分析在以土地精细网格为基本评价单元下电网遭遇雷电灾害的易损性，包括：1）根据土地类型，分析确定其与地闪密度的相关系数，进行显著性检验；2）确定气候背景与地闪密度的相关系数，进行显著性检验；3）采用灰色关联度方法确定雷电灾害风险指标的权重；4）对雷电灾害风险指标的权重进行量化；5）以土地精细网格为基本评价单元，建立电网雷电灾害风险评估模型。本发明专利技术建立了雷电灾害中电网脆弱性的精细空间量化GIS模型，提出了电网雷害风险评估模型，以精细空间网格为基本评价单元，对雷电灾害中电网脆弱性脆弱性做空间量化研究，适用范围广，准确性高。

【技术实现步骤摘要】
基于精细网格的电网雷电灾害风险评估方法
本专利技术涉及灾害风险评估领域，尤其是涉及一种基于精细网格的电网雷电灾害风险评估方法。
技术介绍
目前对电网雷害风险的评估方法主要为基于雷击跳闸率作为评价指标,尚未建立完善的评估体系,随着评估要求的提高,对评估的精细程度与空间的表现方式提出了更高的要求,传统的方法与技术不能满足需要。例如，中国专利文献就公开了一种名为“区域输电线路雷击闪络风险评估方法”的专利技术专利，其授权公告号为CN102156787B，授权公告日为2012年12月12日，主要
技术实现思路
是，包括数据库、绕击风险评估模型、反击风险评估模型和风险值综合模块，数据库用于提供各种参数及参数的取值，绕击风险评估模型主要采用改进电气几何模型算法求出绕击跳闸率，反击风险评估模型采用规程法计算反击跳闸率，风险值综合模块将绕击跳闸率和反击跳闸率相加得到总的雷击跳闸率。上述专利即是以雷击跳闸率进行风险评估的方法，属于传统技术；现在出现了利用地理信息系统(GIS，GeographicInformationSystems)进行风险评估的技术，GIS技术不仅可以有效地管理具有空间属性的各种资源环境信息，对资源环境管理和实践模式进行快速和重复的分析测试，便于制定决策、进行科学和政策的标准评价，而且可以有效地对多时期的资源环境状况及生产活动变化进行动态监测和分析比较，也可将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流，明显地提高工作效率和经济效益，为解决资源环境问题及保障可持续发展提供技术支持。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有的电网雷害风险评估方法已经不能满足对评估的精细程度与空间的表现方式等要求的问题，提供一种基于精细网格的电网雷电灾害风险评估方法，分析在以土地精细网格为基本评价单元下电网遭遇雷电灾害的易损性，基于GIS技术建立了雷电灾害中电网脆弱性的精细空间量化GIS模型，提出了基于外部环境(地理及气象背景)的电网雷害风险评估模型，并对此过程中所得数据进行检验，包括显著性检验和相关分析。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：基于精细网格的电网雷电灾害风险评估方法，分析在以土地精细网格为基本评价单元下电网遭遇雷电灾害的易损性，包括以下步骤：1)根据土地类型，分析确定其与地闪密度的相关系数，并进行显著性检验；2)确定气候背景与地闪密度的相关系数，并进行显著性检验；3)采用灰色关联度方法确定雷电灾害风险指标的权重；4)对雷电灾害风险指标的权重进行量化；5)以土地精细网格为基本评价单元，建立电网雷电灾害风险评估模型。本专利技术采用地理信息系统技术并对电网建立足够精细的空间网格划分，每个网格既可以单独进行评估，也可以若干个网格合并进行评估，从电网雷电灾害预警预报、电网雷电灾害监测调查到电网雷电灾情评估等各个方面；在电网雷害中，统计证明除了个别个例有大尺度天气系统以外，造成大范围跳闸雷害事故发生时的天气大多数无有利于强对流发生发展的的大尺度天气系统，这说明造成大范围跳闸雷害事故的天气系统以小尺度局地性的系统为主，而小尺度局地性系统的发生发展与地形、地貌、土地利用类型、大型水体、城市热岛效应等有很大关系。作为优选，所述的土地类型包括居民用地、城镇用地、水域、旱地、林地、草地、水田。在电网雷害中，电网设备所处的不同的下垫面土地利用类型,在很大程度上决定了其所承受的雷电灾害的打击程度,也就是其灾害脆弱性程度，要确定不同土地类型针对不同灾害的潜在易损性的权重，可采取数学方法、专家打分法和层次分析法分别或相结合计算不同土地类型针对电网雷害的潜在易损性因子，并对所得数据进行显著性检验，显著性检验是为要判断样本与我们对总体所做的假设之间的差异是纯属机会变异，还是由我们所做的假设与总体真实情况之间不一致所引起的。作为优选，所述的气候背景包括气温、降水量、相对湿度、风速、太阳总辐射等气象要素。对观察到的地闪频次进行Pearson相关分析，计算各气象要素与地闪现象的相关系数，并分别进行显著性检验，可确定气温、降水量、相对湿度、风速、太阳总辐射等气象要素与地闪现象显著相关；相关分析(correlationanalysis)中的Pearson相关系数是指对定距连续变量的数据进行计算，相关分析是研究现象之间是否存在某种依存关系，并对具体有依存关系的现象探讨其相关方向以及相关程度，是研究随机变量之间的相关关系的一种统计方法。作为优选，所述的雷电灾害风险指标包括雷电密度、海拔高度、气候背景、地面倾角。指标权重的确定采用灰色关联度方法，基本上灰色关联度分析是依据各因素数列曲线形状的接近程度做发展态势的分析，以土地为行，以雷电灾害风险指标为列，进行分析计算，得出各雷电灾害风险指标权重。作为优选，所述的电网雷电灾害风险评估模型根据土地精细网格每个网格内各种土地类型所占的面积比例，确定该网格的电网雷电灾害易损性因子。不可避免的，网格化后得到的格网区域可能有落在多个土地类型的情况，可采用面积权重内插法来实现最大限度地合理推定这些格网区域上的潜在易损性因子(通过一定的线性规则转化为该格网区域的风险对象脆弱程度)，此方法根据规则格网区域内各土地类型区域所占面积的百分比来确定格网区域的潜在易损性因子，主要步骤如下：a)找出落在各个规则格网区域上的土地类型；b)确定各个土地类型与规则格网区域相交部分的面积，并计算其占格网区域面积的百分比；c)按照面积比例的多少来分配潜在易损性因子。因此，本专利技术具有如下有益效果：(1)建立了雷电灾害中电网脆弱性的精细空间量化GIS模型，提出了电网雷害风险评估模型；(2)以精细空间网格为基本评价单元，对雷电灾害中电网脆弱性脆弱性做精细空间量化研究；(3)适用范围广，评估准确性高。附图说明图1是本专利技术的一种精细网格示意图。图2是本专利技术的单个网格风险评估示意图。图3是本专利技术气候背景与地闪密度的相关系数示意图。图中：1、土地风险对象A2、土地风险对象B3、土地风险对象C4、土地风险对象D具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的描述。基于精细网格的电网雷电灾害风险评估方法，分析在以土地精细网格为基本评价单元下电网遭遇雷电灾害的易损性，包括以下步骤：1)根据土地类型，分析确定其与地闪密度的相关系数，并进行显著性检验；2)确定气候背景与地闪密度的相关系数，并进行显著性检验；3)采用灰色关联度方法确定雷电灾害风险指标的权重；4)对雷电灾害风险指标的权重进行量化；5)以土地精细网格为基本评价单元，建立电网雷电灾害风险评估模型；其中，土地类型包括居民用地、城镇用地、水域、旱地、林地、草地、水田，气候背景包括气温、降水量、相对湿度、风速、太阳总辐射等气象要素，雷电灾害风险指标包括雷电密度、海拔高度、气候背景、地面倾角，电网雷电灾害风险评估模型根据土地精细网格每个网格内各种土地类型所占的面积比例，确定该网格的电网雷电灾害易损性因子。具体实施过程是，选取某地为例，某地包括有草地、城镇用地、旱地、林地、居民用地、水田、水域等土地类型，根据土地利用类型的栅格数据与地闪密度进行相关分析，求得其相关系数，并逐一进行显著性检验，获得下表：由上表可见，除了林地外，其他土地类型和地闪密度成负相关关系，全部土地类型的相关系数都通过了显著性的检验，林地与年均地闪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于精细网格的电网雷电灾害风险评估技术方法，分析在以土地精细网格为基本评价单元下电网遭遇雷电灾害的易损性，其特征在于，包括以下步骤：1）根据土地类型，分析确定其与地闪密度的相关系数，并进行显著性检验；2）确定气候背景与地闪密度的相关系数，并进行显著性检验；3）采用灰色关联度方法确定雷电灾害风险指标的权重；4）对雷电灾害风险指标的权重进行量化；5）以土地精细网格为基本评价单元，建立电网雷电灾害风险评估模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于精细网格的电网雷电灾害风险评估方法，分析在以土地精细网格为基本评价单元下电网遭遇雷电灾害的易损性，其特征在于，包括以下步骤：1)根据土地类型，分析确定其与地闪密度的相关系数，并进行显著性检验；2)确定气候背景与地闪密度的相关系数，并进行显著性检验；3)采用灰色关联度方法确定雷电灾害风险指标的权重；4)对雷电灾害风险指标的权重进行量化；5)以土地精细网格为基本评价单元，建立电网雷电灾害风险评估模型；所述的土地类型包括居民用地、城镇用地、水域、旱地、林地、草地、水田；所述林地与年均地闪密度成正相关关系，所述居民用地、城...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，张耀东，文仁强，何长虹，史立栋，李昌辉，
申请(专利权)人：杭州辰青和业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：