一種基于多普勒天氣雷達(dá)的電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于多普勒天氣雷達(dá)的電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警方法,首先，利用電網(wǎng)歷史大風(fēng)故障數(shù)據(jù)和多普勒天氣雷達(dá)回波強(qiáng)度資料，計(jì)算電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)臨界回波強(qiáng)度，統(tǒng)計(jì)電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)分月逐時(shí)分布，根據(jù)電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)故障平均損失確定電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)，作為電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警背景場(chǎng)；然后，利用實(shí)時(shí)多普勒天氣雷達(dá)回波資料，預(yù)測(cè)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)發(fā)展趨勢(shì)，確定電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)測(cè)位置；結(jié)合數(shù)值預(yù)報(bào)風(fēng)速數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)區(qū)域?qū)α髦聻?zāi)大風(fēng)預(yù)警等級(jí)；最后，根據(jù)電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)測(cè)路徑和預(yù)警等級(jí)，定向發(fā)布電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警信息。本發(fā)明的方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)天氣的精細(xì)化預(yù)警，指導(dǎo)專業(yè)人員開展電網(wǎng)運(yùn)維工作。
【專利說明】-種基于多普勒天氣雷達(dá)的電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于多普勒天氣雷達(dá)的電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警方法，屬于電力系 統(tǒng)的氣象預(yù)警【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)是指對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有嚴(yán)重威脅，對(duì)電網(wǎng)設(shè)施造成重大損 害的強(qiáng)對(duì)流大風(fēng)天氣，主要包括颮線、龍卷、陣風(fēng)鋒等災(zāi)害性天氣。近年來，因?qū)α髦聻?zāi)大風(fēng) 天氣導(dǎo)致的電網(wǎng)故障時(shí)有發(fā)生，電網(wǎng)公司高度重視對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)天氣的防治工作。
[0003]目前，電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警方法大多采用確定性評(píng)價(jià)方法，該類方法存在諸多 不足之處。一類方法是直接引用氣象部門大風(fēng)預(yù)警信息，氣象部門大風(fēng)預(yù)警按照紅出小時(shí) 可能受12級(jí)以上大風(fēng)影響）、橙陽(yáng)小時(shí)可能受10級(jí)以上大風(fēng)影響）、黃（12小時(shí)可能受8 級(jí)以上大風(fēng)影響）、藍(lán)（24小時(shí)內(nèi)可能受6級(jí)以上大風(fēng)影響）四級(jí)預(yù)警體系進(jìn)行分級(jí)，該分 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)未考慮與電網(wǎng)故障的關(guān)系，并不適用于電網(wǎng)大風(fēng)災(zāi)害預(yù)警；另一類方法是利用風(fēng)速 預(yù)測(cè)信息，采用電力設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中最大可承受風(fēng)速來作為預(yù)警臨界值，但電網(wǎng)故障往往 是受多因素影響，該方法忽略了設(shè)備運(yùn)行情況等其它影響因素，考慮欠妥。
[0004] 隨著電網(wǎng)故障歷史數(shù)據(jù)的積累，目前還存在利用某地區(qū)歷史大風(fēng)災(zāi)害發(fā)生情況概 率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)該地區(qū)大風(fēng)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警，但該方法僅考慮了大風(fēng)災(zāi)害發(fā)生的可能性，未考 慮該災(zāi)害對(duì)電網(wǎng)造成的具體后果，采用此方法擴(kuò)大了預(yù)警區(qū)域范圍，增加了運(yùn)維工作難度。
[0005] 隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)受對(duì)流天氣的影響也越來越大，僅靠傳統(tǒng)的氣象 部門預(yù)警信息不能滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行的要求。多普勒雷達(dá)是目前世界上最先進(jìn)的雷達(dá)系 統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)天氣雷達(dá)，多普勒雷達(dá)能夠監(jiān)測(cè)到位于垂直地面8-12公里的高空中的對(duì)流 云層的生成和變化，判斷云的移動(dòng)速度，天氣預(yù)報(bào)的精確度比以前將會(huì)有較大提高。多普勒 天氣雷達(dá)的工作原理即以多普勒效應(yīng)為基礎(chǔ)，具體表現(xiàn)為：當(dāng)降水粒子相對(duì)雷達(dá)發(fā)射波束 相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以測(cè)定接收信號(hào)與發(fā)射信號(hào)的高頻頻率之間存在的差異，從而得出所需的 信息。運(yùn)用這種原理，可以測(cè)定散射體相對(duì)于雷達(dá)的速度，在一定條件下反演出大氣風(fēng)場(chǎng)、 氣流垂直速度的分布以及湍流情況等。因此，開展基于多普勒氣象雷達(dá)的電網(wǎng)致災(zāi)大風(fēng)預(yù) 警研究能夠有效指導(dǎo)電網(wǎng)規(guī)劃、運(yùn)行、檢修、建設(shè)等，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警方法所存在的不 足，提供一種創(chuàng)新的、實(shí)用性更強(qiáng)的基于多普勒天氣雷達(dá)的電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警方法，能 夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)天氣的精細(xì)化預(yù)警。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：
[0008] -種基于多普勒天氣雷達(dá)的電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警方法，包括以下步驟：
[0009] (1)利用電網(wǎng)歷史對(duì)流大風(fēng)故障發(fā)生時(shí)間和地點(diǎn)的多普勒天氣雷達(dá)回波強(qiáng)度資 料，計(jì)算電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)臨界回波強(qiáng)度；
[0010] (2)統(tǒng)計(jì)電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)分月逐時(shí)分布，確定電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)歷史發(fā)生區(qū)域， 并根據(jù)該區(qū)域內(nèi)同時(shí)刻電網(wǎng)歷史故障，計(jì)算電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)；所述電網(wǎng)對(duì)流致 災(zāi)大風(fēng)發(fā)生區(qū)域是指該時(shí)間區(qū)域內(nèi)回波強(qiáng)度超過臨界回波強(qiáng)度的回波區(qū)域；
[0011] (3)結(jié)合地理經(jīng)緯度信息，將電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域分布圖疊加到電網(wǎng) 地理信息系統(tǒng)災(zāi)害預(yù)警背景圖上，作為電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警背景場(chǎng)；
[0012] (4)利用實(shí)時(shí)多普勒天氣雷達(dá)回波資料，根據(jù)趨勢(shì)外推法預(yù)測(cè)多普勒雷達(dá)回波趨 勢(shì)；
[0013] (5)根據(jù)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)和數(shù)值預(yù)報(bào)風(fēng)速，確定區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng) 預(yù)警等級(jí)；
[0014] (6)根據(jù)所述步驟（4)雷達(dá)回波預(yù)測(cè)路徑確定電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警區(qū)域，并根 據(jù)所述步驟（5)電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警等級(jí)定向發(fā)布電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警信息。
[0015] 前述的步驟（1)中，電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)臨界回波強(qiáng)度按照出現(xiàn)對(duì)流大風(fēng)故障時(shí)， 回波強(qiáng)度超過電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)臨界回波強(qiáng)度的概率不小于95%的置信區(qū)間計(jì)算得出。
[0016] 前述的步驟（2)中，對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)逐時(shí)分布按照分月24小時(shí)時(shí)間區(qū)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)， 統(tǒng)計(jì)資料分為12個(gè)月24個(gè)小時(shí)，共288個(gè)時(shí)間斷面。
[0017] 前述的步驟（2)中，電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)發(fā)生時(shí) 所造成的平均電網(wǎng)損失Risk，計(jì)算公式如下 ：
[0018]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于多普勒天氣雷達(dá)的電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警方法，其特征在于，包括以下步 驟： (1) 利用電網(wǎng)歷史對(duì)流大風(fēng)故障發(fā)生時(shí)間和地點(diǎn)的多普勒天氣雷達(dá)回波強(qiáng)度資料，計(jì) 算電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)臨界回波強(qiáng)度； (2) 統(tǒng)計(jì)電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)分月逐時(shí)分布，確定電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)歷史發(fā)生區(qū)域，并根 據(jù)該區(qū)域內(nèi)同時(shí)刻電網(wǎng)歷史故障，計(jì)算電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)；所述電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大 風(fēng)發(fā)生區(qū)域是指該時(shí)間區(qū)域內(nèi)回波強(qiáng)度超過臨界回波強(qiáng)度的回波區(qū)域； (3) 結(jié)合地理經(jīng)緯度信息，將電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域分布圖疊加到電網(wǎng)地理 信息系統(tǒng)災(zāi)害預(yù)警背景圖上，作為電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警背景場(chǎng)； (4) 利用實(shí)時(shí)多普勒天氣雷達(dá)回波資料，根據(jù)趨勢(shì)外推法預(yù)測(cè)多普勒雷達(dá)回波趨勢(shì)； (5) 根據(jù)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)和數(shù)值預(yù)報(bào)風(fēng)速，確定區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警 等級(jí)； (6) 根據(jù)所述步驟（4)雷達(dá)回波預(yù)測(cè)路徑確定電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警區(qū)域，并根據(jù)所 述步驟（5)電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警等級(jí)定向發(fā)布電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多普勒天氣雷達(dá)的電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警方法，其 特征在于：所述步驟（1)中，電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)臨界回波強(qiáng)度按照出現(xiàn)對(duì)流大風(fēng)故障時(shí)，回 波強(qiáng)度超過電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)臨界回波強(qiáng)度的概率不小于95%的置信區(qū)間計(jì)算得出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多普勒天氣雷達(dá)的電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警方法，其 特征在于：所述步驟（2)中，對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)逐時(shí)分布按照分月24小時(shí)時(shí)間區(qū)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng) 計(jì)資料分為12個(gè)月24個(gè)小時(shí)，共288個(gè)時(shí)間斷面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多普勒天氣雷達(dá)的電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警方法，其 特征在于：所述步驟（2)中，電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)發(fā)生時(shí) 所造成的平均電網(wǎng)損失Risk，計(jì)算公式如下 ：
⑴ 其中，N為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)發(fā)生次數(shù)，c(i)為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)第i次對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)發(fā)生 時(shí)電網(wǎng)損失程度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多普勒天氣雷達(dá)的電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警方法，其 特征在于：所述步驟（5)中，電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警等級(jí)是根據(jù)電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警指 標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，所述電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警指標(biāo)計(jì)算公式如下： Lpower = Kw · Risk (11) 其中，Lp_是電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警指標(biāo)，Kw是預(yù)測(cè)風(fēng)速系數(shù)； 所述電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警等級(jí)根據(jù)LPOT"的具體數(shù)值確定：若LPOT" = 0,則無對(duì)流致 災(zāi)大風(fēng)預(yù)警；若LPOTOT > 0,則以LPOTOT值表征預(yù)警等級(jí)，LPOTOT值越大，預(yù)警等級(jí)越高。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多普勒天氣雷達(dá)的電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警方法，其 特征在于：所述步驟￠)中，預(yù)警信息包含區(qū)域內(nèi)主要設(shè)備和電網(wǎng)對(duì)流致災(zāi)大風(fēng)預(yù)警指標(biāo)， 預(yù)警信息按照區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)設(shè)備資產(chǎn)所屬單位發(fā)送至各級(jí)運(yùn)維人員。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK104050518SQ201410320888
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】陳哲, 李群, 劉建坤 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院