CN110705796A - 电网暴雨数值预报的量级频率订正集合预报方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电网暴雨数值预报的量级频率订正集合预报方法及系统，该方法包括：将待预报区域划分为多个网格；从历史观测资料中，选取与当前时刻临近的多个不同起报时刻的初始场数据和边界条件数据，并插值到多个网格中，选择一种区域数值预报模式，并选择不同的微物理参数化方案及边界层参数化方案，将网格数据分别输入区域数值预报模式，并对网格数据开展数值积分计算，生成多组暴雨降水量在未来不同时刻的空间分布数据。对不同量级的暴雨降水量预报结果开展降水量级评价，通过订正后的暴雨降水量电网暴雨数值预报的集合预报结果。本发明能够适当的提高区域模式的降水量级的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及电网防护技术领域，尤其涉及一种电网暴雨数值预报的量级频率订正集合预报方法及系统。
背景技术
随着电力工业的发展，输电网和配电网不断地发展，电网越来越密集发展。同时，由于气候变化，密集的输配电网遭受的暴雨灾害也越来越多。但是由于目前电网暴雨预测准确率偏低，导致输配电杆塔加固不及时而导致倒塔断线事故频繁发生。
若能够准确地预测电网暴雨，可指导输配电线路运维单位提前对线路和杆塔提前加固，进而减少暴雨引起的倒塔断线事故，保障电网的安全稳定运行。
目前，还鲜有一种能显著提升电网暴雨预测准确率的方法。
发明内容
本发明提供了一种电网暴雨数值预报的量级频率订正集合预报方法及系统，用以解决目前电网暴雨预测准确率偏低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种电网暴雨数值预报的量级频率订正集合预报方法，包括以下步骤：
将待预报区域划分为多个网格；
获取历史观测资料，作为数值预报模式的初始场数据和边界条件数据；从历史观测资料中，选取与当前时刻临近的多个不同起报时刻的初始场数据和边界条件数据，并插值到多个网格中，得到网格数据；
选择一种区域数值预报模式，并选择不同的微物理参数化方案及边界层参数化方案，将网格数据分别输入区域数值预报模式，并对网格数据开展数值积分计算，生成多组暴雨降水量在未来不同时刻的空间分布数据；
对未来同一时刻的多组暴雨降水量在未来不同时刻的空间分布数据进行一段时间的跟踪预报，对不同量级的暴雨降水量预报结果开展降水量级评价，并对各种组合方案计算订正系数，利用订正系数将对应的组合方案进行订正得到订正后的暴雨降水量，将多组电网暴雨降水量计算算术平均值，即得电网暴雨数值预报的集合预报结果。
优选地，区域数值预报模式为WRF数值预报模式，微物理参数化方案包括Tompson和Morrison微物理参数化方案，边界层参数化方案包括MYJ和YSU边界层参数化方案。
优选地，对网格数据开展数值积分计算，包括：将多种历史观测数据的初始场数据和边界条件数据、不同起报时刻的初始场数据和边界条件数据分别与Tompson和Morrison微物理参数化方案，MYJ、YSU及ACM2边界层参数化方案进行交叉组合，得到多种组合方案，并分别对每一种组合方案开展数值积分计算。
优选地，历史观测资料来源于各个国家提供的近3至50年的气象观测站资料。
本发明还提供一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一方法的步骤。
本发明具有以下有益效果：
本发明的电网暴雨数值预报的量级频率订正集合预报方法及系统，通过采用不同起报时刻的初始场数据和边界条件数据，并采用不同的微物理参数化方案和边界层参数化方案，较好地综合了未来大气动力过程和热力过程的特征；同时又采用临近时刻的数据进行预报，增加了小尺度扰动发展成强降水系统的可能性；通过生成多组电网暴雨降水量在未来不同时刻的空间分布数据，能够提升电网暴雨的准确性，可指导输配电线路运维单位提前对线路和杆塔提前加固，进而减少暴雨引起的倒塔断线事故，保障电网的安全稳定运行。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的电网暴雨数值预报的量级频率订正集合预报方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
参见图1，本实施例的电网暴雨数值预报的量级频率订正集合预报方法，包括以下步骤：
S1：将待预报区域划分为多个网格；优选采用等经纬的网格。
S2：获取历史观测资料，作为数值预报模式的初始场数据和边界条件数据；从历史观测资料中，选取与当前时刻临近的多个不同起报时刻的初始场数据和边界条件数据，并插值到多个网格中，得到网格数据。历史观测资料来源于各个国家提供的气象观测站资料。
S3：选择一种区域数值预报模式，并选择不同的微物理参数化方案及边界层参数化方案，将网格数据分别输入区域数值预报模式，并对网格数据开展数值积分计算，生成多组暴雨降水量在未来不同时刻的空间分布数据。
S4：对未来同一时刻的多组暴雨降水量在未来不同时刻的空间分布数据进行一段时间的跟踪预报，对不同量级的暴雨降水量预报结果开展降水量级评价，并对各种组合方案计算订正系数，利用订正系数将对应的组合方案进行订正得到订正后的暴雨降水量，将多组电网暴雨降水量计算算术平均值，即得电网暴雨数值预报的集合预报结果。
上述步骤，通过采用不同起报时刻的初始场数据和边界条件数据，并采用不同的微物理参数化方案和边界层参数化方案，较好地综合了未来大气动力过程和热力过程的特征。同时又采用临近时刻的数据进行预报，增加了小尺度扰动发展成强降水系统的可能性；通过生成多组电网暴雨降水量在未来不同时刻的空间分布数据，能够提升电网暴雨的准确性，可指导输配电线路运维单位提前对线路和杆塔提前加固，进而减少暴雨引起的倒塔断线事故，保障电网的安全稳定运行。
实施时，区域数值预报模式优选为WRF(weather research and forecasting，中尺度天气模式)数值预报模式，微物理参数化方案包括Tompson(汤普森方案)和Morrison(莫里森)微物理参数化方案，边界层参数化方案包括MYJ(Mellor-Yamada-Janjic，梅洛-山田-詹尼奇)和YSU(延世大学)边界层参数化方案。在对网格数据开展数值积分计算时，采用将多种历史观测数据的初始场数据和边界条件数据、不同起报时刻的初始场数据和边界条件数据分别与Tompson和Morrison微物理参数化方案，MYJ、YSU及ACM2边界层参数化方案进行交叉组合，得到多种组合方案，并分别对每一种组合方案开展数值积分计算。
实施例2：
一种本发明电网暴雨数值预报的量级频率集合预报方法实施例。该电网暴雨数值预报的量级频率集合预报方法具体包括以下步骤：
步骤S1：选取开展集合预报的区域为我国长江中下游地区，具体经纬度范围为东经100°至东经120°，北纬20°至北纬40°，并将该区域分成为3公里×3公里的网格；
步骤S2：收集2017年6月23日12时(世界时)的初始场数据和边界条件数据，并选取-6h的初始场数据和边界条件数据，用作不同起报时刻的初始场数据和边界条件数据，并插值到网格上，得到统一格点的网格数据；
步骤S3：采用WRF作为区域数值预报模式，选择Tompson、Morrison微物理参数化方案以及MYJ、YSU边界层参数化方案，将统一格点的网格数据分别输入上述的区域数值预报模式，将不同起报时刻的初始场数据和边界条件数据分别与Tompson、Morrison微物理参数化方案及MYJ、YSU边界层参数化方案进行交叉组合，得到多种组合方案(共计2×2×2，即8种组合方案)，并分别对每一种组合方案开展数值积分计算，计算未来3天的暴雨降水量的空间分布数据。
步骤S4：对步骤S3得到的未来不同时刻的暴雨降雨量的空间分布数据进行一段时间的跟踪预报，对不同量级的暴雨降水量预报结果开展降水量级评价。将24小时累计降水量分成50mm-75mm，76mm-100mm，101mm-125mm，126-150mm，151mm-200mm，200mm-250mm，251mm及以上共计7个组，用各个组合计算得到的7组降水量级频率采用多项式订正为实际降水量级的频率，得到各个组合的订正后的降水量。将订正后的8个组合的降水量进行算术平均，得到电网暴雨降水量的集合预报结果。
实施例3：
本发明还提供一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一实施例的步骤。
综上可知，本发明采用频率订正的集合预报方法，能够适当的提高区域模式的降水量级的准确性，进而能够进一步提升电网暴雨集合预报结果的准确率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电网暴雨数值预报的量级频率订正集合预报方法，其特征在于，包括以下步骤：
将待预报区域划分为多个网格；
获取历史观测资料，作为数值预报模式的初始场数据和边界条件数据；从历史观测资料中，选取与当前时刻临近的多个不同起报时刻的初始场数据和边界条件数据，并插值到所述多个网格中，得到网格数据；
选择一种区域数值预报模式，并选择不同的微物理参数化方案及边界层参数化方案，将所述网格数据分别输入区域数值预报模式，并对所述网格数据开展数值积分计算，生成多组暴雨降水量在未来不同时刻的空间分布数据；
对未来同一时刻的多组暴雨降水量在未来不同时刻的空间分布数据进行一段时间的跟踪预报，对不同量级的暴雨降水量预报结果开展降水量级评价，并对各种组合方案计算订正系数，利用订正系数将对应的组合方案进行订正得到订正后的暴雨降水量，将多组电网暴雨降水量计算算术平均值，即得电网暴雨数值预报的集合预报结果。
2.根据权利要求1所述的电网暴雨数值预报的量级频率订正集合预报方法，其特征在于，所述区域数值预报模式为WRF数值预报模式，所述微物理参数化方案包括Tompson和Morrison微物理参数化方案，所述边界层参数化方案包括MYJ和YSU边界层参数化方案。
3.根据权利要求2所述的电网暴雨数值预报的量级频率订正集合预报方法，其特征在于，
所述对所述网格数据开展数值积分计算，包括：将多种历史观测数据的初始场数据和边界条件数据、不同起报时刻的初始场数据和边界条件数据分别与Tompson和Morrison微物理参数化方案，MYJ、YSU及ACM2边界层参数化方案进行交叉组合，得到多种组合方案，并分别对每一种组合方案开展数值积分计算。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电网暴雨数值预报的量级频率订正集合预报方法，其特征在于，所述历史观测资料来源于各个国家提供的气象观测站资料。
5.一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至4中任一所述方法的步骤。
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