CN113627678B - 一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力防灾减灾技术领域，具体涉及一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算方法和系统。在省级电网的生产监控指挥中心部署本发明，归集来自省级气象台短期中期预警中心的短期气象预报信息，归集来自水文中心预报的洪水预报信息，归集来自电力地理信息系统的电力地理信息图，通过神经网络分析中压配电架空线路的设备坐标信息、气象预报信息、洪水预报信息，测算暴雨诱发洪水淹没配电台区的范围，并通过系统的Web服务器对外发布预警信息。本发明可准确反映洪水到达时间、淹没范围、停电范围、区域水深等关键要素，有助于生产监控指挥中心指导开展负荷转移、设施加固、抢修复电等应急响应工作。

Description

一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算方法和系统
技术领域
本发明涉及电力防灾减灾技术领域，具体涉及一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算方法和系统。
背景技术
西太平洋副热带高压、低压槽、强降雨、西南涡等是会导致多国暴雨的主要灾害性天气系统，其造成的区域性强降雨还会导致洪涝、泥石流、山体滑坡等次生灾害，而且我国南方地区的强降雨和洪涝灾害往往导致大面积停电事件。
一方面，强降雨是造成山洪和中小河流洪水等灾害的直接因素，洪水和泥石流等又是造成配电设施损坏的主要因素，甚至演化为大面积停电。2014年，暴雨造成爱尔兰西南部超过11.5万客户停电。2019年，台风“利奇马”登陆浙江，强降雨导致超303万用户停电。2020年，暴雨造成的洪水导致日本熊本大量用户停电。2021年，四川省启动Ⅲ级防汛应急响应，暴雨造成巴中11条10千伏配电线路，共计345个台区27688户客户停电。另一方面，降雨强度以及降雨过程中淹没配电设施的时空分布关系复杂，当前依靠历史经验预测配电设施被淹没风险的方法并不可靠，不利于及早部署负荷转移、设施加固、抢修复电等应急响应工作。
实践表明，强降雨和洪涝灾害对可靠供电影响巨大，尤其有必要研究应对强降雨的临近中小河流河道配电设施风险测算方法。鉴于此，有必要在电力生产监控指挥中心利用先进算法和系统，测算强降雨所致配电设施停电风险，技术支撑应急处置工作。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算方法和系统，在省级电网的生产监控指挥中心部署暴雨诱发洪水淹没配电台区范围的测算方法、信息系统及其神经网络，归集来自省级气象台短期中期预警中心的短期气象预报信息，归集来自水文中心预报的洪水预报信息，归集来自电力地理信息系统的电力地理信息图，通过神经网络分析中压配电架空线路的设备坐标信息、气象预报信息、洪水预报信息，测算暴雨诱发洪水淹没配电台区的范围，并通过系统的Web服务器对外发布预警信息。该系统结构简单，维护方便，且扩展性好，适于测算关于暴雨诱发洪水淹没配电台区的范围。具体技术方案如下：
一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算方法，包括以下步骤：
S1：输入气象台预警中心的短期气象预报信息，并研判是否需要启动测算暴雨诱发洪水淹没配电台区的流程；
S2：输入电力地理信息系统的电力地理信息图，并判断配电台区是否处于暴雨影响区域的边界范围内；
S3：输入水文中心的洪水预报信息，并判断处于暴雨影响区域内的配电台区配变是否处于暴雨诱发洪水影响区域的边界范围内，即：
配电台区所在县区∈中小河流致灾县区；
S4：针对暴雨诱发洪水影响区域的配电台区配变，求解洪水淹没范围内所在各台区的单独面积M；
S5：求解暴雨诱发洪水淹没各配电台区的总面积S；暴雨诱发洪水淹没各配电台区的面积S，认为是全部n个洪水淹没配电台区所在台区的单独面积M之和，计算方式如下：
Figure BDA0003216904150000021
S6：输入各配电台区配变所在位置的水位监测数据W；
S7：根据暴雨诱发洪水淹没各配电台区的总面积S、各配电台区配变所在位置的水位监测数据W，构建用于制作暴雨诱发洪水淹没配电台区范围的神经网络，并输出标识配电台区处于不同淹没等级的成图；
S8：输出暴雨诱发洪水淹没配电台区范围的测算结果。
优选地，所述短期气象预报信息包括未来3日的每日天气及其各个时段的区域降水量、最高气温、最低气温、风向、风速、相对湿度及省级区域日雨量图。
优选地，所述步骤S1中1小时内的雨量≥16毫米或24小时内的雨量≥50毫米，则需启动测算暴雨诱发洪水淹没配电台区的流程。
优选地，所述步骤S2中具体为：
省级区域日雨量图生成暴雨影响区域的坐标矩阵C(Mu，Mv)，根据电力地理信息图生成配电台区的坐标矩阵C(Mx，My)，并判断所关注的配电台区配变是否处于暴雨影响区域的边界范围内，即：
Figure BDA0003216904150000031
其中，Mu表示处于暴雨影响区域内各数据点的横坐标，Mv表示处于暴雨影响区域内各数据点的纵坐标，Mx表示处于配电台区内各数据点的横坐标，My表示处于配电台区内各数据点的纵坐标；
Figure BDA0003216904150000032
表示“当且仅当”，即是当暴雨影响区域坐标与配电台区坐标一致时，配电台区台变处于暴雨影响区域的边界范围内。
优选地，所述步骤S3中的洪水预报信息包括洪水所在地城市、县区、水文站、河流、警戒水位、到达时间、流量、流速及降雨量信息。
优选地，所述洪水淹没范围内所在各台区的单独面积M，认为是以所在台区配电变压器为几何中心到其供电边界范围内的面积，该面积为不规则形状，且有n个边界点，计算方式如下：
Figure BDA0003216904150000041
式中：xi、yi为各边界点的平面坐标。
优选地，所述步骤S6的水位监测数据W来自安装在配电台区配变底座的液位监测传感器。
一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算系统，包括部署在省级电网生产监控指挥中心的前置机、数据库服务器、应用服务器、Web服务器、系统工程师站、系统操作员站、内网交换机、外网交换机，所述外网交换机、系统工程师站、Web服务器、系统操作员站、内网交换机依次通过光纤连接；
所述应用服务器、数据库服务器、前置机依次连接；所述前置机与外交换机连接；所述外交换机与省级气象台预警中心、省级水文中心连接；所述内交换机与电网生产监控指挥中心连接；
所述外网交换机部署在生产监控指挥中心的通信机房内，用于和所在地的省级气象台预警中心、水文中心之间交互、数据和指令；
所述前置机承载采集层，用于通过外网交换机采集所在地省级气象台预警中心发布的短期气象预报信息、省级水文中心发布的洪水预报信息、各配电台区配变所在位置的水位监测信息，并为数据库服务器提供数据服务；以及通过内网交换机采集电力地理信息系统中间库服务器中的电力地理信息图及其配电台区坐标矩阵变量C(Mx，My)，并为数据库服务器提供数据服务；
所述数据库服务器承载数据层，用于存储涉及测算洪水淹没配电台区范围所需的相关数据；
所述应用服务器器承载处理层，用于通过神经网络构建洪水淹没配电台区范围神经网络，在输入层中输入具体时刻t下的各个被淹没台区单独面积M、被淹没台区的总面积S，以及对应配变所在位置的水位监测数据W；在隐含层实时测算所得各个被淹没台区的淹没等级D；在输出层输出各个被淹没台区单独面积M及其对应的淹没等级D、被淹没台区的总面积S；并通过交换机为Web服务器提供数据服务；
所述Web服务器承载应用层，用于通过内网交换机为各级电力生产监控指挥、应急响应相关人员提供洪灾数据监视服务。
优选地，所述数据库服务器包括关系库服务器、实时库服务器，所述关系库服务器用于存储短期气象预报信息中的省级区域日雨量图、洪水预报信息、电力地理信息图及其配电台区坐标矩阵；所述实时库服务器用于存储短期气象预报信息中的日降雨量及小时降雨量数据、配变所在位置的水位监测数据W，并通过内网交换机为应用服务器提供数据服务。
本发明的系统用于承载测算洪水淹没配电台区范围的方法，构建面向暴雨诱发洪水、涵盖省级电网配电台区被淹没范围的监测体系，所述系统的软件质量符合GB/T16260.1《软件工程产品质量第1部分：质量模型》、GB/T 16260.2《软件工程产品质量第2部分：内部质量》、GB/T 16260.3《软件工程产品质量第3部分：外部质量》、GB/T 16260.4《软件工程产品质量第4部分：使用质量的度量》的规定，系统层级包括：
采集层，用于通过前置机采集所在地省级气象台短期中期预警中心的短期气象预报信息(含省级区域日雨量图)、省级水文中心的洪水预报信息、电力地理信息系统的电力地理信息图、各配电台区配变所在位置的水位监测信息，并在省级区域日雨量图生成暴雨影响区域的坐标矩阵C(Mu，Mv)。其中，雨量采集数据符合参照QX/T 52《地面气象观测规范第8部分：降水观测》的规定，且采集层与电力地理信息系统的接口规范符合Q/CSG 1204012《通信网络生产应用接口技术规范》的相关规定。
数据层，包括关系库、实时库服务器两部分，用于存储测算洪水淹没配电台区范围涉及的数据。其中，关系库用于存储在日雨量图上生成暴雨影响区域的坐标矩阵C(Mu，Mv)、在电力地理信息图上生成的配电台区坐标矩阵C(Mx，My)数据；实时库用于存储短期气象预报信息中的日降雨量、小时降雨量数据，以及各配电台区配变所在位置的水位监测数据W。
处理层，用于通过应用服务器部署测算洪水淹没配电台区范围的神经网络，在输入层某一时刻t下的各个被淹没台区单独面积M、被淹没台区的总面积S，以及对应配变所在位置的水位监测数据W；在隐含层经测算所得各个被淹没台区的淹没等级D；在输出层输出标识配电台区处于不同淹没等级的成图。
应用层，输出展示测算洪水淹没配电台区范围的测算结果；并用于通过Web服务器，面向电网企业内的相关技术人员发布各个被淹没台区单独面积M及其对应的淹没等级D、被淹没台区的总面积S。
优选的，所述前置机、应用服务器、数据库服务器、Web服务器部署在生产监控指挥中心的信息机房内。
优选的，所述应用服务器是配置有4颗10核Xeon E7 V4系列CPU 4颗8核Xeon E7V4系列CPU的NF5270M5 2U机架式服务器。
优选的，所述数据库服务器、Web服务器均是配置有2颗8核Xeon E7 V4系列CPU的NF5180M5 1U机架式服务器。
本发明的有益效果为：本发明提供了暴雨诱发洪水淹没配电台区范围监测系统及其测算方法，包括洪水淹没配电台区范围测算方法(洪水淹没配电台区范围测算模型)、洪水淹没配电台区范围测算系统(采集层、数据层、处理层、应用层)。
该方法和系统创造性地实现了测算暴雨诱发洪水淹没配电台区面积的功能，克服了科学测算和直观显示洪水可能淹没区域空间分布特征的难题，准确反映洪水到达时间、淹没范围、停电范围、区域水深等关键要素，有助于生产监控指挥中心指导开展负荷转移、设施加固、抢修复电等应急响应工作。
附图说明
图1为本发明洪水淹没配电台区范围测算方法的流程图；
图2为本发明洪水淹没配电台区范围神经网络的示意图；
图3为本发明洪水淹没配电台区范围测算系统的结构图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算方法，包括以下步骤：S1：输入气象台预警中心的短期气象预报信息，并研判是否需要启动测算暴雨诱发洪水淹没配电台区的流程。
短期气象预报信息包括未来3日的每日天气及其各个时段的区域降水量、最高气温、最低气温、风向、风速、相对湿度及省级区域日雨量图。1小时内的雨量≥16毫米或24小时内的雨量≥50毫米，则需启动测算暴雨诱发洪水淹没配电台区的流程。若是需要启动，则进行步骤S2，若是不需要启动，则结束流程。
S2：输入电力地理信息系统的电力地理信息图，并判断配电台区是否处于暴雨影响区域的边界范围内。
省级区域日雨量图生成暴雨影响区域的坐标矩阵C(Mu，Mv)，根据电力地理信息图生成配电台区的坐标矩阵C(Mx，My)，并判断所关注的配电台区配变是否处于暴雨影响区域的边界范围内，即：
Figure BDA0003216904150000081
其中，Mu表示处于暴雨影响区域内各数据点的横坐标，Mv表示处于暴雨影响区域内各数据点的纵坐标，Mx表示处于配电台区内各数据点的横坐标，My表示处于配电台区内各数据点的纵坐标；
Figure BDA0003216904150000082
表示“当且仅当”，即是当暴雨影响区域坐标与配电台区坐标一致时，配电台区台变处于暴雨影响区域的边界范围内。S3：输入水文中心的洪水预报信息，并判断处于暴雨影响区域内的配电台区配变是否处于暴雨诱发洪水影响区域的边界范围内，即：
配电台区所在县区∈中小河流致灾县区。
洪水预报信息包括洪水所在地城市、县区、水文站、河流、警戒水位、到达时间、流量、流速及降雨量信息。
S4：针对暴雨诱发洪水影响区域的配电台区配变，求解洪水淹没范围内所在各台区的单独面积M。
洪水淹没范围内所在各台区的单独面积M，认为是以所在台区配电变压器为几何中心到其供电边界范围内的面积，该面积为不规则形状，且有n个边界点，计算方式如下：
Figure BDA0003216904150000083
式中：xi、yi为各边界点的平面坐标。
S5：求解暴雨诱发洪水淹没各配电台区的总面积S；暴雨诱发洪水淹没各配电台区的面积S，认为是全部n个洪水淹没配电台区所在台区的单独面积M之和，计算方式如下：
Figure BDA0003216904150000091
S6：输入各配电台区配变所在位置的水位监测数据W；水位监测数据W来自安装在配电台区配变底座的液位监测传感器。液位监测传感器采用无线静压式液位传感器，适配用于无线通信的物联网卡，采用螺丝固定，测量范围0至5米，防护等级IP66，待机时长2年，电池容量7300毫安时，检测周期5分钟。
优选的，液位监测传感器采用多星双频高精度型GNSS仪器定位，防止遗失。S7：根据暴雨诱发洪水淹没各配电台区的总面积S、各配电台区配变所在位置的水位监测数据W，构建用于制作暴雨诱发洪水淹没配电台区范围的神经网络，并输出标识配电台区处于不同淹没等级的成图。
如图2所示，构建的神经网络由输入层、隐含层和输出层组成。整个网络属于多输入、单输出类型网络。输入层节点x包括在某一时刻t下的各个被淹没台区单独面积M、被淹没台区的总面积S，以及对应配变所在位置的水位监测数据W。隐含层是用于测算各个被淹没台区的淹没等级D。通过液位监测传感器采集水位监测数据W，并对照既定的等级划分表得到淹没等级。将水位监测数据W匹配液位传感器所安装部署的配电台区配变，即可测算得到各具体被淹没台区的淹没等级D。
输出层是用于输出标识配电台区处于不同淹没等级的成图。
表1淹没等级划分表
Figure BDA0003216904150000092
Figure BDA0003216904150000101
S8：输出暴雨诱发洪水淹没配电台区范围的测算结果。
输出的测算结果包括各个被淹没台区单独面积M及其对应的淹没等级D、被淹没台区的总面积S，并参照QX/T 549《气象灾害预警信息网站传播规范》的规定发布测算结果。
如图3所示，一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算系统，包括部署在省级电网生产监控指挥中心的前置机、数据库服务器、应用服务器、Web服务器、系统工程师站、系统操作员站、内网交换机、外网交换机，外网交换机、系统工程师站、Web服务器、系统操作员站、内网交换机依次通过光纤连接；
应用服务器、数据库服务器、前置机依次连接；前置机与外交换机连接；外交换机与省级气象台预警中心、省级水文中心连接；内交换机与电网生产监控指挥中心连接；前置机、应用服务器、Web服务器的数量为1套，数据库服务器的数量为2套，均部署在省级电网生产监控指挥中心的信息机房内。洪水淹没配电台区范围测算系统前置机、Web服务器、数据库服务器均为NF5180M5 1U机架式服务器，配置有2颗8核Xeon E7 V4系列CPU，支持超线程，缓存不小于25兆字节，原始主频不小于1.9吉赫兹；内存配置为不小于128吉字节的DDR4型内存，最大内存插槽总数不小于64；硬盘配置为4块600吉字节、12000转/分钟的串行连接SCSI硬盘；网卡配8个独立10/100/1000M-BaseT的以太网口。
外网交换机部署在生产监控指挥中心的通信机房内，用于和所在地的省级气象台预警中心、水文中心之间交互、数据和指令；数据交互、解析符合GB/T35965.1《应急信息交互协议第1部分：预警信息》的相关规定。
前置机承载采集层，数量为1套，部署在省级电网生产监控指挥中心的信息机房内，其数据交换、定制协议、部署架构、数据传输安全规范、防护机制应符合Q/CSG 1210017《内外网数据安全交换平台技术规范》、Q/CSG1210007《数据传输安全标准》、Q/CSG 1204009《电力监控系统安全防护技术规范》的规定，用于通过外网交换机采集所在地省级气象台预警中心发布的短期气象预报信息、省级水文中心发布的洪水预报信息、各配电台区配变所在位置的水位监测信息，并为数据库服务器提供数据服务；以及通过内网交换机采集电力地理信息系统中间库服务器中的电力地理信息图及其配电台区坐标矩阵变量C(Mx，My)，并为数据库服务器(关系库)提供数据服务。从省级气象台短期中期预警中心归集短期气象预报信息，其文字、表格、图像、数据或其他要素格式均符合QX/T325《电网运行气象预报预警服务产品》的规定；从省级水文中心归集洪水预报信息，其预报方法、精度符合SL 250《水文情报预报规范》；从液位监测传感器归集的数据传输规约符合SL 651《水文监测数据通信规约》的规定。
数据库服务器承载数据层，用于存储涉及测算洪水淹没配电台区范围所需的相关数据；其数据交换、定制协议、数据传输安全规范、防护机制应符合GB/T20273《数据库管理系统安全技术要求》、Q/CSG 1210007《数据传输安全标准》的规定。数据库服务器包括关系库服务器、实时库服务器，关系库服务器用于存储短期气象预报信息中的省级区域日雨量图、洪水预报信息、电力地理信息图及其配电台区坐标矩阵；实时库服务器用于存储短期气象预报信息中的日降雨量及小时降雨量数据、配变所在位置的水位监测数据W，并通过内网交换机为应用服务器提供数据服务。
应用服务器器承载处理层，用于通过神经网络构建洪水淹没配电台区范围神经网络，在输入层中输入具体时刻t下的各个被淹没台区单独面积M、被淹没台区的总面积S，以及对应配变所在位置的水位监测数据W；在隐含层实时测算所得各个被淹没台区的淹没等级D；在输出层输出各个被淹没台区单独面积M及其对应的淹没等级D、被淹没台区的总面积S；并通过交换机为Web服务器提供数据服务。应用服务器器数量为1套，部署在省级电网生产监控指挥中心的信息机房内，服务器属于NF5270M5 2U机架式，配置有4颗10核Xeon E7V4系列CPU，支持超线程，缓存不小于20兆字节，原始主频不小于2.0吉赫兹；内存配置为不小于128吉字节的DDR4型内存，最大内存插槽总数不小于64；硬盘配置为2块600吉字节、12000转/分钟的串行连接SCSI硬盘。
Web服务器承载应用层，用于通过内网交换机为各级电力生产监控指挥、应急响应相关人员提供洪灾数据监视服务。其访问控制措施应符合Q/CSG 1204009《电力监控系统安全防护技术规范》的规定，其预警服务图形的地图和图形等相关要素应符合QX/T 481《暴雨诱发中小河流洪水、山洪和地质灾害气象风险预警服务图形》的规定，其输出的各个被淹没台区单独面积M、被淹没台区总面积S测算图的图示要求、版面布局负荷SL/T 483《洪水风险图编制导则》的规定，用户访问洪水淹没配电台区范围测算系统的Web服务器时，系统对用户的访问验证要求应符合GB/T 20272《操作系统安全技术要求》的规定。
内网交换机的物理接口、协议、互联互通及兼容性要求应符合Q/CSG1204016.3《第3部分：数据网络设备技术要求》的规定，用于通过由光纤构成的电力综合数据网连接数据库服务器、应用服务器、Web服务器、系统工程师站、系统操作员站、外网交换机。
外网交换机的数量为1套，部署在省级电网生产监控指挥中心通信机房内，配置有24个10/100/1000兆字节自适应电口，交换容量不小于150兆位/秒，二、三层包转发能力不小于95兆位/秒，并发流统计数量不小于40万条，数据报文转发时延小于1毫秒，并支持LDPMD5、VRRP MD5、NTP MD5加密认证。
内网交换机、外网交换机的物理接口、协议、互联互通及兼容性要求应符合Q/CSG1204016.3《第3部分：数据网络设备技术要求》的规定，外网交换机数据交互、指令解析符合GB/T 35965.1《应急信息交互协议第1部分：预警信息》的相关规定。内网交换机、外网交换机用于通过由光纤构成的电力综合数据网连接数据库服务器、应用服务器、Web服务器、系统工程师站、系统操作员站、内网交换机。
系统工程师站的数量为1台，部署在生产监控指挥中心的监控室内，选用ThinkStation P920系列的双路工作站。
系统工程师站的配置原则、技术要求应符合Q/CSG 1203005《电力二次装备技术导则》关于计算机监控系统的要求，并用于为系统管理员提供维护洪水淹没配电台区范围测算系统的服务。
系统操作员站的数量为1台，部署在生产监控指挥中心的监控室内，选用ThinkStation K系列的工作站。
系统操作员站的配置原则、技术要求应符合Q/CSG 1203005《电力二次装备技术导则》关于计算机监控系统的要求，并用于为系统管理员、安全监管人员提供开展洪灾应急和预警配电台区灾损程度的服务。
内网交换机与洪水淹没配电台区范围测算系统数据库服务器、前置机、应用服务器、Web服务器、工程师站、操作员站、外网交换机的物理接口、协议、互联互通及兼容性要求应符合Q/CSG1204016.3《第3部分：数据网络设备技术要求》的规定，数据库服务器、前置机、应用服务器、Web服务器、工程师站、操作员站、内网交换机、外网交换机的配置、设置、分区要求宜符合Q/CSG 212001《电力监控系统安全防护管理办法》、Q/CSG 1204009《电力监控系统安全防护技术规范》的规定。洪水淹没配电台区范围测算系统的主要性能指标应符合GB/T16260.2《软件工程产品质量第2部分：内部质量》、GB/T 16260.3《软件工程产品质量第3部分：外部质量》、Q/CSG 1204016.3《数据网络技术规范第3部分数据网络设备技术要求》的规定。洪水淹没配电台区范围测算系统的安全功能要求应符合GB/T 20271《信息安全技术信息系统通用安全技术要求》的规定。
在洪水淹没配电台区范围测算系统的具体安装部署过程中，首先将前置机、数据库服务器(关系库)、数据库服务器(实时库)、应用服务器、Web服务器部署在省级电网生产监控指挥中心信息机房内的屏柜中，各类设备的数量是有且仅有一套。其次，将内网交换机、外网交换机部署在省级电网生产监控指挥中心通信机房屏柜内，各类设备的数量是有且仅有一套，且在经身份鉴别、数据加密后，通过外网交换机远程采集所在地省级气象台短期中期预警中心的短期气象预报信息(含省级区域日雨量图)、省级水文中心的洪水预报信息、电力地理信息系统的电力地理信息图、各配电台区配变所在位置的水位监测信息数据。再次，将系统工程师站、系统操作员站部署在省级电网生产监控指挥中心监控室内，各类设备的数量是有且仅有一套，并用以远程监视、维护洪水淹没配电台区范围测算系统。
在洪水淹没配电台区范围测算系统的具体监测预估过程中，首先由省级气象台短期中期预警中心参照QX/T 116《重大气象灾害应急响应启动等级按照》的规定启动应急响应等级及其预案流程；参照QX/T 52《地面气象观测规范第8部分：降水观测》的规定，观测和获悉气象台短期中期预警中心的短期气象预报信息。其次，由省级电网生产监控指挥中心技术人员参照QX/T 116《重大气象灾害应急响应启动等级按照》启动应急响应等级及其预案，启动洪水淹没配电台区范围测算流程。再次，由洪水淹没配电台区范围测算系统测算洪水淹没配电台区范围，输出各个被淹没台区面积区域图及其对应的淹没等级D、被淹没台区的总图，参照QX/T 549《气象灾害预警信息网站传播规范》的规定发布对应的预警等级，并根据采集的各配电台区水位监测数据W实时监视、研判洪灾发展变化情况。最后，由省地两级生产监控指挥中心技术人员按照DL/T 1883《配电网运行控制技术导则》、Q/CSG 1205003《中低压配电运行管理标准》、Q/CSG430043《应急处置后评估业务指导书》所规定的运行控制原则、目标，提出处置各种配电台区洪涝风险的技术决策建议，并由各相关供电局技术人员处置，必要时还可以采取调整运行方式、新增防汛防涝加固措施等。
在具体处置过程中的主要实施内容如下：
省级电网、地级电网企业生产监控指挥中心的技术人员针对存在受暴雨诱发洪水影响的配电台区，基于电力设施场地标高与所在地区历史洪水位比较、与历史最高水位比较、与设施外自然地面高低比较的防内涝设计标准和历史水浸情况、防内涝设施情况、供电负荷情况这六个维度提出应急处置措施建议，并向供电局技术人员提供管控清单。配电台区所属单位结合内涝风险分布图及运行经验，全面组织对存在内涝、水浸影响的配电设施开展排查处置。主要是针对配电台区处于不同淹没等级，提出对各台区抢修复电先后顺序相关决策建议。对于属于电力用户资产的配电台区，由各相关供电局技术人员告警，并予以指导或配合按照GB/T 37136《电力用户供配电设施运行维护规范》的相关规定开展应急处置措施。此外，洪水淹没配电台区范围测算系统可为配电网洪灾预警、防治提供规划、管理、决策的有用信息，其基本功能可归纳为。
(1)配电设施空间数据采集；
(2)配电设施空间数据管理、转换以及共享；
(3)暴雨诱发洪水风险预警的图形处理编辑；
(4)洪水淹没配电台区空间分析、派生以及查询；
(5)洪水淹没配电台区范围内水位数据显示与输出。
本发明不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：输入气象台预警中心的短期气象预报信息，并研判是否需要启动测算暴雨诱发洪水淹没配电台区的流程；
S2：输入电力地理信息系统的电力地理信息图，并判断配电台区是否处于暴雨影响区域的边界范围内；
S3：输入水文中心的洪水预报信息，并判断处于暴雨影响区域内的配电台区配变是否处于暴雨诱发洪水影响区域的边界范围内，即：
配电台区所在县区∈中小河流致灾县区；
S4：针对暴雨诱发洪水影响区域的配电台区配变，求解洪水淹没范围内所在各台区的单独面积M；
S5：求解暴雨诱发洪水淹没各配电台区的总面积S；暴雨诱发洪水淹没各配电台区的面积S，认为是全部n个洪水淹没配电台区所在台区的单独面积M之和，计算方式如下：
Figure FDA0003216904140000011
S6：输入各配电台区配变所在位置的水位监测数据W；
S7：根据暴雨诱发洪水淹没各配电台区的总面积S、各配电台区配变所在位置的水位监测数据W，构建用于制作暴雨诱发洪水淹没配电台区范围的神经网络，并输出标识配电台区处于不同淹没等级的成图；
S8：输出暴雨诱发洪水淹没配电台区范围的测算结果。
2.根据权利要求1所述的一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算方法，其特征在于：所述短期气象预报信息包括未来3日的每日天气及其各个时段的区域降水量、最高气温、最低气温、风向、风速、相对湿度及省级区域日雨量图。
3.根据权利要求1所述的一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算方法，其特征在于：所述步骤S1中1小时内的雨量≥16毫米或24小时内的雨量≥50毫米，则需启动测算暴雨诱发洪水淹没配电台区的流程。
4.根据权利要求2所述的一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算方法，其特征在于：所述步骤S2中具体为：
省级区域日雨量图生成暴雨影响区域的坐标矩阵C(Mu，Mv)，根据电力地理信息图生成配电台区的坐标矩阵C(Mx，My)，并判断所关注的配电台区配变是否处于暴雨影响区域的边界范围内，即：
Figure FDA0003216904140000021
其中，Mu表示处于暴雨影响区域内各数据点的横坐标，Mv表示处于暴雨影响区域内各数据点的纵坐标，Mx表示处于配电台区内各数据点的横坐标，My表示处于配电台区内各数据点的纵坐标；
Figure FDA0003216904140000022
表示“当且仅当”，即是当暴雨影响区域坐标与配电台区坐标一致时，配电台区台变处于暴雨影响区域的边界范围内。
5.根据权利要求1所述的一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算方法，其特征在于：所述步骤S3中的洪水预报信息包括洪水所在地城市、县区、水文站、河流、警戒水位、到达时间、流量、流速及降雨量信息。
6.根据权利要求2所述的一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算方法，其特征在于：
所述洪水淹没范围内所在各台区的单独面积M，认为是以所在台区配电变压器为几何中心到其供电边界范围内的面积，该面积为不规则形状，且有n个边界点，计算方式如下：
Figure FDA0003216904140000023
式中：xi、yi为各边界点的平面坐标。
7.根据权利要求2所述的一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算方法，其特征在于：所述步骤S6的水位监测数据W来自安装在配电台区配变底座的液位监测传感器。
8.一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算系统，其特征在于：包括部署在省级电网生产监控指挥中心的前置机、数据库服务器、应用服务器、Web服务器、系统工程师站、系统操作员站、内网交换机、外网交换机，所述外网交换机、系统工程师站、Web服务器、系统操作员站、内网交换机依次通过光纤连接；
所述应用服务器、数据库服务器、前置机依次连接；所述前置机与外交换机连接；所述外交换机与省级气象台预警中心、省级水文中心连接；所述内交换机与电网生产监控指挥中心连接；
所述外网交换机部署在生产监控指挥中心的通信机房内，用于和所在地的省级气象台预警中心、水文中心之间交互、数据和指令；
所述前置机承载采集层，用于通过外网交换机采集所在地省级气象台预警中心发布的短期气象预报信息、省级水文中心发布的洪水预报信息、各配电台区配变所在位置的水位监测信息，并为数据库服务器提供数据服务；以及通过内网交换机采集电力地理信息系统中间库服务器中的电力地理信息图及其配电台区坐标矩阵变量C(Mx，My)，并为数据库服务器提供数据服务；
所述数据库服务器承载数据层，用于存储涉及测算洪水淹没配电台区范围所需的相关数据；
所述应用服务器器承载处理层，用于通过神经网络构建洪水淹没配电台区范围神经网络，在输入层中输入具体时刻t下的各个被淹没台区单独面积M、被淹没台区的总面积S，以及对应配变所在位置的水位监测数据W；在隐含层实时测算所得各个被淹没台区的淹没等级D；在输出层输出各个被淹没台区单独面积M及其对应的淹没等级D、被淹没台区的总面积S；并通过交换机为Web服务器提供数据服务；
所述Web服务器承载应用层，用于通过内网交换机为各级电力生产监控指挥、应急响应相关人员提供洪灾数据监视服务。
9.根据权利要求8所述的一种暴雨诱发洪水淹没配电台区的测算系统，其特征在于：
所述数据库服务器包括关系库服务器、实时库服务器，所述关系库服务器用于存储短期气象预报信息中的省级区域日雨量图、洪水预报信息、电力地理信息图及其配电台区坐标矩阵；所述实时库服务器用于存储短期气象预报信息中的日降雨量及小时降雨量数据、配变所在位置的水位监测数据W，并通过内网交换机为应用服务器提供数据服务。
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