CN115186858A - 基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警方法及系统，获取待预警区域的变电站经纬度、高程、站点布置图、周边地理信息图、河流信息、历史洪水信息；确定变电站影响类型；根据变电站影响类型进行降雨提取计算；获取预先确定的变电站暴雨各时段临界预警的临界雨量值；根据降雨提取计算的结果判定超过变电站暴雨某时段临界预警的临界雨量值时，发出对应等级的暴雨告警预警。优点：本发明将受暴雨洪水影响进行分类，通过将气象数值天气预报、流域实时监测、地球地理信息和水文分析计算等多项技术的有机结合，实现暴雨引起变电站积涝灾害的分等级预警。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警方法及系统， 属于电力设备设施安全风险管控技术领域。
背景技术
随着我国经济社会发展的转型升级，我国的工业与民用用电负荷逐渐增加， 这就必须加强电力建设，确保满足我国的供电需求。当前，在一些地势低洼地 带的变电站，安全运行容易遭受洪水的袭击，所以变电站的内涝防灾十分迫切。 中国各个东南沿海省份处于亚热带季风气候区，雨热同季，夏季降雨量充沛， 且经常出现暴雨天气，尤其是台风来临时，连续暴雨天气，容易造成变电站站 内场地变成泽谷。近几年，沿海地区及强降雨区域变电站内涝问题突出，一旦 出现内涝灾害，变电站内大量电气设备将遭到破坏，严重威胁到变电站的运行 安全。现代生活无时无刻离不开电力，如果停电事故大面积发生将会导致城市 系统的崩溃，造成大面积的损失，对人类生活的方方面面造成无法预估的伤害。 由于缺少变电站内涝灾害的提前预警，目前仅能以亡羊补牢的办法予以应对。 险情发生后，常见的解决办法是多人抢险，搬运沙袋垒起防水墙，并调动多台 抽水车进行排水。耗费大量人力物资，且造成的损失已无法挽回。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于不同影 响类型的变电站洪水淹没风险预警方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于不同影响类型的变电站洪水淹 没风险预警方法，包括：
获取待预警区域的变电站经纬度、高程、站点布置图、周边地理信息图、 河流信息、历史洪水信息；
根据待预警区域的变电站经纬度、高程、站点布置图、周边地理信息图、 河流信息、历史洪水信息确定变电站影响类型；
根据变电站影响类型进行降雨提取计算；
获取预先根据待预警区域的历史数据确定变电站暴雨各时段临界预警的临 界雨量值；
根据降雨提取计算的结果判定超过变电站暴雨某时段临界预警的临界雨量 值时，发出对应等级的暴雨告警预警。
进一步的，所述变电站影响类型包括：
山洪淹没型变电站，其洪水淹没风险为局地河沟洪水汇聚；
局部暴雨内涝型变电站，其位于山丘、山间洼地、城市低洼地带、平原低 洼地带；
流域综合影响型变电站，其位于大型河流中下游平原地区或中小型平原河 流地区，变电站的淹没受附近河道涨水影响。
进一步的，所述根据变电站影响类型进行降雨提取计算，包括：
确定变电站影响类型为局部暴雨内涝型变电站；
对局部暴雨内涝型变电站站点降雨进行提取计算，包括：
采集多个来源的数值天气预报模式数据，并融合地理高程信息、气候分布 信息，依据历史实况气象数据序列与当时的数值天气预报结果，采用MOSS统 计预报方法订正预报模式数据误差，得到精细化网格降雨预报产品；
根据精细化网格降雨预报产品，采用双线性插值法、交叉样本检验法、逻辑回 归法或统计降尺度订正法中的任意一种方法进行变电站点的降雨预报；
根据变电站点的降雨预报提取变电站不同时段的预报降雨数值。
进一步的，所述根据变电站影响类型进行降雨提取计算，包括：
确定变电站影响类型为山洪淹没型变电站；
对山洪淹没型变电站所在集水区域降雨进行提取计算，包括：
采集多个来源的数值天气预报模式数据，并融合地理高程信息、气候分布 信息，依据历史实况气象数据序列与当时的数值天气预报结果，采用MOSS统 计预报方法订正预报模式数据误差，得到精细化网格降雨预报产品；
确定变电站在流域中的位置，利用DEM数字高程模型以及水文汇流分析算 法生成该变电站的集水范围图层；
利用GIS空间分析对集水范围图层与精细化网格降雨预报产品进行叠加计 算，获取处于集水范围内的网格点，将处于集水范围内的网格点的降雨值进行 加权平均，获得区域小时平均降雨值；
基于区域小时平均降雨值提取变电站不同时段的区域预报降雨数值。
进一步的，所述根据待预警区域的历史数据确定变电站暴雨各时段临界预 警的临界雨量值，包括：
确定变电站影响类型为局部暴雨内涝型变电站，获取预先设置的暴雨频率；
根据变电站所对应区域获取最大24小时雨量等值线图、最大24小时变差系数 等值线图；
根据最大1小时、6小时或24小时雨量等值线图、最大1小时、6小时或24小时 变差系数等值线图确定所对应区域的最大1小时、6小时或24小时降雨值P1、P6或P24和 最大1小时、6小时或24小时变差系数CV1、CV6或CV24；根据P1和CV1和预先获取到 皮尔逊Ⅲ曲线模比系数值表确定对应的模比系数KP1、根据P6和CV6和预先获取到皮尔 逊Ⅲ曲线模比系数值表确定对应的模比系数KP6、根据P24和CV24和预先获取到皮尔逊 Ⅲ曲线模比系数值表确定对应的模比系数KP24，分别根据KP1、KP6、和KP24以及暴雨 强度公式计算对应暴雨频率下1小时、6小时和24小时的点雨量值H点1、H点6和H点24；
根据变电站所在区域的1小时、6小时和24小时点雨量值和预先获取的对应的点面雨量转换系数，计算得到1小时面雨量H面1、6小时面雨量H面6和24小时面雨量 H面24；
根据1小时面雨量H面1、6小时面雨量H面6和24小时面雨量H面24确定设置暴雨 频率下的各时段临界预警的临界雨量值。
进一步的，还包括：若遇到历史上该变电站的实际降雨量超过临界雨量值 但是没有发生对应的洪水淹没风险，对临界雨量值进行调整，调整为本次的实 际降雨量值。
进一步的，所述根据待预警区域的历史数据确定变电站暴雨各时段临界预 警的临界雨量值，包括：
确定变电站影响类型为山洪淹没型变电站；
获取变电站的淹没临界水位、安全运行水位、淹没电力设施水位水位值；
测量或者获取变电站所在位置的大断面，采用曼宁公式与大断面起点距与 高程对应关系计算断面水位～流量关系曲线；
根据水位～流量关系曲线，利用特征水位查算所对应的特征流量；
获取与查算山洪淹没型变电站的集水区域获取该区域集水面积、干流长度、 干流坡降参数，采用试算法计算特征流量所对应的时段临界降雨值，从而计算 出每个特征临界水位所对应的临界降雨量。
进一步的，所述根据待预警区域的历史数据确定变电站暴雨各时段临界预 警的临界雨量值，包括：
确定为流域综合影响型变电站；
根据河道历史水位、水文站水位建立变电站洪水淹没不同风险等级的特征 水位，该特征水位指代与变电站位置不同的淹没风险的高程；
根据当前变电站洪水淹没不同风险等级的特征水位以及水位～流量关系曲 线反推对应的特征流量；
依据特征流量以及实时的未来预报降雨，采用降雨径流相关法确定变电站 暴雨各时段临界预警的临界雨量值。
一种基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警系统，包括：
第一获取模块，用于获取待预警区域的变电站经纬度、高程、站点布置图、 周边地理信息图、河流信息、历史洪水信息；
类型确定模块，用于根据待预警区域的变电站经纬度、高程、站点布置图、 周边地理信息图、河流信息、历史洪水信息确定变电站影响类型；
计算模块，用于根据变电站影响类型进行降雨提取计算；
第二获取模块，用于获取预先根据待预警区域的历史数据确定变电站暴雨 各时段临界预警的临界雨量值；
预警模块，用于根据降雨提取计算的结果判定超过变电站暴雨某时段临界 预警的临界雨量值时，发出对应等级的暴雨告警预警。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包 括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行所述的方法中 的任一方法。
一种计算设备，包括，
一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存 储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个 程序包括用于执行所述的方法中的任一方法的指令。
本发明所达到的有益效果：
本发明通过对实际的降雨和变电站暴雨内涝灾害资料进行统计分析，得出 相应的前期有效降雨量和触发雨量之间的关系，从而绘制雨量阈值曲线。该方 法准确度高，但需要有非常丰富的、长期的雨量序列资料和灾害资料。针对缺 少降水和灾害资料的地区，当这些地方的地理、地质、生态等与已确定致灾临 界阈值的地区较为相似，可近似的认为致灾临界雨量也相似，可根据实际情况 适当调整。基于确定的临界降雨量，结合精细化降水预报及雷达定量降水估测 数据，可针对变电站进行灾害监测预警。本发明将受暴雨洪水影响的变电站分 为山洪淹没型、局部暴雨内涝型和流域综合影响型三大类，通过将气象数值天 气预报、流域实时监测、地球地理信息和水文分析计算等多项技术的有机结合， 实现一种基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警方法，实现暴雨引起变 电站积涝灾害的分等级预警。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明 本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警方法，包 括以下步骤：
1)变电站及其相关历史资料收集。
2)变电站影响类型分类。
3)变电站站点降雨提取计算。
4)变电站区域降雨提取计算。
5)设计暴雨法推算临界雨量
6)设计洪水法推算临界雨量。
7)降雨径流关系法推算临界雨量。
8)变电站洪水淹没风险实时研判。
所述步骤1)包括的变电站及其相关历史资料收集，其具体的需要收的数据 资料如下：
(1)收集海南省内220kV以上及部分110kV重点变电站经纬度、高程、站 点布置图、周边地理信息图、河流信息、历史洪水信息等资料；
(2)现场查勘，对前期收集到的资料进行复核，形成资料汇编。
11)收集预警区域范围内不同电压等级下的变电站经纬度、高程、站点布 置图、周边地理信息图、河流信息、历史洪水信息等资料。
12)收集不同电压等级变电站的防洪设计资料。
13)现场查勘，对前期收集到的资料进行复核，形成资料汇编，并根据地 形和流域调查确定变电站的洪水影响方式。
14)收集历史资料与现场勘察主要的目的是为了确认变电站洪水淹没的影 响类型以及相关历史资料用于确定淹没风险等级的临界降雨指标。
所述步骤2)的变电站影响类型分类，其具体的实现方法如下：
21)山洪淹没型变电站。当变电站位于较大的山区性河流时,如果上游已 建水电工程,当其达到一定的防洪设计标准和具有一定的防洪库容时,水电工 程可以对下游的变电站的防洪起到一定的保护作用,减少变电站遭受洪水威胁 的几率。站址选择在较高的地势上,避免受到上游洪水影响，这类变电站其洪 水淹没风险主要是局地河沟洪水汇聚，称为山洪淹没型。
22)局部暴雨内涝型。当特高压变电站位于小山丘、山间洼地、城市低洼 地带、平原低洼地带时,站址就会遭受站址区域的洪水内涝袭击。也就是说,当 变电站位于小山丘、山间洼地、城市低洼地带、平原低洼地带时,站址的防洪 完全依赖于按设计标准设计的排洪沟、排水沟,一旦发生超过设计频率的暴雨时, 快速产生积水，就会影响变电站的安全运行，称为局部暴雨内涝型。
(3)流域综合影响型。当特高压变电站位于大型河流中下游平原地区时, 由于大型河流中下游防洪是在各种综合防洪措施下(防洪预报、水库拦洪、堤防 工程、分蓄洪措施等)得以保证,因而当变电站位于这类地区时,其防洪设计 与整个地区的防洪体系不可分割。在区域防洪安全得到保障的时候,站址的防 洪安全就得到保障。当变电站位于中小型平原河流地区时,站址的防洪须要依 赖站址自身的防洪措施,如站址标高高于设计洪水位。在这种情况下,当河流 洪水超过设计标准时,站址就会遭受洪水威胁。这类最难，需要综合考虑，附 近有防洪设施，以防洪设施为准，或者以其上游、附近河道的水位、流量作为风险判断依据。称为流域综合影响型。
所述步骤3)的变电站站点降雨提取计算，其具体的实现方法如下：
31)根据变电站的洪水淹没影响类型，局部暴雨内涝型，需要提取变电站 所在位置的降雨信息。
32)集成中国CMA、欧洲EC、美国GFS等多个来源的数值天气预报模式 数据，并融合地理信息、气候分布等信息，依据前期样本动态调整参数，并且 订正模式误差，融入预报经验，形成精细化网格降雨预报产品。
33)依托精细化的网格降雨预报，运用机器学习等先进的统计分析技术， 实现空间降尺度，实现变电站点的降雨预报，空间降尺度的具体方法主要有以 下几种：
33A)双线性插值法：双线性插值是有两个变量的插值函数的线性插值扩展， 其核心思想是在两个方向分别进行一次线性插值。利用双线性插值，首先将低 分辨率的数值预报结果，插值到更加精细化的变电站点上。
33B)交叉样本检验:将试验序列分为两段，包括“训练期”和“预报期”， 首先通过“训练期”内的观测值和预报值进行计算，建立合适的订正模型，并 利用该模型对“预报期”内的预报值进行修正，最后以“预报期”的观测结果 作为标准，对“预报期”内修正之后的预报值进行评估，检验订正模型的效果。
33C)逻辑回归法:逻辑回归模型应用范围很广，不仅对非正态母体适用， 对既离散又有连续变量的因子同样也适用，常用逻辑回归模型来使因子变量规 格化，然后，再由这些转换后的因子组成回归方程，用于制作降水等预报变量 有无或分级的概率预报。
33D)统计降尺度订正法：采用一元线性回归，选取一定长度的训练期，建 立模式预报值与“观测值”间的统计关系式对预报期的模式降水量的预报值。
34)基于降尺度办法提取每个变电站不同时段的预报降雨数值，不同时段 一般包括1小时、3小时、6小时、12小时、24小时与48小时等。
35)变电站实况降雨的计算需要分成两种情况，对于已经部署了雨量站的 变电站可以直接获取相关时段的雨量信息，对于没有部署雨量站的变电站，需 结合雷达、卫星、地面观测等多源实况观测资料，制作实况网格化降雨产品， 采用类似于预报降雨降尺度的办法，提取变电站点的降雨信息，获取的时段一 般包括1小时、3小时、6小时、12小时、24小时与48小时等。
所述步骤4)的变电站区域降雨提取计算，其具体的实现方法如下：
41)根据变电站的洪水淹没影响类型，山洪淹没型，需要提取变电站所在 集水区域的降雨信息。
42)雷同32)形成精细化的小时网格降雨预报产品。
43)确定变电站的在流域中的位置，利用DEM数字高程模型，利用水文汇 流分析算法生成该变电站的集水范围图层。
44)利用GIS空间分析对集水范围图层与小时网格降雨预报产品进行叠加 计算，获取哪些网格点处于集水范围内，将集水范围内网格点的降雨值进行加 权平均，获得区域小时平均降雨值。
45)基于小时平均降雨过程提取每个变电站不同时段的区域预报降雨数值， 不同时段一般包括1小时、3小时、6小时、12小时、24小时与48小时等。
45)变电站集水区域时段实况降雨的计算需结合雷达、卫星、地面观测等 多源实况观测资料，制作实况网格化降雨产品，采用类似于计算区域预报降雨 的办法，提取变电站的区域小时降雨信息，根据提取的区域小时降雨过程进行 统计计算获取时段区域降雨。获取的时段一般包括1小时、3小时、6小时、12 小时、24小时与48小时等。
所述步骤5)的变电站所在设计暴雨法推算临界雨量，其具体的实现方法如 下：
51)对于局地内涝型变电来说，每个变电站的设计的时候都会有防洪标准 要求，基于其防洪设计标准频率，设定暴雨与洪水同频率，确定变电站的时段 内涝降雨频率，比如变电站按照50年一遇标准建设，那么其暴雨频率就是2％。
52)中国每个省份都具有暴雨成果《查算手册》，基于《查算手册》查最大 24小时雨量等值线图、最大24小时变差系数等值线图,查算所对应区域的最大 24小时降雨值P24和最大24小时变差系数CV24。根据P24和CV24，查算皮尔逊Ⅲ 曲线模比系数值表，查算对应的模比系数KP24，根据暴雨强度公式计算对应频 率下24小时的点雨量值H点24。
53)采用与52)类似的步骤计算出对应频率下6小时、1小时的点雨量H点6值 和H点1。
54)查《查算手册》“区线关系图”，得各计算单元1,6,24小时点面雨量 转换系数，据此进行点面雨量转换计算。查α～Ht～F线关系图，查算变电站对 应区域的1/6/24小时点面雨量转换系数α1、α6、α24。查n2～Ht～F和n3～Ht～F 关系图，查算变电站对应区域的1/6/24小时时段雨量转换系数n2与n3。
55)根据变电站所在区域的1/6/24小时点雨量值和对应的点面雨量转换系 数，计算得到1小时面雨量H面1、6小时面雨量H面6和24小时面雨量H面24。在 此基础上推求1～24小时内各个时段的面雨量公式为：
1～6小时采用公式：
6～24小时采用公式：
56)基于暴雨公式推算出来的基于设计频率下的暴雨值，具有一定的经验 性，可以作为变电站暴雨临界预警的初始值，后续可根据实际暴雨发生过程进 行进一步修正，根据步骤3提取计算的实际降雨过程，遇到历史上该变电站的 实际降雨量超过了暴雨临界预警值但是没有发生对应的洪水淹没风险，对暴雨 临界预警值进行调整，可以调整为本次的实际降雨量值。
所述步骤6)的变电站所在设计洪水法推算临界雨量，其具体的实现方法如 下：
61)对于山洪淹没型变电来说，需要基于设计暴雨洪水计算，通过雨量值 反推其水位值，根据变电站设计防洪标准与实地调查的给出的淹没临界水位、 影响安全运行水位风，可以反推出下多大的雨量，将会到达某个临界水位。通 过设计暴雨洪水计算建立临界雨量与临界水位之间的关联关系，在具体进行预 警时，只需要计算判断雨量是否已经达到临界雨量值。
62)变电站确定淹没临界水位、安全运行水位、淹没电力设施水位等水位 值；
63)测量或者获取变电站所在位置的大断面，采用曼宁公式与大断面起点 距与高程对应关系计算断面水位(高程)～流量关系曲线。
64)根据水位～流量关系曲线，利用特征水位查算所对应的特征流量。
65)获取与查算山洪淹没型变电站的集水区域获取该区域集水面积、干流 长度、干流坡降等参数，利用推理公式采用试算法计算特征流量所对应的时段 临界降雨值，从而计算出每个特征临界水位所对应的临界降雨值。
所述步骤7)的降雨径流关系法推算临界雨量，其具体的实现方法如下：
71)对于大多数处于大江大河区域，变电站的洪水淹没受气象、径流与地形 综合条件影响，其淹没机理比较复杂，需要考虑多种因素的影响，甚至还有人 为因素，但是其依然存在不同降雨量级下其淹没的风险等级不同的问题，只不 过该降雨不再是变电站点附近的降雨，而是变电站所在流域的降雨，受流域降 雨所形成的洪水过程影响造成淹没，这种属于流域综合影响型。这种类型需要 建立附近河道水位与变电站之间的关系。
72)根据河道水位、水文站建立变电站洪水淹没不同风险等级的特征水位， 该水位指代与变电站位置不同的淹没风险的高程，比如淹没站所门口高程、影 响站所设备正常运行的高程等，对于处于滞蓄洪区、河道两侧堤垸区域内的电 力设施，需要建立关联的漫堤水位、垮堤水位、河堤高程水位等。
73)依据制定的附近水位、水文站特征水位，利用水位流量关系曲线反推 对应的特征流量。
74)根据当前河道实时水位实现相关的变电站洪水淹没风险告警；依据当 前水位(流量)和未来预报降雨，采用降雨径流相关法，推算未来将达到的最 大流量(最高水位)，通过预测水位值实现是否超不同等级洪水淹没风险预警。
所述步骤8)的变电站洪水淹没风险实时研判，其具体的实现方法如下：
81)选择要进行洪水淹没风险研判的变电站，确定变电站的洪水淹没影响类 型。
82)如果是暴雨内涝型变电站，利用步骤3)提取的变电站点降雨过程和步 骤5)确定的对应时段的临界降雨，定时进行当前时段累计降雨是否超临界降雨 值，如果超过，则进行风险预警提示。
83)如果是山洪淹没型和流域综合影响型，利用步骤4)提取计算的影响变 电站的面雨量过程和步骤6)和7)确定的对应时段的临界降雨值，定时进行当 前时段累计降雨是否超临界降雨，如果超过，则进行风险预警提示。
84)如果是流域综合影响型，除了采用步骤83)进行临界降雨预警提示外， 还需要结合该变电站所在流域的水文站、水位站水位是否超限进行风险预警提 示。
相应的本发明还提供一种基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警系 统，包括：
第一获取模块，用于获取待预警区域的变电站经纬度、高程、站点布置图、 周边地理信息图、河流信息、历史洪水信息；
类型确定模块，用于根据待预警区域的变电站经纬度、高程、站点布置图、 周边地理信息图、河流信息、历史洪水信息确定变电站影响类型；
计算模块，用于根据变电站影响类型进行降雨提取计算；
第二获取模块，用于获取预先根据待预警区域的历史数据确定变电站暴雨 各时段临界预警的临界雨量值；
预警模块，用于根据降雨提取计算的结果判定超过变电站暴雨某时段临界 预警的临界雨量值时，发出对应等级的暴雨告警预警。
相应的本发明还提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所 述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设 备执行所述的方法中的任一方法。
相应的本发明还提供一种计算设备，包括，
一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存 储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个 程序包括用于执行所述的方法中的任一方法的指令。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计 算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结 合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包 含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、 CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品 的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/ 或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或 方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式 处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机 或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流 程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备 以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的 指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流 程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使 得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理， 从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程 或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变 形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警方法，其特征在于，包括：
获取待预警区域的变电站经纬度、高程、站点布置图、周边地理信息图、河流信息、历史洪水信息；
根据待预警区域的变电站经纬度、高程、站点布置图、周边地理信息图、河流信息、历史洪水信息确定变电站影响类型；
根据变电站影响类型进行降雨提取计算；
获取预先根据待预警区域的历史数据确定变电站暴雨各时段临界预警的临界雨量值；
根据降雨提取计算的结果判定超过变电站暴雨某时段临界预警的临界雨量值时，发出对应等级的暴雨告警预警。
2.根据权利要求1所述的基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警方法，其特征在于，所述变电站影响类型包括：
山洪淹没型变电站，其洪水淹没风险为局地河沟洪水汇聚；
局部暴雨内涝型变电站，其位于山丘、山间洼地、城市低洼地带、平原低洼地带；
流域综合影响型变电站，其位于大型河流中下游平原地区或中小型平原河流地区，变电站的淹没受附近河道涨水影响。
3.根据权利要求2所述的基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警方法，其特征在于，所述根据变电站影响类型进行降雨提取计算，包括：
确定变电站影响类型为局部暴雨内涝型变电站；
对局部暴雨内涝型变电站站点降雨进行提取计算，包括：
采集多个来源的数值天气预报模式数据，并融合地理高程信息、气候分布信息，依据历史实况气象数据序列与当时的数值天气预报结果，采用MOSS统计预报方法订正预报模式数据误差，得到精细化网格降雨预报产品；
根据精细化网格降雨预报产品，采用双线性插值法、交叉样本检验法、逻辑回归法或统计降尺度订正法中的任意一种方法进行变电站点的降雨预报；
根据变电站点的降雨预报提取变电站不同时段的预报降雨数值。
4.根据权利要求2所述的基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警方法，其特征在于，所述根据变电站影响类型进行降雨提取计算，包括：
确定变电站影响类型为山洪淹没型变电站；
对山洪淹没型变电站所在集水区域降雨进行提取计算，包括：
采集多个来源的数值天气预报模式数据，并融合地理高程信息、气候分布信息，依据历史实况气象数据序列与当时的数值天气预报结果，采用MOSS统计预报方法订正预报模式数据误差，得到精细化网格降雨预报产品；
确定变电站在流域中的位置，利用DEM数字高程模型以及水文汇流分析算法生成该变电站的集水范围图层；
利用GIS空间分析对集水范围图层与精细化网格降雨预报产品进行叠加计算，获取处于集水范围内的网格点，将处于集水范围内的网格点的降雨值进行加权平均，获得区域小时平均降雨值；
基于区域小时平均降雨值提取变电站不同时段的区域预报降雨数值。
5.根据权利要求2所述的基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警方法，其特征在于，所述根据待预警区域的历史数据确定变电站暴雨各时段临界预警的临界雨量值，包括：
确定变电站影响类型为局部暴雨内涝型变电站，获取预先设置的暴雨频率；
根据变电站所对应区域获取最大24小时雨量等值线图、最大24小时变差系数等值线图；
根据最大1小时、6小时或24小时雨量等值线图、最大1小时、6小时或24小时变差系数等值线图确定所对应区域的最大1小时、6小时或24小时降雨值P1、P6或P24和最大1小时、6小时或24小时变差系数CV1、CV6或CV24；根据P1和CV1和预先获取到皮尔逊III曲线模比系数值表确定对应的模比系数KP1、根据P6和CV6和预先获取到皮尔逊III曲线模比系数值表确定对应的模比系数KP6、根据P24和CV24和预先获取到皮尔逊III曲线模比系数值表确定对应的模比系数KP24，分别根据KP1、KP6、和KP24以及暴雨强度公式计算对应暴雨频率下1小时、6小时和24小时的点雨量值H点1、H点6和H点24；
根据变电站所在区域的1小时、6小时和24小时点雨量值和预先获取的对应的点面雨量转换系数，计算得到1小时面雨量H面1、6小时面雨量H面6和24小时面雨量H面24；
根据1小时面雨量H面1、6小时面雨量H面6和24小时面雨量H面24确定设置暴雨频率下的各时段临界预警的临界雨量值。
6.根据权利要求5所述的基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警方法，其特征在于，还包括：若遇到历史上该变电站的实际降雨量超过临界雨量值但是没有发生对应的洪水淹没风险，对临界雨量值进行调整，调整为本次的实际降雨量值。
7.根据权利要求2所述的基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警方法，其特征在于，所述根据待预警区域的历史数据确定变电站暴雨各时段临界预警的临界雨量值，包括：
确定变电站影响类型为山洪淹没型变电站；
获取变电站的淹没临界水位、安全运行水位、淹没电力设施水位水位值；
测量或者获取变电站所在位置的大断面，采用曼宁公式与大断面起点距与高程对应关系计算断面水位～流量关系曲线；
根据水位～流量关系曲线，利用特征水位查算所对应的特征流量；
获取与查算山洪淹没型变电站的集水区域获取该区域集水面积、干流长度、干流坡降参数，采用试算法计算特征流量所对应的时段临界降雨值，从而计算出每个特征临界水位所对应的临界降雨量。
8.根据权利要求2所述的基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警方法，其特征在于，所述根据待预警区域的历史数据确定变电站暴雨各时段临界预警的临界雨量值，包括：
确定为流域综合影响型变电站；
根据河道历史水位、水文站水位建立变电站洪水淹没不同风险等级的特征水位，该特征水位指代与变电站位置不同的淹没风险的高程；
根据当前变电站洪水淹没不同风险等级的特征水位以及水位～流量关系曲线反推对应的特征流量；
依据特征流量以及实时的未来预报降雨，采用降雨径流相关法确定变电站暴雨各时段临界预警的临界雨量值。
9.一种基于不同影响类型的变电站洪水淹没风险预警系统，其特征在于，
第一获取模块，用于获取待预警区域的变电站经纬度、高程、站点布置图、周边地理信息图、河流信息、历史洪水信息；
类型确定模块，用于根据待预警区域的变电站经纬度、高程、站点布置图、周边地理信息图、河流信息、历史洪水信息确定变电站影响类型；
计算模块，用于根据变电站影响类型进行降雨提取计算；
第二获取模块，用于获取预先根据待预警区域的历史数据确定变电站暴雨各时段临界预警的临界雨量值；
预警模块，用于根据降雨提取计算的结果判定超过变电站暴雨某时段临界预警的临界雨量值时，发出对应等级的暴雨告警预警。
10.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至8所述的方法中的任一方法。
11.一种计算设备，其特征在于，包括，
一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至8所述的方法中的任一方法的指令。
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