CN117034614A - 一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统 - Google Patents

一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统 Download PDF

Info

Publication number
CN117034614A
CN117034614A CN202311002484.9A CN202311002484A CN117034614A CN 117034614 A CN117034614 A CN 117034614A CN 202311002484 A CN202311002484 A CN 202311002484A CN 117034614 A CN117034614 A CN 117034614A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transformer substation
module
flood
dimensional
early warning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311002484.9A
Other languages
English (en)
Inventor
郑海涯
方学智
刘容伟
谭震
陈肖
肖建华
杨汉波
刘林
李宇翔
尹芝
黄浩
刘岑俐
狄啟飞
张言铖
黄鹏
李淑刚
董英华
王秀境
杨琪
陈舸
杨旭
孙明敏
杨禹
杨诚
白利坤
杨珊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Guizhou Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou Power Grid Co Ltd filed Critical Guizhou Power Grid Co Ltd
Priority to CN202311002484.9A priority Critical patent/CN117034614A/zh
Publication of CN117034614A publication Critical patent/CN117034614A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/29—Geographical information databases
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Electricity, gas or water supply
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/26—Government or public services
    • G06Q50/265—Personal security, identity or safety
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/10—Numerical modelling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/08—Fluids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
    • Y02A10/40—Controlling or monitoring, e.g. of flood or hurricane; Forecasting, e.g. risk assessment or mapping

Abstract

本发明公开了一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统，涉及灾害与防治预警技术领域，包括基础信息管理单元；数值模拟分析单元；雨洪风险评估分析单元以及二三维可视化展示分析单元。本发明实现了变电站洪涝灾害的自动预测预警及变电站洪涝风险的自动评估，为变电站洪涝灾害的损失评估、环境风险控制和防洪改造等各类规划的分析提供了科学依据，从而降低了洪涝灾害对变电站安全稳定运行造成的影响，推动电网洪涝灾害防治由被动向主动转变，全面提升公司人身安全保障能力，支撑安全型企业建设。

Description

一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统
技术领域
本发明涉及灾害与防治预警技术领域，特别是一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统。
背景技术
洪水对变电站有着非常严重的破坏作用，一般来说受影响最大的是站内的带电设施设备，一旦发生破坏极易引起停电跳闸事故，同时易发生连锁效应，对人员安全产生巨大威胁。现有变电站洪涝灾害分析主要依赖人工经验分析，不能对实时雨水情等作出迅速的反应，不能提出科学的变电站洪涝灾害综合防治建议，无法满足变电站防洪的要求。
一些地区洪涝灾害频发，对变电站的安全稳定运行构成威胁，降低电网供电可靠性。实现变电站洪涝灾害的自动预测预警、变电站洪涝风险的自动评估、为变电站洪涝灾害损失评估、环境风险控制、防洪改造等亟需提上日程。本发明提供了一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统，以解决现有技术中变电站洪涝灾害分析主要依赖人工经验分析，不能对实时雨水情况作出迅速的反应，不能提出科学的变电站洪涝灾害综合防治建议问题。
发明内容
鉴于现有的变电站洪涝灾害综合防治预警系统中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统，能够在不依赖人工经验分析下，对实时雨水情况做出迅速的反应。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统，其包括，基础信息管理单元，包括数据输入输出模块和数据高效存储模块，所述数据输入输出模块基于变电站多尺度环境数据模型进行基本数据的输入和输出，所述数据高效存储模块将结构化和非结构化的元数据以统一的格式存入实际数据所在的节点中；数值模拟分析单元，包括一二维耦合模拟模块，所述一二维耦合模拟模块是基于变电站数字模拟模型进行构建的；雨洪风险评估分析单元，包括风险分析模块和GIS分析模块，所述风险分析模块根据灾害风险进行分析，即风险为危险性和易损性之和，所述GIS分析模块通过GIS技术并结合变电站水动力学模型，以计算淹没范围和淹没水深指标；二三维可视化展示分析单元，包括淹没范围水深动态展示模块和地图展示模块，所述淹没范围水深动态展示模块实时展示洪水来临时，或者根据设定天气情况时的变电站内部的淹没范围和淹没水深，所述地图展示模块用于展示变电站的高精度三维空间数字模型及周边环境模型。
作为本发明所述变电站洪涝灾害综合防治预警系统的一种优选方案，其中：所述基础信息管理单元还包括数据快速检索统计模块和数据编辑模块，所述数据快速检索统计模块基于建立变电站防洪的环境数据库模型进行检索，所述数据编辑模块对输入数据和输出数据进行编辑。
作为本发明所述变电站洪涝灾害综合防治预警系统的一种优选方案，其中：所述数值模拟分析单元还包括计算网络绘制模块、一维模拟模块和二维模拟模块，所述计算网络绘制模块采用非结构网格作为计算网格，在进行计算网格划分时，二维计算网格的生成沿着一维的河道管网生成，及一维河道和二维单元的边重合，一二维的连接处给定对应的连接关系和堤岸高程，所述一维模拟模块是采用同一种模型对变电站周边河道大多为棱柱形河道与管网进行分析计算，所述二维模拟模块根据变电站及其周边区域地表不规则区域，建立完整的变电站地面雨洪径流GIM模型。
作为本发明所述变电站洪涝灾害综合防治预警系统的一种优选方案，其中：所述雨洪风险评估分析单元还包括空间分析模块、风险图绘制模块、灾情预警模块，以及决策分析模块；所述空间分析模块收集变电站各指标数据并进行标准化处理；所述风险图绘制模块基于变电站洪涝灾害风险评价结果后，进行洪水风险信息内插和配色；所述灾情预警模块根据变电站雨洪一二维耦合数值模拟模型的实时模拟以及预测模拟分析结果，实现变电站洪涝灾害的自动预测预警；所述决策分析模块根据变电站的实时雨洪一二维耦合数值模拟结果，以及模拟的预测分析结果和灾情预警情况，进行的辅助决策。
作为本发明所述变电站洪涝灾害综合防治预警系统的一种优选方案，其中：所述雨洪风险评估分析单元还包括根据风险分析模块中的洪涝风险评估体系，及各指标权重和危险度划分结果计算栅格单元的危险性和易损性指标值，得到危险性和易损性分布情况，洪涝灾害风险具体表示为：
R＝0.67H+0.33V
其中，R为变电站洪涝灾害风，H为危险性，V为易损性。
作为本发明所述变电站洪涝灾害综合防治预警系统的一种优选方案，其中：所述二三维可视化展示分析单元还包括站内设备可视化展示模块和统计报表展示模块，所述站内设备可视化展示模块实时展示变电站变压器、断路器、隔离开关、电容器以及电抗器设备模型，并展示设备铭牌信息，所述统计报表展示模块根据变电站雨洪一二维耦合数值模拟模型，对实时模拟以及预测模拟进行分析和实测，对灾情进行统计报表并上报。
作为本发明所述变电站洪涝灾害综合防治预警系统的一种优选方案，其中：所述二三维可视化展示分析单元还包括风险分布图展示模块，所述风险分布图展示模块将风险图绘制模块中绘制的风险分布图进行展示。
作为本发明所述变电站洪涝灾害综合防治预警系统的一种优选方案，其中：所述基于雨洪风险评估对变电站指标数据进行处理还包括结合变电站动力学模型进行指标计算，具体计算公式如下：
其中，表示密度p随时间t的变化率，div表示散度运算符，计算向外流出的量，p表示流体密度，v表示流体速度向量；
当河道地形地貌淹没范围水流量在500m3/s～800m3/s、河道地形水深在1.2m～2.1m、水体表面运动流速在1.8m/s～2.2m/s，以及泥石流含沙量在28％～34％时，表示排水能力较强，水流从二维区流向一维区；
当河道地形地貌淹没范围水流量大于800m3/s、河道地形水深大于2.1m、水体表面运动流速大于2.2m/s，以及泥石流含沙量大于34％时，此时排水能力较弱，水流从一维区流向二维区，此时对指标权重和危险度进行划分并计算栅格单元的危险性和易损性指标值。
第二方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的变电站洪涝灾害综合防治预警系统的任一步骤。
第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现上述的变电站洪涝灾害综合防治预警系统的任一步骤。
本发明有益效果为：实现了变电站洪涝灾害的自动预测预警及变电站洪涝风险的自动评估，为变电站洪涝灾害的损失评估、环境风险控制和防洪改造等各类规划的分析提供了科学依据，从而降低了洪涝灾害对变电站安全稳定运行造成的影响，推动电网洪涝灾害防治由被动向主动转变，全面提升公司人身安全保障能力，支撑安全型企业建设。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明一个实施例提供的一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统的功能流程图。
图2为本发明一个实施例提供的一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统的计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
参照图1，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统，包括：
S1：基础信息管理单元，包括数据输入输出模块和数据高效存储模块，数据输入输出模块基于变电站多尺度环境数据模型进行基本数据的输入和输出，数据高效存储模块将结构化和非结构化的元数据以统一的格式存入实际数据所在的节点中。
其中，基础信息管理单元还包括数据快速检索统计模块和数据编辑模块，数据快速检索统计模块基于建立变电站防洪的环境数据库模型进行检索，数据编辑模块对输入数据和输出数据进行编辑。
进一步的，数据的输入和输出模块将数据录入基础信息管理模块中，将基础信息进行计算输出到数值模拟分析模块，通过数值模拟分析模块将数据进行模拟并推演出淹没模型，将其展示到二三维可视化展示分析模块。
数据快速检索统计模块，建立变电站防洪分析环境数据库，并将空间属性信息与环境数据库字段进行编码匹配，在进行编码匹配过程中，考虑数据模型所具有的时间、尺度和数据类型等属性信息，并通过一定的空间索引机制反映多级空间尺度间的隶属关系。
数据高效存储，对于多源异构的变电站环境数据，结构化数据由于异构性相对简单，预处理主要包括数据变换和数据归一化两部分，非结构化数据预处理主要包括数据的清洗、选样、变换以及归一化四部分，最终实现将结构化和非结构化数据的元数据以统一的格式存入实际数据所在的节点中，从而完成数据高效存储；数据编辑，对输入数据和输出数据进行编辑。
S2：数值模拟分析单元，包括一二维耦合模拟模块，一二维耦合模拟模块是基于变电站数字模拟模型进行构建的。
其中，数值模拟分析单元还包括计算网络绘制模块、一维模拟模块和二维模拟模块，计算网络绘制模块采用非结构网格作为计算网格，在进行计算网格划分时，二维计算网格的生成沿着一维的河道管网生成，及一维河道和二维单元的边重合，一二维的连接处给定对应的连接关系和堤岸高程，一维模拟模块是采用同一种模型对变电站周边河道大多为棱柱形河道与管网进行分析计算，二维模拟模块根据变电站及其周边区域地表不规则区域，建立完整的变电站地面雨洪径流GIM模型。
进一步的，一维模拟模块变电站周边河道大多为棱柱形河道，与管网采用同一种模型进行分析计算，天然河道管网中水体的运动规律存在极大的不稳定性，但从宏观角度来看，一维水动力学的研究主要在于横断上平均水力要素的变化过程，因此可以对河道管网水体进行一维概化，认为各水力要素在断面上均匀分布，这样不仅简化了计算难度，同时也提高了计算效率。
二维模拟模块变电站及其周边区域地表不规则，既有站内电气设备又有排水管渠等附属设施，对于站内关心的局部工程区域采用二维模型连接，建立完整的变电站地面雨洪径流模型。
更进一步的，一二维耦合模块是将数据在一二维耦合模型进行构建，通过在侧向、垂向和正向等几个方向补充物理量之间的关系(水位和流量关系)，即在一个计算时间步长内将一个模型计算得到的水位或流量作为另一个模型的边界条件，采用两种模型交替计算，互赋边界的方法完成整个计算过程，从而实现一、二维模型的耦合。
S3：雨洪风险评估分析单元，包括风险分析模块和GIS分析模块，风险分析模块根据灾害风险进行分析，即风险为危险性和易损性之和，GIS分析模块通过GIS技术并结合变电站水动力学模型，以计算淹没范围和淹没水深指标。
其中，雨洪风险评估分析单元还包括空间分析模块、风险图绘制模块、灾情预警模块，以及决策分析模块；空间分析模块收集变电站各指标数据并进行标准化处理；风险图绘制模块基于变电站洪涝灾害风险评价结果后，进行洪水风险信息内插和配色；灾情预警模块根据变电站雨洪一二维耦合数值模拟模型的实时模拟以及预测模拟分析结果，实现变电站洪涝灾害的自动预测预警；决策分析模块根据变电站的实时雨洪一二维耦合数值模拟结果，以及模拟的预测分析结果和灾情预警情况，进行的辅助决策。
进一步的，空间分析模块收集变电站各指标数据并进行标准化处理，综合考虑区域实际情况，将大绿地、绿地及普通道路、主干道路以及房屋四种用地类型划分为正常、低、中以及高危险度，变电站周边500m范围内是否有水库和河流泄洪通道，变电站历史水浸情况两个指标取值为有和无，有高风险等级，其余风险等级为无，其余指标采用自然间断点法进行危险度划分。
更进一步的，GIS分析模块通过GIS技术，结合变电站水动力学模型，计算淹没范围和淹没水深指标，灾情预警分析模块根据变电站雨洪一二维耦合数值模拟模型的实时模拟以及预测模拟分析结果，实现变电站洪涝灾害的自动预测预警，决策分析模块根据变电站的实时雨洪一二维耦合数值模拟结果，以及模拟的预测分析结果和灾情预警情况，进行的辅助决策。
具体的，灾情预警模块以数据模拟分析的结果作为二三维可视化展示分析单元和雨洪风险评估分析单元的输入，二三维可视化展示分析单元进行淹没的数据展示，雨洪风险评估分析单元结合展示平台业务进行风险的预警和告警。
S3.1：其中，雨洪风险评估分析单元还包括根据风险分析模块中的洪涝风险评估体系，及各指标权重和危险度划分结果计算栅格单元的危险性和易损性指标值，得到危险性和易损性分布情况，洪涝灾害风险具体表示为：
R＝0.67H+0.33V
其中，R为变电站洪涝灾害风，H为危险性，V为易损性。
进一步的，一二维耦合模块是将数据在一二维耦合模型进行构建，通过在侧向、垂向、正向等几个方向补充物理量之间的关系(水位、流量关系)，即在一个计算时间步长内将一个模型计算得到的水位或流量作为另一个模型的边界条件，采用两种模型交替计算和互赋边界的方法完成整个计算过程，从而实现一、二维模型的耦合，其包括：
侧向耦合，流量交换发生在一、二维区域的连接边界上，计算一、二维流量交换的公式主要利用宽顶堰流公式法计算一、二维侧向流量交换。
纵向耦合，纵向耦合是长度方向上的连接，即一维区与二维区通过河道两端相连，并进行水流交换。
垂直耦合，垂直方向耦合是指地表径流模型与地下排水管网的耦合连接，水流交换复杂。
当排水系统能力不足时，水流从一维区流向二维区。
当排水系统排水能力较强时，水流从二维区流向一维区。
其中，结合变电站动力学模型进行指标计算，具体计算公式如下：
其中，表示密度p随时间t的变化率，div表示散度运算符，计算向外流出的量，p表示流体密度，v表示流体速度向量。
进一步的，当河道地形地貌淹没范围水流量在500m3/s～800m3/s、河道地形水深在1.2m～2.1m、水体表面运动流速在1.8m/s～2.2m/s，以及泥石流含沙量在28％～34％时，表示排水能力较强，水流从二维区流向一维区；
当河道地形地貌淹没范围水流量大于800m3/s、河道地形水深大于2.1m、水体表面运动流速大于2.2m/s，以及泥石流含沙量大于34％时，此时排水能力较弱，水流从一维区流向二维区，对指标权重和危险度进行划分并计算栅格单元的危险性和易损性指标值。
更进一步的，该计算方法结合了动力学模型，基于物理法则建立的数学模型，可以模拟和预测物理系统的动态变化过程，计算公式遵循连续方程的数学形式，反映了流体运动过程中质量守恒定律，通过此数学模型，可以模拟流体的运动状态，并计算相关参数，将其应用于变电站，可以计算变电站相关指标，为变电站提供模型支持。
S4：二三维可视化展示分析单元，包括淹没范围水深动态展示模块和地图展示模块，淹没范围水深动态展示模块实时展示洪水来临时，或者根据设定天气情况时的变电站内部的淹没范围和淹没水深，地图展示模块用于展示变电站的高精度三维空间数字模型及周边环境模型。
进一步的，二三维可视化展示分析单元还包括站内设备可视化展示模块和统计报表展示模块，站内设备可视化展示模块实时展示变电站变压器、断路器、隔离开关、电容器以及电抗器设备模型，并展示设备铭牌信息，统计报表展示模块根据变电站雨洪一二维耦合数值模拟模型，对实时模拟以及预测模拟进行分析和实测，对灾情进行统计报表并上报。
S4.1：其中，二三维可视化展示分析单元还包括风险分布图展示模块，风险分布图展示模块将风险图绘制模块中绘制的风险分布图进行展示，为变电站防汛预案制定和风险预警灾害管理工作提供支撑。
在一个优选实施例中，一种变电站洪涝灾害综合防治方法，该方法包括对变电站数据的基础信息进行管理；利用数值模拟对变电站数据进行分析；基于雨洪风险评估对变电站指标数据进行处理；利用二三维可视化对变电站周边环境进行展示。
上述各单元模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图2所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
综上，利用基础信息管理单元；数值模拟分析单元；雨洪风险评估分析单元以及二三维可视化展示分析单元。实现了变电站洪涝灾害的自动预测预警及变电站洪涝风险的自动评估，为变电站洪涝灾害的损失评估、环境风险控制和防洪改造等各类规划的分析提供了科学依据，从而降低了洪涝灾害对变电站安全稳定运行造成的影响，推动电网洪涝灾害防治由被动向主动转变，全面提升公司人身安全保障能力，支撑安全型企业建设。
实施例2
参照图1，为本发明第二个实施例，该实施例提供了一种变电站洪涝灾害综合防治方法，为了验证本发明的有益效果，通过仿真实验进行科学论证。
结合变电站动力学模型进行指标计算结果如下表1所示：
表1结合变电站动力学模型指标计算结果表
该表格展示了针对变电站进行的雨洪风险评估中的几项关键指标的计算结果，这些指标包括淹没范围、水深、流速以及泥石流含沙率，表格给出了计算每一个指标所使用的方法，比如结合动力学模型、连续方程和能量守恒方程等进行建模计算，同时给出了不同情况或位置下的详细数值结果，反映出了指标的动态变化情况，总体来说，通过不同指标的计算方法和结果数据，展示了变电站进行风险评估时涉及的主要技术内容和计算过程。
GIM模型和现有传统方法的对比表如下表2所示：
表2与现有技术对比表
根据上述表格分析，模型解析方面：与以往三维模型解析方面相比，本发明首次在防洪领域实现GIM模型的解析。
模拟能力方面，洪涝灾害预警平台具备实时更新的计算模拟能力，能够根据实时监测数据和预测模型，及时调整模拟参数，提供实时的灾情评估和预测
模拟精度方面：洪涝灾害预警平台利用高精度数值模型进行计算模拟，相比于依赖经验和简化模型的传统方法，能够提供更准确的模拟结果，帮助预测洪涝灾害的发展趋势和影响范围。
适用范围方面：以往防洪模型多适用于大尺度(范围在几公里甚至几十公里以上)区域防洪模拟，本发明提出的计算模型适用范围更广泛，可适用于任意复杂区域的防洪模拟，适用性更广泛，首次提出适用于变电站这种小尺度区域的模拟模型。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统，其特征在于：包括，
基础信息管理单元，包括数据输入输出模块和数据高效存储模块，所述数据输入输出模块基于变电站多尺度环境数据模型进行基本数据的输入和输出，所述数据高效存储模块将结构化和非结构化的元数据以统一的格式存入实际数据所在的节点中；
数值模拟分析单元，包括一二维耦合模拟模块，所述一二维耦合模拟模块是基于变电站数字模拟模型进行构建的；
雨洪风险评估分析单元，包括风险分析模块和GIS分析模块，所述风险分析模块根据灾害风险进行分析，即风险为危险性和易损性之和，所述GIS分析模块通过GIS技术并结合变电站水动力学模型，以计算淹没范围和淹没水深指标；
二三维可视化展示分析单元，包括淹没范围水深动态展示模块和地图展示模块，所述淹没范围水深动态展示模块实时展示洪水来临时，或者根据设定天气情况时的变电站内部的淹没范围和淹没水深，所述地图展示模块用于展示变电站的高精度三维空间数字模型及周边环境模型。
2.如权利要求1所述的变电站洪涝灾害综合防治预警系统，其特征在于：所述基础信息管理单元还包括数据快速检索统计模块和数据编辑模块，所述数据快速检索统计模块基于建立变电站防洪的环境数据库模型进行检索，所述数据编辑模块对输入数据和输出数据进行编辑。
3.如权利要求2所述的变电站洪涝灾害综合防治预警系统，其特征在于：所述数值模拟分析单元还包括计算网络绘制模块、一维模拟模块和二维模拟模块，所述计算网络绘制模块采用非结构网格作为计算网格，在进行计算网格划分时，二维计算网格的生成沿着一维的河道管网生成，及一维河道和二维单元的边重合，一二维的连接处给定对应的连接关系和堤岸高程，所述一维模拟模块是采用同一种模型对变电站周边河道大多为棱柱形河道与管网进行分析计算，所述二维模拟模块根据变电站及其周边区域地表不规则区域，建立完整的变电站地面雨洪径流GIM模型。
4.如权利要求3所述的变电站洪涝灾害综合防治预警系统，其特征在于：所述雨洪风险评估分析单元还包括空间分析模块、风险图绘制模块、灾情预警模块，以及决策分析模块；所述空间分析模块收集变电站各指标数据并进行标准化处理；所述风险图绘制模块基于变电站洪涝灾害风险评价结果后，进行洪水风险信息内插和配色；所述灾情预警模块根据变电站雨洪一二维耦合数值模拟模型的实时模拟以及预测模拟分析结果，实现变电站洪涝灾害的自动预测预警；所述决策分析模块根据变电站的实时雨洪一二维耦合数值模拟结果，以及模拟的预测分析结果和灾情预警情况，进行的辅助决策。
5.如权利要求4所述的变电站洪涝灾害综合防治预警系统，其特征在于：所述雨洪风险评估分析单元还包括根据风险分析模块中的洪涝风险评估体系，及各指标权重和危险度划分结果计算栅格单元的危险性和易损性指标值，得到危险性和易损性分布情况，洪涝灾害风险具体表示为：
R＝0.67H+0.33V
其中，R为变电站洪涝灾害风，H为危险性，V为易损性。
6.如权利要求5所述的变电站洪涝灾害综合防治预警系统，其特征在于：所述二三维可视化展示分析单元还包括站内设备可视化展示模块和统计报表展示模块，所述站内设备可视化展示模块实时展示变电站变压器、断路器、隔离开关、电容器以及电抗器设备模型，并展示设备铭牌信息，所述统计报表展示模块根据变电站雨洪一二维耦合数值模拟模型，对实时模拟以及预测模拟进行分析和实测，对灾情进行统计报表并上报。
7.如权利要求6所述的变电站洪涝灾害综合防治预警系统，其特征在于：所述二三维可视化展示分析单元还包括风险分布图展示模块，所述风险分布图展示模块将风险图绘制模块中绘制的风险分布图进行展示。
8.如权利要求7所述的变电站洪涝灾害综合防治预警系统，其特征在于：所述基于雨洪风险评估分析单元对变电站指标数据进行处理还包括结合变电站动力学模型进行指标计算，具体计算公式如下：
其中，表示密度p随时间t的变化率，div表示散度运算符，计算向外流出的量，p表示流体密度，v表示流体速度向量；
当河道地形地貌淹没范围水流量在500m3/s～800m3/s、河道地形水深在1.2m～2.1m、水体表面运动流速在1.8m/s～2.2m/s，以及泥石流含沙量在28％～34％时，表示排水能力较强，水流从二维区流向一维区；
当河道地形地貌淹没范围水流量大于800m3/s、河道地形水深大于2.1m、水体表面运动流速大于2.2m/s，以及泥石流含沙量大于34％时，此时排水能力较弱，水流从一维区流向二维区，此时对指标权重和危险度进行划分并计算栅格单元的危险性和易损性指标值。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求8所述的变电站洪涝灾害综合防治预警系统的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求8所述的变电站洪涝灾害综合防治预警系统的步骤。
CN202311002484.9A 2023-08-10 2023-08-10 一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统 Pending CN117034614A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311002484.9A CN117034614A (zh) 2023-08-10 2023-08-10 一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311002484.9A CN117034614A (zh) 2023-08-10 2023-08-10 一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117034614A true CN117034614A (zh) 2023-11-10

Family

ID=88629553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311002484.9A Pending CN117034614A (zh) 2023-08-10 2023-08-10 一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117034614A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117571080A (zh) * 2024-01-15 2024-02-20 福建澳泰自动化设备有限公司 基于积水漏电检测终端的户外用电设施周边积水预警系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117571080A (zh) * 2024-01-15 2024-02-20 福建澳泰自动化设备有限公司 基于积水漏电检测终端的户外用电设施周边积水预警系统
CN117571080B (zh) * 2024-01-15 2024-03-29 福建澳泰自动化设备有限公司 基于积水漏电检测终端的户外用电设施周边积水预警系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3534187B1 (en) Process and system for hydrological analysis and management for river basins
CN107808263B (zh) 基于信息融合的核电站多风险综合评估系统及方法
CN102426672B (zh) 输电设施洪水淹没分析与预警系统
CN103853934A (zh) 一种河网模型计算的方法和系统
KR20210123974A (ko) 침수 예측 장치 및 그 방법
Zhang et al. Emergency evacuation planning against dike-break flood: a GIS-based DSS for flood detention basin of Jingjiang in central China
CN117034614A (zh) 一种变电站洪涝灾害综合防治预警系统
Wang et al. Risk consequence assessment of dam breach in cascade reservoirs considering risk transmission and superposition
Wu et al. Assessment of waterlogging risk in the deep foundation pit projects based on projection pursuit model
Wang et al. Environmental risk assessment of subway station construction to achieve sustainability using the intuitionistic fuzzy analytic hierarchy process and set pair analysis
Wang et al. Three-dimensional flood routing of a dam break based on a high-precision digital model of a dense urban area
Yang et al. Study on urban flood simulation based on a novel model of SWTM coupling D8 flow direction and backflow effect
Li et al. Intelligent recognition of safety risk in metro engineering construction based on BP neural network
CN117688844A (zh) 一种基于深度神经网络的城市内涝实时模拟方法及系统
CN117034810A (zh) 一种电力设施淹没风险动态评估及预警方法及系统
Ni et al. Application of artificial neural network to the rapid feedback of potential ecological risk in flood diversion zone
Linghu et al. A conceptual model for flood disaster risk assessment based on agent-based modeling
Wang et al. The architecture and application of an automatic operational model system for basin scale water environment management and design making supporting
Liu et al. Multi-target prediction model of urban distribution system rainfall-caused outage based on spatiotemporal fusion
Peng et al. Key technologies for an urban overland flow simulation system to support what-if analysis
Saul et al. Integrated urban flood modelling
Razack Dam break analysis using GIS applications
Jeong A study on simulation of flood inundation in a coastal urban area using a two-dimensional well-balanced finite volume model
Li et al. An Online Data-Driven Evolutionary Algorithm–Based Optimal Design of Urban Stormwater-Drainage Systems
Huang et al. Hydroinformatics in China: overall developments and showcase of accomplishments in the Changjiang River basin

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination