[發(fā)明專利]一種電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)強(qiáng)降水預(yù)警方法和系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010987411.X
• 申請(qǐng)日: 2020-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112651541A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉琳;馮雙磊;解鴻斌;王勃;靳雙龍;馬振強(qiáng);滑申冰;宋宗朋;胡菊;王姝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/06;G06Q50/26;G01W1/10
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

1.一種電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)強(qiáng)降水預(yù)警方法，其特征在于，所述方法包括：

利用歷史降水量觀測(cè)值，構(gòu)建氣象觀測(cè)站對(duì)應(yīng)的空間載荷矩陣；

基于歷史降水量預(yù)報(bào)值和實(shí)時(shí)降水量預(yù)報(bào)值，確定極端降水指數(shù)的預(yù)報(bào)時(shí)序序列；

根據(jù)所述空間載荷矩陣、所述預(yù)報(bào)時(shí)序序列和實(shí)時(shí)降水量預(yù)報(bào)值進(jìn)行強(qiáng)降水預(yù)警。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用歷史降水量觀測(cè)值，構(gòu)建氣象觀測(cè)站對(duì)應(yīng)的空間載荷矩陣，包括：

根據(jù)歷史降水量觀測(cè)值構(gòu)建歷史降水量觀測(cè)資料矩陣X；

利用歷史降水量觀測(cè)資料矩陣X確定極端降水指數(shù)的觀測(cè)時(shí)序序列；

根據(jù)極端降水指數(shù)的觀測(cè)時(shí)序序列確定氣象觀測(cè)站對(duì)應(yīng)的空間載荷矩陣；

其中，歷史降水量觀測(cè)資料矩陣X為p行n列矩陣，x_i,t-j∈X，x_i,t-j為區(qū)域內(nèi)第i個(gè)氣象觀測(cè)站在待預(yù)警時(shí)段t之前的第j個(gè)歷史時(shí)段的降水量觀測(cè)值的標(biāo)準(zhǔn)化矩平值,其位置處于歷史降水量觀測(cè)資料矩陣X的第i行第j列，i∈(1～p)，j∈(1～n)，p為區(qū)域內(nèi)氣象觀測(cè)站的總數(shù)，n為預(yù)設(shè)時(shí)段數(shù)目。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用歷史降水量觀測(cè)資料矩陣X確定極端降水指數(shù)的觀測(cè)時(shí)序序列，包括：

利用經(jīng)驗(yàn)正交分解算法分解所述歷史降水量觀測(cè)資料矩陣X，獲取歷史降水量觀測(cè)資料矩陣X對(duì)應(yīng)的時(shí)間函數(shù)矩陣Y；

求解滿足約束條件時(shí)m的最小取值，并在所述時(shí)間函數(shù)矩陣Y中截取前m行元素生成矩陣Y^*；

根據(jù)矩陣Y^*計(jì)算極端降水指數(shù)的觀測(cè)時(shí)序序列；

其中，λ_i為所述時(shí)間函數(shù)矩陣Y中第i行元素的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率，其數(shù)值等于矩陣X·X'的非零特征值降序序列中第i個(gè)特征值，δ為累計(jì)方差貢獻(xiàn)率設(shè)定閾值，m為大于1小于p的正整數(shù)，X'為歷史降水量觀測(cè)資料矩陣X的轉(zhuǎn)置矩陣，p為區(qū)域內(nèi)氣象觀測(cè)站的總數(shù)。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用經(jīng)驗(yàn)正交分解算法分解所述歷史降水量觀測(cè)資料矩陣X，獲取歷史降水量觀測(cè)資料矩陣X對(duì)應(yīng)的時(shí)間函數(shù)矩陣Y，包括：

按下式確定所述歷史降水量觀測(cè)資料矩陣X對(duì)應(yīng)的時(shí)間函數(shù)矩陣Y：

Y＝V′·X

式中，V'為歷史降水量觀測(cè)資料矩陣X對(duì)應(yīng)的空間函數(shù)矩陣V的轉(zhuǎn)置；

其中，所述歷史降水量觀測(cè)資料矩陣X對(duì)應(yīng)的空間函數(shù)矩陣V為p行p列矩陣，v_iz∈V，v_iz為矩陣X·X'的非零特征值降序序列中第z個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的特征向量中第i個(gè)元素，z∈(1～p)。

5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)矩陣Y^*計(jì)算極端降水指數(shù)的觀測(cè)時(shí)序序列，包括：

按下式確定極端降水指數(shù)的觀測(cè)時(shí)序序列S：

S＝{S_t-1…S_t-j…S_t-n}

式中，S_t-j為區(qū)域在待預(yù)警時(shí)段t之前的第j個(gè)時(shí)段的極端降水指數(shù)的觀測(cè)值，j∈(1～n)，n為預(yù)設(shè)時(shí)段數(shù)目；

其中，按下式確定區(qū)域在待預(yù)警時(shí)段t之前的第j個(gè)時(shí)段的極端降水指數(shù)的觀測(cè)值S_t-j：

式中，為矩陣Y^*的第i行第j列元素值。

6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)極端降水指數(shù)的觀測(cè)時(shí)序序列確定氣象觀測(cè)站對(duì)應(yīng)的空間載荷矩陣，包括：

在歷史降水量觀測(cè)資料矩陣X中截取前c列元素，生成矩陣X^*；

在極端降水指數(shù)的觀測(cè)時(shí)序序列中截取前c個(gè)元素，生成c行1列的極端降水指數(shù)觀測(cè)矩陣Q；

利用線性回歸算法擬合所述矩陣X^*和矩陣Q，擬合后生成的p行1列的矩陣G；

其中，矩陣G中第i行元素為區(qū)域內(nèi)第i個(gè)氣象觀測(cè)站的空間載荷，c為預(yù)警設(shè)定的降水累加時(shí)間窗口包含的時(shí)段總數(shù)。