[發明專利]一種電網區域內強降水預警方法和系統

在審

• 申請號: 202010987411.X
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112651541A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 劉曉琳;馮雙磊;解鴻斌;王勃;靳雙龍;馬振強;滑申冰;宋宗朋;胡菊;王姝
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06Q50/26;G01W1/10
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種電網區域內強降水預警方法和系統，包括：利用歷史降水量觀測值，構建氣象觀測站對應的空間載荷矩陣；基于歷史降水量預報值和實時降水量預報值，確定極端降水指數的預報時序序列；根據所述空間載荷矩陣、所述預報時序序列和實時降水量預報值進行強降水預警；本發明實現了快速準確的強降水預警，進而為電網防災部門提供數據依據。

技術領域

本發明涉及電力氣象領域，具體涉及一種電網區域內強降水預警方法和系統。

背景技術

在全球變暖的氣候背景下，極端強降水事件頻發，強降水易引發洪水、滑坡、泥石流等次生災害，造成電網電力設施受損、線路停運、臺區停電等一系列事故，由此產生巨大的經濟和社會損失。

鑒于強降水給電網安全穩定運行和運維檢修帶來的巨大挑戰，每年汛期電網的防汛工作成為電網防災減災工作的重中之重，電網防汛的本質是對強降水天氣過程的應急響應，決策者根據氣象實時監測和未來預報結果，結合水文、地理、電網狀況等信息，制定減少強降水天氣帶來損害的對策并響應執行。

以往的電力氣象防災領域，基本上是以氣象要素和災害作為主體研究，進行氣象要素時間和空間上的演變值預報，通過氣象災害自身特點提出減少災害損害的對策。由于氣象災害事件致災因子的復雜性和不確定性，災害演化中常出現許多衍生、次生、耦合的災害事件，而對災害的處置又往往涉及許多半結構化、非結構化的決策問題，因此應對災害是一個復雜艱難的過程。

近年來電力氣象防災領域提出了情景分析的方法，通過“情景-應對”分析方法，把復雜問題簡單化和清晰化，為災害應對者提供基于氣象災害特征信息提取的情景內容，對災害事件的危害程度進行描述，在分析過去情景的基礎上，確定與情景匹配的應對決策或構建新的決策，使災害應對者在有效時間內制定出合理的應對方案。

致災性降水的特點主要體現在：持續時間長、影響范圍大、降水強度大。在監測領域，氣象上一般有“區域性暴雨”、“持續性暴雨”等致災暴雨的定性概念，但在定量識別方面，沒有既定的規則，通常基于觀測的暴雨日數(持續時間)、暴雨區域(空間范圍)、過程最大降水量等參數，在特定區域內由人為制定篩選條件來確定；而在預報領域，區域性、持續性暴雨等概念也是由預報員根據未來預報結果定性提出，鮮有定量識別的方法。同時，在降水過程的極端性描述方面，監測領域通常經由事后單站的降水監測數據對比歷史監測數據來評估，而在預報領域，目前多是由集合預報中提出的極端天氣指數(EFI指數)來衡量，但集合預報通常需要幾十個成員的數值天氣預報模式同時運行，基于模式回報的極端天氣指數更是需要長達幾十年的歷史天氣的回算，占用海量高性能計算資源。

在業務運行中，基于天氣預報結果，提取降水天氣過程的主要特征并分析極端性，為情景應對分析提供關鍵的氣象災害特征信息，通過“情景-應對”模型制定與情景匹配的應對決策，這其中降水天氣過程特征的提取尤為關鍵，特征提取既要科學合理，同時還需兼顧經濟和實用性。如何基于單一的確定性數值天氣預報業務模式結果或少數幾個大尺度和中尺度數值天氣預報業務模式結果結合，提取降水預報的特征信息，使其能有效區分出“區域性暴雨”和“持續性暴雨”等致災性降雨，描述出降水過程在時間、空間、強度上的主要特征，并對降水過程的極端性有所體現，是亟需解決的一個技術難點。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種電網區域內強降水預警方法和系統，該方法實現了快速準確的強降水預警，進而為電網防災部門提供數據依據。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提供一種電網區域內強降水預警方法，其改進之處在于，所述方法包括：

利用歷史降水量觀測值，構建氣象觀測站對應的空間載荷矩陣；

基于歷史降水量預報值和實時降水量預報值，確定極端降水指數的預報時序序列；

根據所述空間載荷矩陣、所述預報時序序列和實時降水量預報值進行強降水預警。