[發明專利]一種基于多源氣象預報的電力氣象數據融合方法、系統及存儲介質

在審

• 申請號: 202210831619.1
• 申請日: 2022-07-15
• 公開（公告）號: CN115964675A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 劉凱;吳惜娟;杜元翰;蔣承伶;顧穎程;許夢晗;程環宇;陳衛東
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司;國網江蘇省電力有限公司信息通信分公司;國網江蘇省電力有限公司雙創中心;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G06F18/25
• 分類號: G06F18/25;G06F18/20;G06F18/214;G06Q50/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 許婉靜

本發明公開了一種基于多源氣象預報的電力氣象數據融合方法、系統及存儲介質，結合電力氣象監測及多源數值天氣預報數據，通過對多源數值天氣預報數據進行誤差分析，將數值天氣預報從單一確定性預報向多源融合預報進行轉變，有利于將氣象信息真正應用到電網實際業務工作中本發明一方面可以提供不同預報數據源的精度評估，提供多源預報融合數據，提高預報精度，為電力氣象精細化預報提供技術支持。

技術領域

本發明涉及一種基于多源氣象預報的電力氣象數據融合方法，屬于電網防災減災領域。

背景技術

電網系統需要特別關注天氣預報，尤其是防汛、防雷、防雪、防震、減災等天氣信息，直接影響電網的安全生產，當前國內氣象部門發布的氣象預報預警缺乏專業的電網信息，不能與電網系統安全運行需要相結合，更不能完全滿足電網系統防御各類惡劣氣象情況的實際需要，使得電網對惡劣氣象的防御處于被動局面。

數值天氣預報對電網防災減災至關重要，隨著計算水平的不斷提高，數值模式系統已成為天氣預報的主要支撐。但是大氣運動自身的非線性運動使得數值預報準確性存在諸多不確定性因素，單一的確定性預報不能提供全部預報信息。因此，結合電力氣象監測及數值天氣預報數據，將數值天氣預報從單一確定性預報向多源融合預報進行轉變已成為趨勢。

109583467A公開了一種電力氣象數據融合方法和系統，從至少兩種氣象數據產生渠道收集電力氣象數據；將收集到的電力氣象數據分別按照空間、時間和氣象要素進行分塊；將分塊后的電力氣象數據進行融合，該方法和系統圍繞電力氣象數據異源異構的特性，對從多種氣象數據產生渠道收集的多源電力氣象數據進行分塊與融合集成，直接實現多源異構觀測數據的同化，上述方法主要是利用不同數據源按照空間、時間和氣象要素相互校驗，若檢查的電力氣象數據的數值不在預設合理范圍內，則進行數據插值融合形成一個電力氣象數據集的過程，該方法沒有從數據源本身的自然屬性入手，尤其忽略了預報源的誤差特性；目前需要解決預報數據源的誤差問題，從單一確定性預報轉為多源融合預報，提升預報數據源的精度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：在電力氣象監測過程中，如何充分利用多路數值天氣預報源數據，來提高預報精度，為電力氣象精細化預報提供技術支持。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于多源氣象預報的電力氣象數據融合方法，包括以下步驟：

步驟S1：采集至少1年時間段的電力氣象站點監測數據和多路數值天氣預報源數據；

步驟S2：利用降尺度方法將多路預報源數據“點對點”映射到電力氣象站點所在位置，形成氣象預報與監測數據集；

步驟S3：利用貝葉斯模式平均法進行多源氣象預報融合，建立多源氣象預報融合模型，具體為：

式中，ω_k代表第k個預報數據源的權重值，a_k，b_k分別第k個預報數據源的常數一和常數二，f_k表示第k個預報數據源的預報結果，E(y|f₁,...,f_k)表示基于k個預報數據源的預報融合結果；

步驟S4：對多源預報融合模型參數進行訓練，常數一a_k，常數二b_k取決于各個預報數據源本身，基于訓練期的數據資料，利用線性回歸方程即可計算，具體如下：

式中，T代表訓練周期長度，f_k,t表示第k個預報數據源t時刻的預報結果，O_t表示訓練周期內的實測數據，為第k個預報數據源訓練周期內的預報平均值，為訓練周期內的實測數據平均值。

對于各數據源的權重系數ω_k來說，利用各預報數據源與實測的誤差項歸一化計算得到，具體如下：