[发明专利]基于精细网格的电网雷电灾害风险评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及灾害风险评估领域，尤其是涉及一种基于精细网格的电网雷电灾害风险评估技术方法。

背景技术

目前对电网雷害风险的评估方法主要为基于雷击跳闸率作为评价指标,尚未建立完善的评估体系,随着评估要求的提高,对评估的精细程度与空间的表现方式提出了更高的要求,传统的方法与技术不能满足需要。例如，中国专利文献就公开了一种名为“区域输电线路雷击闪络风险评估方法”的发明专利，其授权公告号为CN 102156787 B，授权公告日为2012年12月12日，主要发明内容是，包括数据库、绕击风险评估模型、反击风险评估模型和风险值综合模块，数据库用于提供各种参数及参数的取值，绕击风险评估模型主要采用改进电气几何模型算法求出绕击跳闸率，反击风险评估模型采用规程法计算反击跳闸率，风险值综合模块将绕击跳闸率和反击跳闸率相加得到总的雷击跳闸率。上述专利即是以雷击跳闸率进行风险评估的方法，属于传统技术；现在出现了利用地理信息系统（GIS，Geographic Information Systems）进行风险评估的技术，GIS技术不仅可以有效地管理具有空间属性的各种资源环境信息，对资源环境管理和实践模式进行快速和重复的分析测试，便于制定决策、进行科学和政策的标准评价，而且可以有效地对多时期的资源环境状况及生产活动变化进行动态监测和分析比较，也可将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流，明显地提高工作效率和经济效益，为解决资源环境问题及保障可持续发展提供技术支持。

发明内容

本发明是为了解决现有的电网雷害风险评估方法已经不能满足对评估的精细程度与空间的表现方式等要求的问题，提供一种基于精细网格的电网雷电灾害风险评估技术方法，分析在以土地精细网格为基本评价单元下电网遭遇雷电灾害的易损性，基于GIS技术建立了雷电灾害中电网脆弱性的精细空间量化GIS模型，提出了基于外部环境(地理及气象背景)的电网雷害风险评估模型，并对此过程中所得数据进行检验，包括显著性检验和相关分析。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：基于精细网格的电网雷电灾害风险评估技术方法，分析在以土地精细网格为基本评价单元下电网遭遇雷电灾害的易损性，包括以下步骤：1）根据土地类型，分析确定其与地闪密度的相关系数，并进行显著性检验；2）确定气候背景与地闪密度的相关系数，并进行显著性检验；3）采用灰色关联度方法确定雷电灾害风险指标的权重；4）对雷电灾害风险指标的权重进行量化；5）以土地精细网格为基本评价单元，建立电网雷电灾害风险评估模型。本发明采用地理信息系统技术并对电网建立足够精细的空间网格划分，每个网格既可以单独进行评估，也可以若干个网格合并进行评估，从电网雷电灾害预警预报、电网雷电灾害监测调查到电网雷电灾情评估等各个方面；在电网雷害中，统计证明除了个别个例有大尺度天气系统以外，造成大范围跳闸雷害事故发生时的天气大多数无有利于强对流发生发展的的大尺度天气系统，这说明造成大范围跳闸雷害事故的天气系统以小尺度局地性的系统为主，而小尺度局地性系统的发生发展与地形、地貌、土地利用类型、大型水体、城市热岛效应等有很大关系。

作为优选，所述的土地类型包括居民用地、城镇用地、水域、旱地、林地、草地、水田。在电网雷害中，电网设备所处的不同的下垫面土地利用类型,在很大程度上决定了其所承受的雷电灾害的打击程度,也就是其灾害脆弱性程度，要确定不同土地类型针对不同灾害的潜在易损性的权重，可采取数学方法、专家打分法和层次分析法分别或相结合计算不同土地类型针对电网雷害的潜在易损性因子，并对所得数据进行显著性检验，显著性检验是为要判断样本与我们对总体所做的假设之间的差异是纯属机会变异，还是由我们所做的假设与总体真实情况之间不一致所引起的。

作为优选，所述的气候背景包括气温、降水量、相对湿度、风速、太阳总辐射等气象要素。对观察到的地闪频次进行Pearson相关分析，计算各气象要素与地闪现象的相关系数，并分别进行显著性检验，可确定气温、降水量、相对湿度、风速、太阳总辐射等气象要素与地闪现象显著相关；相关分析（correlation analysis）中的Pearson相关系数是指对定距连续变量的数据进行计算，相关分析是研究现象之间是否存在某种依存关系，并对具体有依存关系的现象探讨其相关方向以及相关程度，是研究随机变量之间的相关关系的一种统计方法。