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申请/专利权人：国网新疆电力公司电力科学研究院;国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司;国家电网公司

摘要：本发明涉及一种结合遥感地形信息的中微尺度电网风害预警方法。该方法以WRF形成的预报场作为初始条件，采用CALMET气象模式对风场进行精细化诊断，做降尺度计算，同时导入更高分辨率的遥感地形信息数据，以获得更高分辨率的预报。

主权项：1.一种结合遥感地形信息的中微尺度电网风害预警方法，其特征在于：它包括如下步骤：步骤1：在数值天气预报模式系统中，对数值天气预报模式系统内的电网待风害预警区域设置三重网格层次嵌套；步骤2：在数值天气预报模式系统中，设置步骤1中最外层网格的风速模式积分步长为设定值A，设置风速模式积分时间为设定值B，每小时输出一次风速模式积分结果；步骤3：在数值天气预报模式系统中得到电网待风害预警区域的气象数据信息；步骤4：在数值天气预报模式系统中选取指定年份全年为模拟时间段，进行为期1年的逐日模拟，得到电网待风害预警区域的逐日风速模拟数据；步骤5：以上述风速模式积分结果、电网待风害预警区域的气象数据信息和逐日风速模拟数据作为初始条件，采用CALMET气象模式对风场进行中微尺度模拟分析，得到地形分辨率为90m下的一年的逐日风速模拟数据，步骤6：从上述地形分辨率为90m下的一年的逐日风速模拟数据中通过数据统计得全年的逐日与地点坐标关联的风力要素序列；步骤7：依据全年的逐日与地点坐标关联的风力要素序列对电网待风害预警区域进行线路大风预警。

全文数据：结合遥感地形信息的中微尺度电网风害预警方法技术领域本发明涉及电网风害预警技术领域，具体涉及一种结合遥感地形信息的中微尺度电网风害预警方法。背景技术我国输电网络架设覆盖面积广，受多种气候条件和自然灾害形式影响。除了雷电、降雪，电网安全运行还受到强风沙尘影响。特别是我国西北地区，地处中高纬度，地表覆盖少，容易出现强风沙尘天气。产生的极端强风沙尘对电网安全运行造成了严重威胁。大风可造成线路风偏跳闸、绝缘子损坏、导地线断股、杆塔损坏等事故，伴随的沙尘可引起因绝缘子污染而发生闪络事故。因此，对强风沙尘天气进行准确预警，对风沙地区的电网安全运行有着重要作用。目前，国内外对风力要素的评估预测主要有三种：1基于气象站历史观测资料的评估、2基于测风塔观测资料的评估、3风场数值模拟结果评估。由于受地形、下垫面等众多因素影响，地区间差异较大，采用气象台站观测资料和测风塔实测资料的风场评估均有一定局限性，如气象站分布稀松，气象站常规测风高度10m，代表性有其局限性；而建立高密度分布的测风塔是不现实的。这些不足导致其预报的空间分辨率和准确度很难满足电网杆塔级别的线路维护需求。风的数值模拟技术在近年逐渐广泛应用，其预报模式不断更新，分辨率不断提高。其中，水平尺度在几百米到二三百公里，时间尺度在几十分钟到十几小时的模式成为中小尺度模式。它能实现特定区域里较为细致的天气预报。虽然风场的数值模拟在很多领域被应用，但在电网安全运行领域的风害预警还是空白。发明内容本发明的目的在于提供一种结合遥感地形信息的中微尺度电网风害预警方法，该方法实现对大风要素预报准确度和分辨率的改善，提高大风预报预警质量，以便采取积极的防范措施，减少电网事故的发生，保证其安全稳定运行。为解决上述技术问题，本发明公开的一种结合遥感地形信息的中微尺度电网风害预警方法，其特征在于：它包括如下步骤：步骤1：在数值天气预报模式系统中，对数值天气预报模式系统内的电网待风害预警区域设置三重网格层次嵌套；步骤2：在数值天气预报模式系统中，设置步骤1中最外层网格的风速模式积分步长为设定值A，设置风速模式积分时间为设定值B，每小时输出一次风速模式积分结果；步骤3：在数值天气预报模式系统中得到电网待风害预警区域的气象数据信息；步骤4：在数值天气预报模式系统中选取指定年份全年为模拟时间段，进行为期1年的逐日模拟，得到电网待风害预警区域的逐日风速模拟数据；步骤5：以上述风速模式积分结果、电网待风害预警区域的气象数据信息和逐日风速模拟数据作为初始条件，采用CALMET气象模式对风场进行微尺度模拟分析，得到地形分辨率为90m下的一年的逐日风速模拟数据，步骤6：从上述地形分辨率为90m下的一年的逐日风速模拟数据中通过数据统计得全年的逐日与地点坐标关联的风力要素序列；步骤7：依据全年的逐日与地点坐标关联的风力要素序列对电网待风害预警区域进行线路大风预警。本发明的有益效果：本发明基于中尺度数值数值天气预报模式WRFWeatherResearchandForecastingModel和微尺度气象模式CALMET，同时该方法结合了遥感地形信息数据，相较于单纯的中尺度数值天气预报模式，能够获得更高的空间分辨率的大风模拟结果，使得模拟结果更符合受到复杂地形影响的西北地区的真实气象情况，更能满足电网杆塔级别的线路维护需求，对于减少风害造成的电网安全事故，改善发电企业的经济环境效益，提高电力系统安全稳定运行有重大意义。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明：本发明一种结合遥感地形信息的中微尺度电网风害预警方法，它包括如下步骤：步骤1：在数值天气预报模式系统中，对数值天气预报模式系统内的电网待风害预警区域设置三重网格层次嵌套；步骤2：在数值天气预报模式系统中，设置步骤1中最外层网格的风速模式积分步长为设定值A，设置风速模式积分时间为设定值B，每小时输出一次风速模式积分结果；步骤3：在数值天气预报模式系统中得到电网待风害预警区域的气象数据信息；步骤4：在数值天气预报模式系统中选取指定年份全年为模拟时间段，进行为期1年的逐日模拟，得到电网待风害预警区域的逐日风速模拟数据；步骤5：以上述风速模式积分结果、电网待风害预警区域的气象数据信息和逐日风速模拟数据作为初始条件，采用CALMET气象模式对风场进行微尺度模拟分析，得到地形分辨率为90m下的一年的逐日风速模拟数据，步骤6：从上述地形分辨率为90m下的一年的逐日风速模拟数据中通过数据统计得全年的逐日与地点坐标关联的风力要素序列；步骤7：依据全年的逐日与地点坐标关联的风力要素序列对电网待风害预警区域进行线路大风预警。上述技术方案中，步骤1为数值天气预报模式系统在空间上的设置，步骤2为数值天气预报模式系统在时间上的设置。上述技术方案的步骤7中，线路大风预警方法为，从全年的逐日与地点坐标关联的风力要素序列获取待预警时刻的预警地区内输电线路的线路和杆塔对应的风力要素数据，将该风力要素数据与对应的安全阀值进行比较，当超过该安全阀值时，发出线路大风预警。上述技术方案的步骤1中，三重网格层次嵌套水平方向上的具体形式为：最外层网格格点数为横向99、纵向66，水平格距为27km，中间层网格格点数为横向72、纵向72，水平格距为9km，最内层网格格点数为横向99、纵向99，水平格距为3km。三重网格层次嵌套垂直方向上的具体形式为：在近地层加密共分为30层网格，其中200m以下有9层网格。上述技术方案的步骤3中，在数值天气预报模式系统中采用美国国家环境预报中心NCEP的FNLFinalOperationalGlobalAnalysis全球分析资料和中国气象局研发的国家级气象资料数据进行同化分析，得到电网待风害预警区域的气象数据信息。上述FNL全球分析资料中的数据每6h采集一次，水平分辨率为1°×1°。上述技术方案的步骤1中，所述三重网格层次嵌套用于实现电网待风害预警区域空间环境的设定。所述步骤1中设置最外层网格的风速模式积分步长为27秒。所述步骤1中设置风速模式积分时间为36小时。上述技术方案的，数值天气预报模式系统中的嵌套地形资料来源于美国地质调查局USGS全球1km×1km分辨率的地形资料。本发明以WRF形成的预报场作为初始条件，采用CALMET气象模式对风场进行精细化诊断，做降尺度计算，同时导入更高分辨率的遥感地形信息数据，以获得更高分辨率的预报。本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

权利要求：1.一种结合遥感地形信息的中微尺度电网风害预警方法，其特征在于：它包括如下步骤：步骤1：在数值天气预报模式系统中，对数值天气预报模式系统内的电网待风害预警区域设置三重网格层次嵌套；步骤2：在数值天气预报模式系统中，设置步骤1中最外层网格的风速模式积分步长为设定值A，设置风速模式积分时间为设定值B，每小时输出一次风速模式积分结果；步骤3：在数值天气预报模式系统中得到电网待风害预警区域的气象数据信息；步骤4：在数值天气预报模式系统中选取指定年份全年为模拟时间段，进行为期1年的逐日模拟，得到电网待风害预警区域的逐日风速模拟数据；步骤5：以上述风速模式积分结果、电网待风害预警区域的气象数据信息和逐日风速模拟数据作为初始条件，采用CALMET气象模式对风场进行中微尺度模拟分析，得到地形分辨率为90m下的一年的逐日风速模拟数据，步骤6：从上述地形分辨率为90m下的一年的逐日风速模拟数据中通过数据统计得全年的逐日与地点坐标关联的风力要素序列；步骤7：依据全年的逐日与地点坐标关联的风力要素序列对电网待风害预警区域进行线路大风预警。2.根据权利要求1所述的结合遥感地形信息的中微尺度电网风害预警方法，其特征在于：所述步骤7中，线路大风预警方法为，从全年的逐日与地点坐标关联的风力要素序列获取待预警时刻的预警地区内输电线路的线路和杆塔对应的风力要素数据，将该风力要素数据与对应的安全阀值进行比较，当超过该安全阀值时，发出线路大风预警。3.根据权利要求1所述的结合遥感地形信息的中微尺度电网风害预警方法，其特征在于：所述步骤1中，三重网格层次嵌套水平方向上的具体形式为：最外层网格格点数为横向99、纵向66，水平格距为27km，中间层网格格点数为横向72、纵向72，水平格距为9km，最内层网格格点数为横向99、纵向99，水平格距为3km。4.根据权利要求1所述的结合遥感地形信息的中微尺度电网风害预警方法，其特征在于：所述步骤3中，在数值天气预报模式系统中采用美国国家环境预报中心的FNL全球分析资料和中国气象局研发的国家级气象资料数据进行同化分析，得到电网待风害预警区域的气象数据信息。5.根据权利要求3所述的结合遥感地形信息的中微尺度电网风害预警方法，其特征在于：所述步骤1中，所述三重网格层次嵌套用于实现电网待风害预警区域空间环境的设定。6.根据权利要求1所述的结合遥感地形信息的中微尺度电网风害预警方法，其特征在于：所述步骤1中设置最外层网格的风速模式积分步长为27秒。7.根据权利要求1所述的结合遥感地形信息的中微尺度电网风害预警方法，其特征在于：所述步骤1中设置风速模式积分时间为36小时。

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