一种电力气象监测网络布局优化方法及系统

1.一种电力气象监测网络布局优化方法，其特征在于，包括：针对所关注的电网区域，分析获得所述电网区域的主要电力气象灾害特征，选取典型灾害过程，确定典型电力气象灾害的数值模拟试验时段，并基于所述数值模拟试验时段，开展高分辨率高精度数值模拟试验，构建数值模拟试验的真实气象场，确定真实气象场数据；根据所述真实气象场数据，按照实际气象监测设备提取电力气象监测数据和诊断各种电力气象监测要素，构建数值模拟试验的假定站点仿真监测集；根据所述假定站点的仿真监测集，通过控制模拟试验和多种敏感性模拟试验，开展仿真监测数据的资料同化数值模拟试验，确定仿真监测数据的资料同化数值模拟试验结果；根据所述仿真监测数据的资料同化数值模拟试验结果，结合所述真实气象场数据，开展资料同化效果评估和校验，确定最优的电力气象监测网络布局方案。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对所关注的电网区域，分析获得所述电网区域的主要电力气象灾害特征，选取典型灾害过程，确定典型电力气象灾害的数值模拟试验时段，并基于所述典型电力气象灾害的数值模拟试验时段，开展高分辨率高精度数值模拟试验，构建数值模拟试验的真实气象场，确定真实气象场数据，包括：针对所关注的电网区域，基于所述电网区域内电力气象灾损数据，统计分析灾害类型和时空分布特征，确定所述电网区域内的典型的电力气象灾害过程以及数值模拟试验时段；F＝max{P 1 ，P 2 ，…，P k }式中，P i 代表第i类电力气象灾害在统计时段内发生的总次数，j＝1，…，n为电力气象灾害p的发生次数，i＝1，…，k代表该区域共发了k类灾害，F为所统计的电力气象灾害中发生频数最高的气象灾害；依据发生频数最高的气象灾害，选取最典型的灾害个例，确定典型电力气象灾害的数值模拟试验时段；基于高分辨率数值天气预报模式，根据所述典型电力气象灾害的数值模拟试验时段，开展已有电力气象监测数据的同化以及数值模式物理参数化方案的本地化；完成涵盖所述典型电力气象灾害的试验时段的预定高分辨率高精度数值模拟，确定时段数值模拟结果，将所述时段数值模拟结果作为真实气象场数据。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述真实气象场数据，按照实际气象监测设备提取和诊断各种电力气象监测要素，构建数值模拟试验的假定站点仿真监测集，包括：基于所关注电网的重要输电线路经纬度信息，结合所述时空分布特征，确定假定的电力气象监测站点；根据所述真实气象场数据以及假定电力气象监测站点，通过当前电力气象监测设备提取数值模拟试验时段假定的电力气象监测数据，其中当前电力气象监测设备的监测要素为七要素，分别为风速、风向、气温、湿度、气压、降水、辐照度；根据所述主要电力气象灾害特征，结合所述电力气象监测数据，采用相关系数诊断与灾害类型显著相关的观测变量；相关系数计算公式：式中，x和y分别代表电力气象灾害指标和观测变量序列， 和 分别为各自的平均值。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述假定站点的仿真监测集，通过控制模拟试验和多种敏感性模拟试验，开展仿真监测数据的资料同化数值模拟试验，确定仿真监测数据的资料同化数值模拟试验结果，包括：根据所述数值模拟试验时段，考虑数值模式调整平衡时间，采用模式的背景场数据构建数值模拟系统，通过数值模拟试验时段与高分辨率高精度数值模拟试验一致，开展控制模拟试验；根据所述主要电力气象灾害特征，从电力气象监测站点空间密度、监测种类、监测要素方面，结合所述电力气象监测数据的资料同化开展敏感性模拟试验；针对所述主要电力气象灾害特征及重要电网区域，结合输电线路经纬度信息，从输电通道沿线监测站点布局的空间密度、沿线及周边不同距离布局的空间密度、地形高度影响方面，结合所述电力气象监测数据的资料同化开展敏感性模拟试验，确定仿真监测数据的资料同化数值模拟试验结果。 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述仿真监测数据的资料同化数值模拟试验结果，结合所述真实气象场数据，开展资料同化效果评估和校验，确定最优的电力气象监测网络布局方案，包括：基于各格点的所述真实气象场数据，以及所述仿真监测数据的资料同化数值模拟试验结果，开展不同电力气象监测站点布局下预报效果的检验和评估；针对电力气象灾害数值模拟试验，进行分析评价各种同化试验效果；将所述假定的电力气象监测数据，作为数值模拟试验的标准，多种敏感性模拟试验同化了不同布局不同类型的假定电力气象监测仿真数据，根据所述仿真监测数据的资料同化数值模拟试验结果，综合确定最优的电力气象监测站点布局方案。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，针对电力气象灾害数值模拟试验，进行分析评价各种同化试验效果，所述同化试验效果的评价方法至少包括三种评价方法：电网灾害落区分析评价方法、电网灾害模拟要素误差统计评价、电网灾害累计大值区域分析中的至少一种；所述电网灾害落区分析是依据灾害的二位空间落区分布图，选取气象灾害发展的前期与中后期，分析同化后灾害发展落区状况；所述灾害误差统计分析是计算灾害发生时段的各种数值模拟要素，进行统计分析，计算均方根误差RMSE与平均绝对误差MAE：式中，F i 为不同敏感性试验模拟的灾害数值，O i 为控制模拟试验的的灾害数值，N为灾害发生时段的所有样本数；所述累计大值区域分析是选取电网灾害累计大值区域，分析同化后大值区域的改进量ME:ME＝F max -O max式中，F max 为不同敏感性试验同化后的灾害累积大值区域的值，O max 为控制模拟试验中累积大值区域数值。 7.一种电力气象监测网络布局优化系统，其特征在于，包括：确定真实气象场数据模块，用于针对所关注的电网区域，分析获得所述电网区域的主要电力气象灾害特征，选取典型灾害过程，确定典型电力气象灾害的数值模拟试验时段，并基于所述数值模拟试验时段，开展高分辨率高精度数值模拟试验，构建数值模拟试验的真实气象场，确定真实气象场数据；构建假定站点仿真监测集模块，用于根据所述真实气象场数据，按照实际气象监测设备提取电力气象监测数据和诊断各种电力气象监测要素，构建数值模拟试验的假定站点仿真监测集；确定仿真模拟试验结果模块，用于根据所述假定站点的仿真监测集，通过控制模拟试验和多种敏感性模拟试验，开展仿真监测数据的资料同化数值模拟试验，确定仿真监测数据的资料同化数值模拟试验结果；确定最优网络布局方案模块，用于根据所述仿真监测数据的资料同化数值模拟试验结果，结合所述真实气象场数据，开展资料同化效果评估和校验，确定最优的电力气象监测网络布局方案。 8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，确定真实气象场数据模块，包括：确定电力气象灾害过程子模块，用于针对所关注的电网区域，基于所述电网区域内电力气象灾损数据，统计分析灾害类型和时空分布特征，确定所述电网区域内的典型的电力气象灾害过程以及数值模拟试验时段；F＝max{P 1 ，P 2 ，…，P k }式中，P i 代表第i类电力气象灾害在统计时段内发生的总次数，j＝1，…，n为电力气象灾害p的发生次数，i＝1，…，k代表该区域共发了k类灾害，F为所统计的电力气象灾害中发生频数最高的气象灾害；确定数值模拟试验时段子模块，用于依据发生频数最高的气象灾害，选取最典型的灾害个例，确定典型电力气象灾害的数值模拟试验时段；开展同化本地化方案子模块，用于基于高分辨率数值天气预报模式，根据所述典型电力气象灾害的数值模拟试验时段，开展已有电力气象监测数据的同化以及数值模式物理参数化方案的本地化；确定真实气象数据子模块，用于完成涵盖所述典型电力气象灾害的试验时段的预定高分辨率高精度数值模拟，确定时段数值模拟结果，将所述时段数值模拟结果作为真实气象场数据。 9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，确定真实气象场数据模块，包括：确定假定电力气象监测站点子模块，用于基于所关注电网的重要输电线路经纬度信息，结合所述时空分布特征，确定假定的电力气象监测站点；确定假定电力气象监测数据子模块，用于根据所述真实气象场数据以及假定电力气象监测站点，通过当前电力气象监测设备提取数值模拟试验时段假定的电力气象监测数据，其中当前电力气象监测设备的监测要素为七要素，分别为风速、风向、气温、湿度、气压、降水、辐照度；诊断观测变量子模块，用于根据所述主要电力气象灾害特征，结合所述电力气象监测数据，采用相关系数诊断与灾害类型显著相关的观测变量；相关系数计算公式：式中，x和y分别代表电力气象灾害指标和观测变量序列， 和 分别为各自的平均值。 10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，确定仿真模拟试验结果模块，包括：开展控制模拟试验子模块，用于根据所述数值模拟试验时段，考虑数值模式调整平衡时间，采用模式的背景场数据构建数值模拟系统，通过数值模拟试验时段与高分辨率高精度数值模拟试验一致，开展控制模拟试验；开展敏感性模拟试验子模块，用于根据所述主要电力气象灾害特征，从电力气象监测站点空间密度、监测种类、监测要素方面，结合所述电力气象监测数据的资料同化开展敏感性模拟试验；确定同化数值模拟试验结果子模块，用于针对所述主要电力气象灾害特征及重要电网区域，结合输电线路经纬度信息，从输电通道沿线监测站点布局的空间密度、沿线及周边不同距离布局的空间密度、地形高度影响方面，结合所述电力气象监测数据的资料同化开展敏感性模拟试验，确定仿真监测数据的资料同化数值模拟试验结果。 11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，确定最优网络布局方案模块，包括：检验评估子模块，用于基于各格点的所述真实气象场数据，以及所述仿真监测数据的资料同化数值模拟试验结果，开展不同电力气象监测站点布局下预报效果的检验和评估；分析试验效果子模块，用于针对电力气象灾害数值模拟试验，进行分析评价各种同化试验效果；确定最优网络布局方案子模块，用于将所述假定的电力气象监测数据，作为数值模拟试验的标准，多种敏感性模拟试验同化了不同布局不同类型的假定电力气象监测仿真数据，根据所述仿真监测数据的资料同化数值模拟试验结果，综合确定最优的电力气象监测站点布局方案。 12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，分析试验效果子模块，至少包括三种评价方法：电网灾害落区分析评价方法、电网灾害模拟要素误差统计评价、电网灾害累计大值区域分析中的至少一种；所述电网灾害落区分析是依据灾害的二位空间落区分布图，选取气象灾害发展的前期与中后期，分析同化后灾害发展落区状况；所述灾害误差统计分析是计算灾害发生时段的各种数值模拟要素，进行统计分析，计算均方根误差RMSE与平均绝对误差MAE：式中，F i 为不同敏感性试验模拟的灾害数值，O i 为控制模拟试验的的灾害数值，N为灾害发生时段的所有样本数；所述累计大值区域分析是选取电网灾害累计大值区域，分析同化后大值区域的改进量ME：ME＝F max -O max式中，F max 为不同敏感性试验同化后的灾害累积大值区域的值，O max 为控制模拟试验中累积大值区域数值。 13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-6任一项所述的方法。