本发明涉及电力防灾减灾，具体为一种分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法及系统。
背景技术：
1、强降雨、洪水等自然灾害对电力设施和电力设备影响严重，造成电网减供负荷，进而对国家安全、社会稳定以及人民群众生产生活构成严重影响和威胁的大面积停电事件。洪涝等自然灾害会损害电力从业人员、电力设备(设施)、生态环境，在发生自然灾害后的应急响应，应紧急采取包括应急指挥、人员搜救、应急指挥和应急供电等在内的一系列的应对行动，并修复和重建被突发事件破坏的电力设备(设施)以及相关建(构)筑物，恢复正常供电秩序。
2、受海拔、地势地面表现形态和气候条件等因素影响，面对强降雨诱发中小河流洪水、山洪和地质灾害等自然灾害愈加频繁的情况下，当前用于抵御洪水灾害对电力设备(设施)影响面积的方法缺乏预见性、准确性，不仅制约了有效准确地应急响应，更阻碍了有效恢复正常供电秩序。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。
2、因此，本发明解决的技术问题是：如何准确的预测电力设备受洪水灾害影响的面积，准确地应急响应，有效恢复正常供电秩序。
3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法，包括：
4、收集受灾区域地理信息数据；
5、构建神经网络，输入受灾位置水位监测数据；
6、测算电力设备区域受灾位置和淹没程度，估计电力设备区域因灾受损范围；
7、输出对电力设备所在区域的受洪水灾害影响程度、地形表面形态的勘查结果。
8、作为本发明所述的分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法的一种优选方案，其中：所述收集受灾区域地理信息数据包括，接收到暴雨预警、台风预警、洪水预警的洪水防御应急响应通知后，启动对电力设备遭受洪水灾害的勘查流程；
9、输入洪水防御应急响应通知，判断是否影响电力设备设施所在区域；当影响电力设备设施所在区域时，定向发布预警通知单，收集受灾区域地理信息数据；通过洪灾卫星监测图像，水位监测装置，液位传感器收集得到。
10、作为本发明所述的分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法的一种优选方案，其中：所述受灾位置和淹没程度包括，受洪水灾害影响的电力设备的估算面积、被淹没面高度、被淹没时间以及对所在区域电力保障应急响应等级。
11、作为本发明所述的分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法的一种优选方案，其中：所述测算电力设备区域因灾受损范围包括，估算受灾位置、测算被淹没高度和被淹没面积；
12、估算受灾位置包括，判断电力设备是否处于洪水防御应急响应通知的区域内，所述判断的公式表示为：
13、j(x,y)＝|ax-ay|+|bx-by|
14、其中，j(x,y)表示电力设备坐标与发生洪水区域坐标距离；|ax-ay|表示根据电网智瞰系统电力地理信息图生成的电力设备坐标矩阵；|bx-by|表示根据既定洪水风险图生成的发生洪水区域坐标矩阵；当j(x,y)＝0时，判断所述电力设备处于洪水防御应急响应通知所提发生洪水区域内；测算电力设备所在区域的被淹没面高度的表达式为：
15、
16、其中，sn表示指受洪水灾害影响的电力设备的总面积；dsi表示受洪水灾害影响的电力设备的单独面积；ei表示电力设备被淹没高度；μi表示不同区域类型的权重，权重根据液位传感器的准确度等级设定；
17、测算受灾面积包括，洪水淹没电力设备区域实际面积s1来至电力地理信息图所标注中低压配电网线路的供电半径区域；从配电变压器二次侧出线到其供电的最远负荷点之间的区域，其结构是辐射式；
18、根据洪水淹没电力设备区域面积s1，计算电力用户设施受洪灾影响面积s2；
19、
20、其中，l表示中低压配电网线路集合；li表示辐射型配电网线路的供电距离；pi表示电力用户设施在区域面积；ki表示第i条中低压配电网线路的供电半径区域与其相关电力用户设施面积的大小比例系数。
21、作为本发明所述的分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法的一种优选方案，其中：所述电力地理信息图包括，对区域地表曲面进行数字化模拟，将模拟区域定义为某配电变压器所在供电区域d的地形表面形态三维向量有限序列；
22、未受洪水灾害影响时，d的公式表示为：
23、ci＝(xi，yi，zi)，i＝1，2，…，n)
24、其中，ci表示未受洪水灾害影响的地形表面形态三维向量有限序列，(xi,yi)∈d表示平面坐标，zi表示点(xi,yi)在电网智瞰系统中对应的高程，可连续将地形表面形态表达为离散的数学形式；为恢复连续性，使用二维函数的有序集合表示地形表面形态高程随点位的变化关系，公式表示为：
25、zi＝f(xi，yi)，(xi，yi)∈d
26、受到洪水灾害影响时，d表示为：
27、c'i＝(xi,yi,z'i)，(i＝1,2,...,n)
28、其中，c'i表示受到洪水灾害影响的地形表面形态三维向量有限序列，(xi，yi)∈d表示平面坐标，z'i表示点(xi，yi)在电网智瞰系统中对应高程叠加水位高度后的数值。
29、作为本发明所述的分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法的一种优选方案，其中：所述神经网络包括，收集历史洪灾数据，对收集到的洪水灾害数据进行标准化处理；划分训练集、测试集；提取影响地形表面形态的关键因素作为输入特征；
30、构建多层感知机模型作为网络结构，包含输入层、隐藏层和输出层；隐藏层使用relu激活函数；输出层设计为回归任务，预测受灾区域地形的淹没高度、淹没面积、水流流速参数；
31、使用均方误差作为损失函数，通过梯度下降法进行优化；使用历史洪灾数据对神经网络进行训练，并用验证集调整超参数：在测试集上评估模型的性能。
32、作为本发明所述的分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法的一种优选方案，其中：所述神经网络包括，收集历史洪灾数据，对收集到的洪水灾害数据进行标准化处理；划分训练集、测试集；提取影响地形表面形态的关键因素作为输入特征；
33、构建多层感知机模型作为网络结构，包含输入层、隐藏层和输出层；隐藏层使用relu激活函数；输出层设计为回归任务，预测受灾区域地形的淹没高度、淹没面积、水流流速参数；
34、使用均方误差作为损失函数，通过梯度下降法进行优化；使用历史洪灾数据对神经网络进行训练，并用验证集调整超参数：在测试集上评估模型的性能；
35、所述勘查结果包括，收到洪水防御应急响应通知的预警，启动对电力设备的洪水灾害勘测流程；神经网络模型根据卫星图计算洪水流向流速信息，结合电力地理信息图，判断是否影响电力设备所在区域；若影响电力设备所在区域时，向受灾区域定向发布预警通知单；若不影响电力设备区域，则保持对洪水灾害影响范围的监测，继续正常运行电力设备；
36、神经网络模型根据电力地理信息图，判断电力设备所在区域是否处于积水区域的边界范围；若不在积水区域的边界范围内，则保持灾害预警状态，继续正常运行电力设备；若在积水区域的边界范围内，则发出受灾警报，停止受灾区域内电力设备运行，将电网系统中的电力设备信息输入神经网络，计算受洪水灾害影响的电力设备所在区域的实际面积及其被洪水淹没面积和淹没高度；根据所述受洪水灾害影响的电力设备的实际面积、被淹没面积及电力设备所在位置的水位监测数据及临近河道的水位观测数据，勘测受灾区域的地表情况，并输出对电力设备所在区域的受洪水灾害影响程度、地形表面形态的勘查结果和灾害对电力设备区域持续影响的预测；
37、作为本发明所述的分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法的一种优选方案，其中：所述恢复供电策略包括，求解洪水敏感负荷条件指数，表示为；
38、
39、其中，fsli表示任意时刻洪水敏感负荷条件指数，t表示对应时刻降雨量，u表示电力设备所在位置对应时刻相对水位，v表示电力设备临近河道对应时刻流速；
40、求解洪水敏感用电量条件指数，表示为：
41、
42、其中，fspi表示日洪水敏感用电量条件指数；表示日平均降雨量；表示电力设备所在位置的日平均水位，表示电力设备临近河道日平均流速；tmax表示电力设备所在位置的日最高水位；tmin表示电力设备所在位置的日最低水位；根据用电条件指数给出恢复供电的策略指导，进行受灾地区供电恢复工作。
43、一种采用本发明任一所述方法的分析地形表面形态的电网洪灾勘察系统，其特征在于：
44、采集模块，接收气象台发布暴雨预警或者台风预警、水文中心发布洪水预警通知和电力设备所在位置的水位监测数据，输入电力地理信息图相关信息；
45、数据存储模块，对所述面向电力设备洪涝灾害勘灾系统处理的数据进行存储；
46、综合处理模块，用于在接收到洪水防御应急响应通知之后，启动对电力设备遭受洪水灾害的勘查流程；
47、应用模块，其用于展示处理层输出的电力设备所在区域的被洪水淹没面积、地形表面形态的勘查结果以及相关数据，并通过网站服务器进行数据传送。
48、一种计算机设备，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明中任一项所述的方法的步骤。
49、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现本发明中任一项所述的方法的步骤。
50、本发明的有益效果：本发明提供的分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法创造性地实现了基于气象发布、水文发布、水位监测、水位观测数据，全天候实时勘查洪水灾害的功能，克服了测算电力设备(设施)所在区域地形表面形态(包括被淹没面积、高度、时刻)的难题，其受灾情况的测算结果具有极好的时效性、准确性，有助于应急指挥中心指导开展应急响应、负荷转移、防洪加固、抢修复电、物资调配、客户服务、网架规划等工作，并大幅提升电力设备(设施)运行时间和对用户的供电时间。
1.一种分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法，其特征在于：所述受灾区域电力设备和水位监测数据信息包括，接收到暴雨预警、台风预警、洪水预警的洪水防御应急响应通知后，启动对电力设备遭受洪水灾害的勘查流程；
3.如权利要求2所述的分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法，其特征在于：所述受灾位置和淹没程度包括，受洪水灾害影响的电力设备的估算面积、被淹没面高度、被淹没时间以及对所在区域电力保障应急响应等级。
4.如权利要求3所述的分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法，其特征在于：所述电力设备区域因灾受损范围包括，估算受灾位置、测算被淹没高度和被淹没面积；
5.如权利要求4所述的分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法，其特征在于：所述电力地理信息图包括，对区域地表曲面进行数字化模拟，将模拟区域定义为某配电变压器所在供电区域d的地形表面形态三维向量有限序列；
6.如权利要求5所述的分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法，其特征在于：所述神经网络包括，收集历史洪灾数据，对收集到的洪水灾害数据进行标准化处理；划分训练集、测试集；提取影响地形表面形态的关键因素作为输入特征；
7.如权利要求6所述的分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法，其特征在于：所述恢复供电策略包括，求解洪水敏感负荷条件指数，表示为；
8.一种采用如权利要求1-7任一所述方法的分析地形表面形态的电网洪灾勘察系统，其特征在于：
9.一种计算机设备，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现分析地形表面形态的电网洪灾勘察方法的步骤。
