本发明涉及电力系统安全，具体涉及一种变电站建筑物在极端天气下的水动力影响预测方法和系统。
背景技术：
1、变电站作为电力系统的重要基础设施，其安全性和稳定性对整个电网的运行至关重要。在极端天气事件中，变电站的院墙及建筑物结构面临着洪水的直接冲击和长期浸泡的双重威胁。院墙的破坏可能导致洪水直接涌入站内，而建筑物结构的损坏则可能影响电力设备的运行和维护人员的安全。
技术实现思路
1、为克服上述技术问题，本发明提供一种变电站建筑物在极端天气下的水动力影响预测方法，包括：
2、获取变电站所处地形、建筑结构数据；
3、采用固壁边界法，将变电站建筑物区域设定为无效网络，构建变电站建筑物区域的固壁边界；
4、基于所述变电站所处地形、建筑结构数据和固壁边界，通过不可压缩内维尔斯托克斯方程沿水深平均简化，构建水动力影响预测模型；
5、采用所述水动力影响预测模型，以极端天气下洪水的相关参数作为输入数据，对极端天气下洪水对变电站建筑物的危害进行预测。
6、进一步的，获取变电站所处地形、建筑结构数据，包括：
7、通过遥感技术、激光雷达和地理信息系统，采集变电站及其预设范围内的地形、院墙及建筑物结构数据、地形数据、土地利用数据及降雨数据。
8、进一步的，采用固壁边界法，将变电站建筑物区域设定为无效网络，构建变电站建筑物区域的固壁边界，包括：
9、所述固壁边界法，将变电站建筑物区域所对应计算网格排除在二维水动力汇流计算之外，并设置相应的固壁边界条件。
10、进一步的，基于所述变电站所处地形、建筑结构数据和固壁边界，通过不可压缩内维尔斯托克斯方程沿水深平均简化，构建水动力影响预测模型，包括：
11、所述变电站所处地形、建筑结构数据建立水动力与结构相互作用的数值模型；
12、固壁边界采用透射和/或反射封闭边界条件进行模拟；
13、由不可压缩内维尔斯托克斯方程沿水深平均简化，获得浅水方程，将浅水方程作为所述水动力影响预测模型的控制方程；所述浅水方程包括守恒方程和沿x,y方向的动量守恒方程，其中质量守恒方程为：
14、
15、沿x,y方向的动量守恒方程为：
16、
17、其中，h为水深；h2为；t为时间；ui和uj分别为x和y方向的流速；xi和xj分别表示x和y方向；x为坐标轴；g是重力加速度；fi是外力项；r是降雨源项；
18、通过数值模型、固壁边界模拟和控制方程构建水动力影响预测模型。
19、进一步的，所述透射封闭边界条件，在镜像单元处，假定水流变量在边界处的梯度为零，或根据流入或流出量进行计算；
20、所述反射封闭边界条件，要求反向流速或排水量以及水面高程或水深梯度在边界处均计算为零。
21、进一步的，还包括：
22、通过变电站历史洪水事件数据和现场监测数据，在训练和测试过程中，对模型中地形网格分辨率、下渗模型中土壤饱和导水率和下渗含水率参数进行优化调整。
23、进一步的，采用所述水动力影响预测模型，以极端天气下洪水的相关参数作为输入数据，对极端天气下洪水对变电站建筑物的危害进行预测，包括：
24、将极端天气下洪水的相关参数输入所述水动力影响预测模型，所述水动力影响预测模型通过模拟洪水对建筑物结构的冲击作用，以及建筑物结构在冲击作用下的响应和破坏过程，预测极端天气下洪水对变电站建筑物的危害及危害等级。
25、本发明同时提供一种变电站建筑物在极端天气下的水动力影响预测系统，包括：
26、数据获取模块，用于获取变电站所处地形、建筑结构数据；
27、固壁边界确定模块，用于采用固壁边界法，将变电站建筑物区域设定为无效网络，构建变电站建筑物区域的固壁边界；
28、模型构建模块，用于基于所述变电站所处地形、建筑结构数据和固壁边界，通过不可压缩内维尔斯托克斯方程沿水深平均简化，构建水动力影响预测模型；
29、预测模块，用于采用所述水动力影响预测模型，以极端天气下洪水的相关参数作为输入数据，对极端天气下洪水对变电站建筑物的危害进行预测。
30、进一步的，固壁边界确定模块，包括：
31、边界条件设置子模块，用于通过所述固壁边界法，将变电站建筑物区域所对应计算网格排除在二维水动力汇流计算之外，并设置相应的固壁边界条件。
32、进一步的，还包括：
33、训练和测试模块，用于通过变电站历史洪水事件数据，在训练和测试过程中，对模型中地形网格分辨率、下渗模型中土壤饱和导水率和下渗含水率参数进行优化调整。
34、进一步的，预测模块，包括：
35、预测子模块，用于将极端天气下洪水的相关参数输入所述水动力影响预测模型，所述水动力影响预测模型通过模拟洪水对建筑物结构的冲击作用，以及建筑物结构在冲击作用下的响应和破坏过程，预测极端天气下洪水对变电站建筑物的危害及危害等级。
36、本发明同时提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求中任一项所述的方法的步骤。
37、本发明提供的一种变电站建筑物在极端天气下的水动力影响预测方法和系统，基于水动力模型，在建模过程中加入概化变电站建筑物，提高模型的计算精度。该方法旨在通过精确模拟变电站建筑物结构在洪水作用下的响应，为变电站的设计、改造和防洪措施的制定提供科学依据。通过预警系统的建立和应急预案的制定，能够提前发现潜在风险，减少灾害损失，提高变电站的安全运行水平和城市的抗灾能力。
1.一种变电站建筑物在极端天气下的水动力影响预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取变电站所处地形、建筑结构数据，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用固壁边界法，将变电站建筑物区域设定为无效网络，构建变电站建筑物区域的固壁边界，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述变电站所处地形、建筑结构数据和固壁边界，通过不可压缩内维尔斯托克斯方程沿水深平均简化，构建水动力影响预测模型，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述透射封闭边界条件，在镜像单元处，假定水流变量在边界处的梯度为零，或根据流入或流出量进行计算；
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用所述水动力影响预测模型，以极端天气下洪水的相关参数作为输入数据，对极端天气下洪水对变电站建筑物的危害进行预测，包括：
8.一种变电站建筑物在极端天气下的水动力影响预测系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，固壁边界确定模块，，包括：
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：
11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，预测模块，包括：
12.一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权利要求1至7任一项所述的方法的步骤。
