[发明专利]一种变电站电气设备火灾残留物检测分析系统及分析方法

权利要求书

1.一种变电站电气设备火灾残留物检测分析系统，其特征在于：包括对变电站附近气象、地形数据进行收集和分析的WRF-ARW气象场模拟单元和对变电站电气设备火灾后烟气混合物数据进行采集和分析的CALPUFF模拟单元；

所述WRF-ARW气象场模拟单元包括前处理部分的WPS模块、WRF-ARW动力内核模块以及后处理部分的可视化模块；气象和地形数据经由WPS模块输入进入WRF-ARW动力内核模块进行数据处理和模型模拟，最后由可视化模块进行输出至的CALPUFF模拟单元；其中，所述WRF-ARW动力内核模块构建的基础框架是WRF模型生成初始化数据，包含理想化模拟模型ideal和实时数据模拟模型real，理想化模拟模型ideal生成初始条件文件；实时数据模拟模型real从所述WPS模块获得预处理后的数据经过处理生成气象初始场数据；

所述CALPUFF模拟单元包括相互通信连接的CALMET风场诊断模块、CALPUFF污染扩散模块和CALPOST模块；所述CALMET风场诊断模块用于生成CALPUFF污染扩散模块所需的气象场文件；所述CALPUFF污染扩散模块为CALPUFF模拟单元中的主程序，在通过CALMET风场诊断模块计算得出的气象场基础上来模拟污染物在研究区域内的迁移转化过程；所述CALPOST模块是CALPUFF模拟单元的后处理模块，提取CALPUFF污染扩散模块输出文件中的所需变量，并实现数据输出；其中，所述CALPUFF污染扩散模块中运用模拟或预测非定常及非稳态条件下的多种污染物、多层次的高斯型扩散模型，结合外部输入污染排放源的相关数据，从而得到随时间、空间位置变化的气象因素下的污染物的质量浓度分布情况。

2.如权利要求1所述的一种变电站电气设备火灾残留物检测分析系统，其特征在于：所述WPS模块包括相互通信连接的将地理数据插入至网格的geogrid单元、能够将气象数据转化为GRIB格式的ungrib单元以及将气象场水平插入网格的metgrid单元。

3.如权利要求1所述的一种变电站电气设备火灾残留物检测分析系统，其特征在于：所述CALPOST模块将根据CALPUFF污染扩散模块生成的浓度的二进制文件转化为可直接读取或是被图形软件处理的形式。

4.一种变电站电气设备火灾残留物检测分析方法，其特征在于：利用如权利要求1至3任一所述的系统进行变电站电气设备火灾残留物检测分析。

5.如权利要求4所述的一种变电站电气设备火灾残留物检测分析方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、经过WRF-ARW气象场模拟单元进行气象场模拟，对变电站附近气象、地形数据收集和分析，输出气象初始场至CALMET风场诊断模块，经CALMET风场诊断模块调整后，得到最终的气象场：

S2、确认排放特征、建立排放源数据库：确定变电站电气设备火灾混合烟气的排放特征，作为CALPUFF污染扩散模块的污染源排放输入数据，结合CALPUFF污染扩散模块中模型对输入数据的校正，建立污染排放源数据库；

S3、对电气设备火灾残留物中各抽样点的沉降通量进行数值仿真计算模拟，包括沉降速率计算和转化速率计算，进而估算污染物在环境介质中的时空分布，同时对CALPUFF污染扩散模块中模型的参数进行优化；

S4、分析沉降物进行源解析：结合上述模拟输出的数值，分析获得不同暴露时间下火灾残留物中污染物在环境中浓度的变化和空间分布情况，结合各抽样点沉降通量，并采用正定矩阵因子分解模型对大气沉降中的污染源进行源解析。