專利名稱：電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于地理信息系統(tǒng)(GIS)建設(shè)的、多氣象數(shù)據(jù)源的電網(wǎng)災(zāi)害性天氣監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)的氣象預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電網(wǎng)災(zāi)害性天氣專指對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行有嚴重威脅，對電網(wǎng)設(shè)施造成重大損害的天氣，主要有雷電、大風、暴雨、冰雹、臺風、龍卷風、寒潮、霜凍、大霧、暴雪等。目前可行的災(zāi)害性天氣觀測技術(shù)有自動氣象站觀測，多普勒雷達觀測，氣象衛(wèi)星觀測等。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的壓力越來越大。近年來惡劣極端天氣頻發(fā)，對電網(wǎng)安全生產(chǎn)帶來了巨大壓力。在高溫天氣，氣溫的變化對合理安排錯避峰，正確預(yù)測高峰負荷，保證夏季電網(wǎng)安全運行具備重要意義。在夏季雷電、暴風、洪災(zāi)多發(fā)，及時了解局部天氣狀態(tài)，可以實現(xiàn)有力避險。在冬季，冰雪、凍雨也會造成電網(wǎng)災(zāi)難性災(zāi)害。因此氣象的變化對電網(wǎng)的安全運行與可靠供電有重大影響，研究災(zāi)害性天氣監(jiān)測與預(yù)警對電網(wǎng)運行與供電生產(chǎn)有積極重要的意義。目前，電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)水平參差不齊，存在諸多不足之處。第一，接入系統(tǒng)的氣象數(shù)據(jù)源形式單一，只實現(xiàn)了對災(zāi)害性天氣的粗略預(yù)報和監(jiān)測，無法保證數(shù)據(jù)的準確度，亦不能監(jiān)測災(zāi)害天氣的詳細衍變過程。第二，系統(tǒng)不是基于地理信息系統(tǒng)(GIS)建設(shè)的，災(zāi)害天氣數(shù)據(jù)沒有與地圖數(shù)據(jù)、電網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)結(jié)合展示。不能直觀的判斷災(zāi)害天氣的影響范圍，更不能準確定位受災(zāi)害天氣影響的電網(wǎng)設(shè)施。第三，缺乏電網(wǎng)運行領(lǐng)域可靠的災(zāi)害性天氣預(yù)警模型，僅僅依靠氣象部門提供的預(yù)報數(shù)據(jù)不能達成電網(wǎng)精確預(yù)警、保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的不足，提供一種創(chuàng)新的、實用性更強的電網(wǎng)災(zāi)害天氣監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，能夠準確定位受災(zāi)害天氣影響的電網(wǎng)設(shè)施。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下—種電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)和災(zāi)害天氣綜合展示子系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)負責完成原始氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集任務(wù),原始氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)包括自動氣象站數(shù)據(jù)、多普勒雷達數(shù)據(jù)、氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)和數(shù)值預(yù)報數(shù)據(jù)，原始氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)采集于自動氣象站、多普勒雷達、氣象衛(wèi)星、氣象計算模型，統(tǒng)一存放在氣象部門；在電力內(nèi)網(wǎng)與氣象內(nèi)網(wǎng)間鋪設(shè)光纖專線，建立專用傳輸通道，以完成原始氣象數(shù)據(jù)的采集；數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)負責原始氣象數(shù)據(jù)的解析工作，并對衛(wèi)星云圖進行切圖，最終將處理后的數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)；數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)負責存儲各階段、各類型的數(shù)據(jù)，包括從氣象部門接收的原始數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)解析后的關(guān)系數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)解析后的矢量數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)處理過的圖片；災(zāi)害天氣綜合展示子系統(tǒng)負責系統(tǒng)功能展示，是系統(tǒng)與用戶交互的主要途徑，利用Gis平臺實現(xiàn)，包含災(zāi)害天氣監(jiān)測模塊、災(zāi)害天氣預(yù)警模塊、電網(wǎng)故障預(yù)警模塊和數(shù)據(jù)報表模塊。所述災(zāi)害天氣監(jiān)測模塊通過自動氣象站、多普勒雷達、氣象衛(wèi)星三種氣象觀測技術(shù)實現(xiàn)對暴雨，大風，高溫，低溫，大霧，暴雪，雷電，臺風，冰雹等災(zāi)害性天氣的實時監(jiān)測將自動氣象站采集的氣溫、濕度、風速、降雨量、能見度等數(shù)據(jù)制作成對應(yīng)天氣要素的等值面圖，并進行著色，生成氣象色斑圖，直觀的反應(yīng)天氣分布的總體情況；將多普勒雷達站采集的回波數(shù)據(jù)制作成回波強度色斑圖，由回波強度色斑圖可較容易地判斷災(zāi)害天氣的影響范圍；將氣象衛(wèi)星采集的紅外、可見光、水汽和云量等數(shù)據(jù)處理成直觀反映大風、強降水、冰雹等災(zāi)害天氣的色斑圖，同時制作成可連續(xù)播放的衛(wèi)星云圖；以上各色斑圖均實現(xiàn)了按照時間連續(xù)播放的動畫效果，通過動畫更加直觀、形象的反應(yīng)出了各類災(zāi)害天氣的衍變趨勢。以上各色斑圖均實現(xiàn)了空間查詢功能，可按色斑圖的不同等級查詢覆蓋的電網(wǎng)資源，準確定位受災(zāi)害天氣影響的電網(wǎng)設(shè)施。災(zāi)害天氣預(yù)警模塊通過建立災(zāi)害天氣預(yù)警模型實現(xiàn)提前報警，所述模型的實現(xiàn)原理如下I)建立一套災(zāi)害天氣報警規(guī)則，與氣象部門的天氣報警規(guī)則不同，該規(guī)則僅適用于電力行業(yè)，特別指對電網(wǎng)運行或電網(wǎng)設(shè)施造成威脅或嚴重影響的天氣，如高溫、低溫、連續(xù)強降水、暴風、暴雪、大霧等；2)根據(jù)災(zāi)害天氣對電網(wǎng)設(shè)施破壞程度的不同定義了多個報警等級，并給出每一級報警發(fā)生時采取的措施，定義報警等級時綜合考慮了設(shè)備的實際運行狀況，如設(shè)備折舊、老化等因素；3)每一類天氣的每一級報警設(shè)置報警閾值，若天氣預(yù)報中有數(shù)據(jù)達到或超出告警閾值，就自動生成報警色斑圖，自動生成受影響的電網(wǎng)設(shè)施信息，從而發(fā)布災(zāi)害天氣預(yù)警信
肩、O所述電網(wǎng)故障預(yù)警模塊通過對電網(wǎng)故障資料的分析，建立各類天氣與各類電網(wǎng)事故的分析模型，在接收到災(zāi)害天氣預(yù)報后，及時計算分析電網(wǎng)事故的發(fā)生概率，生成電網(wǎng)故障預(yù)警信息。具體計算步驟如下I)統(tǒng)計各類不同等級氣象災(zāi)害下電網(wǎng)事故發(fā)生概率Ptype，gMde = mg/Mg，其中Mg為災(zāi)害天氣發(fā)生總次數(shù)，mg為災(zāi)害天氣下電網(wǎng)的事故次數(shù)；2)對某一類災(zāi)害天氣現(xiàn)象，計算該類災(zāi)害天氣的預(yù)警臨界等級glinit，預(yù)警臨界等級glimit為電網(wǎng)事故發(fā)生概率Ptype，grade > O時相應(yīng)種類災(zāi)害等級grade下的最小值；3)按照各等級下電網(wǎng)事故概率值ptype，grade，制定出電網(wǎng)故障風險水平，生成電網(wǎng)故障預(yù)警信息。所述數(shù)據(jù)報表模塊提供災(zāi)害天氣的歷史、實時、預(yù)測三個維度的報表，提供電網(wǎng)事故歷史報表、電網(wǎng)事故預(yù)警報表，此模塊對其他系統(tǒng)提供接口，方便其他系統(tǒng)調(diào)用數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的有益效果是，通過對氣象自動站、多普勒雷達、氣象衛(wèi)星、數(shù)值預(yù)報等資料信息的綜合運用，建立了較完善的災(zāi)害性天氣實測及預(yù)警體系，能夠快速定位受災(zāi)害天氣影響的電網(wǎng)設(shè)施，能夠預(yù)估電網(wǎng)事故的發(fā)生概率，能夠提供抗災(zāi)防災(zāi)的實用性建議，達到了電網(wǎng)精確預(yù)警的目的，實現(xiàn)了全方位、多層次的預(yù)警發(fā)布服務(wù)。


附圖1是本發(fā)明所述的一種電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。附圖2是本發(fā)明所述的一種電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做更詳細的說明。參照附圖1，電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)儲存子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)、災(zāi)害天氣綜合展示子系統(tǒng)構(gòu)成，同時還集成了雷電監(jiān)測預(yù)警、輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、PMS等信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集到原始數(shù)據(jù)后，存儲至氣象文件服務(wù)器；由解析程序?qū)⒃紨?shù)據(jù)解析存入數(shù)據(jù)庫，或進行切圖后再存入文件服務(wù)器；災(zāi)害天氣綜合展示子系統(tǒng)包含GIS平臺與Web平臺，GIS平臺提供基礎(chǔ)地圖服務(wù)、查詢定位服務(wù)、圖形瀏覽服務(wù)、空間分析服務(wù)，Web平臺負責提供實用化功能，如災(zāi)害天氣監(jiān)測、災(zāi)害天氣預(yù)警、電網(wǎng)故障預(yù)警、數(shù)據(jù)報表等。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)重點要解決數(shù)據(jù)安全與數(shù)據(jù)傳輸實時的問題。因接入的數(shù)據(jù)屬于電力外網(wǎng)數(shù)據(jù)，可通過光纖專線，建立私網(wǎng)，設(shè)置防火墻的技術(shù)手段保證接入數(shù)據(jù)的安全性。數(shù)據(jù)傳輸實時性要求盡量縮短程序轉(zhuǎn)發(fā)及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)挠行r間，不僅要保證傳輸通道時刻暢通，而且氣象部門采集到數(shù)據(jù)后便立即轉(zhuǎn)發(fā)至電力網(wǎng)絡(luò)。收到的原始氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一存放在前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器內(nèi)。數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)重點解決數(shù)據(jù)兼容性與數(shù)據(jù)容錯性的問題。存放在前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器內(nèi)的原始氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)涉及多種類型，且格式不同，有二進制文件、TXT文件、XML文件、矢量數(shù)據(jù)文件，所以數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)必須支持以上幾種類型的文件解析。數(shù)據(jù)容錯性是指當一類或一個文件發(fā)生解析錯誤時，不會影響到其他文件的解析進程，也不會影響到整個數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)的運行。數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)主要由文件服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成，原始數(shù)據(jù)存儲在文件服務(wù)器，其他數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。同時將矢量數(shù)據(jù)與非矢量數(shù)據(jù)分別存放在空間數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。災(zāi)害天氣綜合展示子系統(tǒng)由GIS平臺與Web平臺組成，GIS平臺為第三方提供的平臺，可根據(jù)實際需要靈活選擇。但至少應(yīng)具備基礎(chǔ)地圖服務(wù)、查詢定位服務(wù)、圖形瀏覽服務(wù)、空間分析服務(wù)。Web平臺采用JavaEE結(jié)合Flex的技術(shù)架構(gòu)實現(xiàn)。這樣系統(tǒng)不但可以部署在不同類型的操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)了跨平臺的訪問，還給用戶提供了美觀、便于操作的界面，提高了用戶的體驗感。參照附圖2，附圖2是該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖。圖中描述了電網(wǎng)災(zāi)害天氣監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)涉及的各類數(shù)據(jù)處理流程。原始的氣象數(shù)據(jù)文件均由氣象部門提供，經(jīng)數(shù)據(jù)解析服務(wù)解析后生成關(guān)系數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)與地圖切片數(shù)據(jù)，分別存入氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、GIS數(shù)據(jù)庫與切片數(shù)據(jù)服務(wù)器。最后，各類數(shù)據(jù)由Web服務(wù)和GIS服務(wù)調(diào)用進行分析計算與展示。以上已以較佳實施例公開了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等同替換或者等效變換方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)、災(zāi)害天氣綜合展示子系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)負責完成原始氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，原始氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)包括自動氣象站數(shù)據(jù)、多普勒雷達數(shù)據(jù)、氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)和數(shù)值預(yù)報數(shù)據(jù)，原始氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)采集于自動氣象站、多普勒雷達、氣象衛(wèi)星和氣象計算模型，統(tǒng)一存放在氣象部門；數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)負責原始氣象數(shù)據(jù)的解析工作，并對衛(wèi)星云圖進行切圖，最終將處理后的數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)；數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)負責存儲各階段、各類型的數(shù)據(jù)，包括從氣象部門接收的原始數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)解析后的關(guān)系數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)解析后的矢量數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)處理過的圖片；災(zāi)害天氣綜合展示子系統(tǒng)負責系統(tǒng)功能展示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述災(zāi)害天氣綜合展示子系統(tǒng)利用GIS平臺實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述災(zāi)害天氣綜合展示子系統(tǒng)包含災(zāi)害天氣監(jiān)測模塊、災(zāi)害天氣預(yù)警模塊、電網(wǎng)故障預(yù)警模塊和數(shù)據(jù)報表模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述災(zāi)害天氣監(jiān)測模塊通過自動氣象站、多普勒雷達、氣象衛(wèi)星三種氣象觀測技術(shù)實現(xiàn)對災(zāi)害性天氣的實時監(jiān)測將自動氣象站采集的氣溫、濕度、風速、降雨量、能見度數(shù)據(jù)制作成對應(yīng)天氣要素的值面圖，并進行著色，生成氣象色斑圖；將多普勒雷達站采集的回波數(shù)據(jù)制作成回波強度色斑圖；將氣象衛(wèi)星采集的紅外、可見光、水汽和云量數(shù)據(jù)處理成直觀反映大風、強降水、冰雹災(zāi)害天氣的色斑圖，同時制作成可連續(xù)播放的衛(wèi)星云圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于災(zāi)害天氣預(yù)警模塊通過建立災(zāi)害天氣預(yù)警模型實現(xiàn)提前報警，所述模型為1)建立一套災(zāi)害天氣報警規(guī)則；2)根據(jù)災(zāi)害天氣對電網(wǎng)設(shè)施破壞程度的不同定義了多個報警等級，并給出每一級報警發(fā)生時采取的措施；3)每一類天氣的每一級報警設(shè)置報警閾值，若天氣預(yù)報中有數(shù)據(jù)達到或超出告警閾值，則自動生成報警色斑圖，自動生成受影響的電網(wǎng)設(shè)施信息，從而發(fā)布災(zāi)害天氣預(yù)警信肩、O
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述電網(wǎng)故障預(yù)警模塊通過對電網(wǎng)故障資料的分析，建立各類天氣與各類電網(wǎng)事故的分析模型，在接收到災(zāi)害天氣預(yù)報后，及時計算分析電網(wǎng)事故的發(fā)生概率，生成電網(wǎng)故障預(yù)警信息，具體計算步驟如下1)統(tǒng)計各類不同等級氣象災(zāi)害下電網(wǎng)事故發(fā)生概率Ptype,grade = mg/Mg，其中Mg為災(zāi)害天氣發(fā)生總次數(shù)，mg為災(zāi)害天氣下電網(wǎng)的事故次數(shù)；2)對某一類災(zāi)害天氣現(xiàn)象，計算該類災(zāi)害天氣的預(yù)警臨界等級glimit，預(yù)警臨界等級glinit為電網(wǎng)事故發(fā)生概率Ptype, grade > O時相應(yīng)種類災(zāi)害等級grade下的最小值；3)按照各等級下電網(wǎng)事故概率值Ptype,grade，制定出電網(wǎng)故障風險水平，生成電網(wǎng)故障預(yù)
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)報表模塊提供災(zāi)害天氣的歷史、實時、預(yù)測三個維度的報表，提供電網(wǎng)事故歷史報表、電網(wǎng)事故預(yù)警報表，數(shù)據(jù)報表模塊包括與其他系統(tǒng)的接口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)負責完成原始氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，原始氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)包括自動氣象站數(shù)據(jù)、多普勒雷達數(shù)據(jù)、氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)和數(shù)值預(yù)報數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)負責原始氣象數(shù)據(jù)的解析工作，并對衛(wèi)星云圖進行切圖，最終將處理后的數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)；數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)負責存儲各階段、各類型的數(shù)據(jù)，包括從氣象部門接收的原始數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)解析后的關(guān)系數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)解析后的矢量數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)處理過的圖片；災(zāi)害天氣綜合展示子系統(tǒng)負責系統(tǒng)功能展示。本發(fā)明能夠準確定位受災(zāi)害天氣影響的電網(wǎng)設(shè)施。
文檔編號G01W1/06GK103033855SQ201210532759
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者郭雅娟, 李群, 劉玉林, 陳哲, 陳錦銘, 姚楠 申請人:江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 江蘇省電力公司, 國家電網(wǎng)公司