王東升

（國網(wǎng)浙江德清縣供電公司，浙江 湖州 313200）

電網(wǎng)的安全運(yùn)行與氣象信息息息相關(guān)，隨著電網(wǎng)的發(fā)展和擴(kuò)大，自然災(zāi)害對(duì)電網(wǎng)正常運(yùn)行的沖擊越來越大，2008年初的大雪冰凍、2016年初大雪極端凍害都給德清的電網(wǎng)帶來了嚴(yán)重的影響。長期以來德清地區(qū)電網(wǎng)遭受臺(tái)風(fēng)、暴雨、冰雪、雷電、雷電、大風(fēng)、大霧等氣象災(zāi)害侵襲的事件不斷發(fā)生，與此同時(shí)，地區(qū)電網(wǎng)檢修、運(yùn)行方式的變化、地區(qū)負(fù)荷調(diào)整等對(duì)氣象預(yù)報(bào)、預(yù)警信息的要求越來越嚴(yán)格，特別是對(duì)在線實(shí)時(shí)氣象信息服務(wù)、氣象預(yù)報(bào)服務(wù)、氣象災(zāi)害預(yù)警、電網(wǎng)事故預(yù)警等方面的需求日益增大。因此，迫切需要建設(shè)一套集成度高、功能全面、與電網(wǎng)緊密結(jié)合的電網(wǎng)氣象信息預(yù)警系統(tǒng)[1-3]。

目前，國內(nèi)已有部分電網(wǎng)公司開展電網(wǎng)信息系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)，為氣象信息御用電網(wǎng)提供了相應(yīng)的平臺(tái)，根據(jù)對(duì)氣象信息的預(yù)測(cè)，可以對(duì)電網(wǎng)的相關(guān)工作提供科學(xué)指導(dǎo)[4-7]，為電網(wǎng)安全運(yùn)行提供保障，更能降低或避免因氣象條件造成的損失，隨著氣象技術(shù)的進(jìn)步，觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，數(shù)值預(yù)報(bào)精度的提高，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為電網(wǎng)提供更精細(xì)、更專業(yè)的預(yù)報(bào)服務(wù)產(chǎn)品成為可能。

1 電力氣象信息系統(tǒng)

電力氣象信息系統(tǒng)在充分利用電力和氣象已有軟硬件資源的基礎(chǔ)上，通過氣象雷達(dá)數(shù)據(jù)采集、電力專用氣象設(shè)施以及地方氣象來更新實(shí)時(shí)氣象信息和預(yù)報(bào)信息，利用建立電網(wǎng)事故預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)極端天氣的觀測(cè)，預(yù)警，進(jìn)而科學(xué)指導(dǎo)電力安全生產(chǎn)。

1.1 系統(tǒng)主要功能要求

1.1.1 基本功能

系統(tǒng)的基本功能包括：天氣實(shí)況的查看、天氣預(yù)報(bào)的查詢；閃電定位的適時(shí)監(jiān)控和歷史查詢；大氣電場(chǎng)、雷達(dá)、衛(wèi)星資料和臺(tái)風(fēng)路徑等的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。氣象系統(tǒng)的基本功能如圖1所示。

1.1.2 高級(jí)應(yīng)用功能

高級(jí)應(yīng)用功能主要是利用采集的實(shí)時(shí)氣象信息和預(yù)報(bào)信息和預(yù)警信息，根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況，對(duì)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度進(jìn)行輔助決策，氣象信息應(yīng)用對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

雷達(dá)衛(wèi)星等氣象信息對(duì)突發(fā)性氣象災(zāi)害預(yù)警和定位功能，利用杭州多普勒雷達(dá)站對(duì)各類中小尺度系統(tǒng)的跟蹤監(jiān)測(cè)形成的雷達(dá)數(shù)據(jù)。風(fēng)云2號(hào)G星3D衛(wèi)星資料實(shí)時(shí)滾動(dòng)更新，對(duì)大尺度天氣系統(tǒng)進(jìn)行追蹤。實(shí)時(shí)跟蹤佛堂、莫干山、武康、雷甸、洛舍和新市6個(gè)大氣電場(chǎng)和縣內(nèi)閃電定位信息。通過對(duì)上述數(shù)據(jù)與數(shù)值預(yù)報(bào)、自動(dòng)氣象站等資料信息的綜合運(yùn)用，對(duì)暴雨、臺(tái)風(fēng)、冰雹、大霧、雷雨大風(fēng)及其誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，逐步實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定點(diǎn)、定量化的短時(shí)臨近預(yù)報(bào)和快速進(jìn)行全方位、多層次的預(yù)警發(fā)布服務(wù)。形成完善的災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)預(yù)警體系。

電力氣象信息系統(tǒng)提供了各類氣象信息對(duì)減災(zāi)、增發(fā)電提供科學(xué)依據(jù)。氣象預(yù)報(bào)成果評(píng)價(jià)，可對(duì)有關(guān)氣象要素的預(yù)報(bào)值與實(shí)況值進(jìn)行對(duì)比統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出預(yù)報(bào)成果的準(zhǔn)確率、合格率等評(píng)價(jià)指標(biāo)，以便對(duì)氣象部門提供的預(yù)報(bào)服務(wù)進(jìn)行科學(xué)和量化的分析和評(píng)價(jià)。

基于氣象災(zāi)害的電網(wǎng)故障預(yù)警功能，通過對(duì)各氣象要素（臺(tái)風(fēng)、暴雨、火災(zāi)、雷擊、覆冰等）與各類電網(wǎng)故障事件的相關(guān)分析模型，在接收到災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)后，及時(shí)計(jì)算分析可能電網(wǎng)故障事件的發(fā)生概率，發(fā)生地點(diǎn)，并發(fā)布預(yù)警信息，故障后得以及時(shí)高效的維護(hù)保障。

1.2 氣象信息內(nèi)容及采集方式

1.2.1 信息來源

系統(tǒng)信息源主要來自氣象自動(dòng)站、雷電定位系統(tǒng)、大氣電場(chǎng)儀器，主要信息包括氣象實(shí)時(shí)要素?cái)?shù)據(jù)、氣象預(yù)報(bào)產(chǎn)品及氣象災(zāi)害預(yù)警信息。

1.2.2 信息內(nèi)容

德清氣象局提供的全縣標(biāo)準(zhǔn)氣象站的實(shí)時(shí)信息，包括：氣溫、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、降水量等氣象要素實(shí)測(cè)值；德清氣象局提供的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)精細(xì)化數(shù)值預(yù)報(bào)信息，包括降水量、溫度相對(duì)濕度、云量和風(fēng)向風(fēng)速等。

德清氣象局、臺(tái)風(fēng)采集分析系統(tǒng)提供的臺(tái)風(fēng)實(shí)時(shí)路徑信息和預(yù)報(bào)路徑信息。浙江省氣象局提供的風(fēng)云2G的3D衛(wèi)星云圖、杭州多普勒雷達(dá)實(shí)時(shí)信息；德清氣象局提供的大氣電場(chǎng)、閃電定位實(shí)時(shí)信息如圖2閃電定位信息，圖3大氣電場(chǎng)信息圖；德清氣象局提供的災(zāi)害天氣預(yù)報(bào)預(yù)警信息（臺(tái)風(fēng)、暴雨、冰雪、雷電、大風(fēng)、大霧、高溫、低溫等災(zāi)害性天氣有關(guān)氣象要素實(shí)測(cè)值、預(yù)報(bào)值及文字警報(bào)）。

圖2 閃電定位信息圖

圖3 大氣電場(chǎng)信息圖

2.2.3 采集方式

德清氣象部門提供的數(shù)據(jù)由專用光纜傳輸。

國家、省、市氣象部門提供的數(shù)據(jù)將通過互聯(lián)網(wǎng)采集其提供的數(shù)據(jù)。

臺(tái)風(fēng)采集系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)將通過互聯(lián)網(wǎng)采集。

3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和效益

3.1 系統(tǒng)的工作方式。

系統(tǒng)采用Browser／Server方式結(jié)構(gòu)，配置通信服務(wù)器、PC服務(wù)器、PC工作站等硬件設(shè)備。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制作和發(fā)布的自動(dòng)化處理，基于Internet互聯(lián)網(wǎng)方式，研制專業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品，在氣象局網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上建立氣象產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，并進(jìn)行分類管理，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全自動(dòng)化處理和人工干預(yù)方式進(jìn)行上傳。從氣象部門產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫適時(shí)調(diào)取氣象產(chǎn)品，真正實(shí)現(xiàn)氣象專業(yè)化向供電專業(yè)化、人性化轉(zhuǎn)變，讓供電部門業(yè)務(wù)人員直觀易懂，使用簡潔，提高可讀性，提高氣象服務(wù)產(chǎn)品使用效率。

德清電力氣象系統(tǒng)主要包括3部分：氣象信息整合平臺(tái)、氣象數(shù)據(jù)采集平臺(tái)、氣象預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

氣象信息整合平臺(tái)由氣象部門搭建。通過將種類繁多、來源復(fù)雜的氣象數(shù)據(jù)整合到一個(gè)氣象數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)氣象信息的整合，提高了原始?xì)庀髷?shù)據(jù)的處理能力，簡化氣象部門工作，提高工作效率，為向供電部門提供更加優(yōu)質(zhì)高效的專業(yè)服務(wù)打基礎(chǔ)。

氣象數(shù)據(jù)采集平臺(tái)搭建于供電部門。通過將氣象數(shù)據(jù)自動(dòng)生成可視化圖形，讓用戶直觀地了解氣溫、降雨和風(fēng)等氣象要素的時(shí)空分布情況。

氣象預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分兩部分：一部分展示氣象信息，包括氣象預(yù)警、氣象產(chǎn)品等項(xiàng)目；另一部分結(jié)合百度地圖，定位氣象災(zāi)害發(fā)生地和發(fā)生時(shí)間。這使得電力設(shè)施與氣象信息有機(jī)結(jié)合了起來，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力設(shè)施的氣象預(yù)警，為維護(hù)設(shè)備安全和檢修線路提供了可靠的依據(jù)。

3.2 系統(tǒng)應(yīng)用效果

德清電力氣象信息系統(tǒng)應(yīng)用以來，在電網(wǎng)事故排查、方式調(diào)整、負(fù)荷預(yù)測(cè)等方面取得了較好的應(yīng)用效果。在惡劣天氣例如雷擊、大風(fēng)等來臨時(shí)，輸電線路故障概率及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警信息為電網(wǎng)調(diào)度掌握和控制電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)提供了更多的信息，為搶修故障點(diǎn)的排查提供了便利，該系統(tǒng)的應(yīng)用，使得電網(wǎng)調(diào)度人員及檢修人員對(duì)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)、事故處理由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，大大降低了電網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)及故障的停電時(shí)間，提高了電網(wǎng)的可靠性。具體事件處置如表1所示。

表1 電網(wǎng)事件處置表

4 結(jié)束語

通過氣象信息系統(tǒng)可以掌握德清縣境內(nèi)各地區(qū)的實(shí)時(shí)天氣狀況，可以調(diào)出衛(wèi)星云圖、雷達(dá)圖、閃電定位等功能，了解目前天氣狀況，夏季臺(tái)風(fēng)路徑等惡劣天氣具體狀況，分析可能對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)造成損害的重大氣象災(zāi)害，做好準(zhǔn)備措施；該氣象系統(tǒng)還可以預(yù)測(cè)未來一天至一周的天氣預(yù)報(bào)，調(diào)度部門可以根據(jù)氣象情況，如氣溫等預(yù)測(cè)電力負(fù)荷變化，以便合理安排調(diào)度計(jì)劃。

利用現(xiàn)代化、多樣化的氣象設(shè)施和科學(xué)技術(shù)更好地服務(wù)于電力行業(yè)。諸如閃電定位結(jié)合百度地圖，自動(dòng)生成的簡單易懂的圖表為排查雷擊災(zāi)害引起的線路故障節(jié)省了時(shí)間。精細(xì)化的降雨預(yù)報(bào)為檢修線路的工作人員科學(xué)安排檢修時(shí)間，避開降雨提供了很好的依據(jù)。

電力氣象信息系統(tǒng)遵循內(nèi)容涵蓋全面、操作簡便、顯示美觀、突出重點(diǎn)的原則，通過Web形式，賬戶登陸的方式更好地提供專業(yè)的電力氣象服務(wù)，讓相關(guān)業(yè)務(wù)部門人員高效同步地調(diào)閱相關(guān)氣象信息。

在已建立的平臺(tái)上不斷研究適應(yīng)電力發(fā)展需要的新產(chǎn)品，拓展專業(yè)服務(wù)領(lǐng)域，諸如針對(duì)電力設(shè)施的檢修維護(hù)、施工建設(shè)時(shí)期的精細(xì)化預(yù)報(bào)，針對(duì)水電站發(fā)電計(jì)劃、調(diào)度、防汛等工作，都需要借助于氣象部門的服務(wù)。