云南电网自然灾害监测预警系统研究

李正志,韩彤,杨瑞波,孟杨超

(云南电网公司电力科学研究院,昆明 650217)

云南电网自然灾害监测预警系统研究

李正志,韩彤,杨瑞波,孟杨超

(云南电网公司电力科学研究院,昆明 650217)

随着电网输电线路监测技术的不断发展、与输电线路运行有关的信息越来越多,以自然灾害监测预警系统为基础,从应用角度论述了输电线路针对自然灾害所采取监测,预警以及风险控制的方法。

输电线路；评估模型；地质灾害；地震灾害；山火灾害；在线监测预警

0 前言

以云南电网为区域,研究该区域自然灾害的时空分布特征、电网系统承灾体的脆弱性、灾变耦合破坏规律、风险评价模型及风险区划、预警模型等,为云南电网建立完善的监测预警系统和风险管理控制提供技术,提高电网系统抵御自然灾害能力。

1 地质灾害风险评估模型

由于自然灾害涉及到的数据来源主要分为两类,一类是电网内部系统的数据,另一类是来自有关部门的环境信息。

滑坡泥石流监测与预警应用是建立在整合数据基础上的,以怒江州为区域,研究该区域滑坡泥石流的空间分布特征、电网系统承灾体的脆弱性、灾变耦合破坏规律、风险评价模型及风险区划、预警模型,并根据以上研究成果建立的监测预警系统。

泥石流发育环境背景因子包括地形坡度、先对临界高差和地震烈度,泥石流发生气象条件因子包括临界雨量和临界雨强。泥石流发育环境背景因子和气象条件因子通过划分各因子属性类型和建立因子敏感性计算模型计算各因子属性敏感性。再建立综合指数计算模型得出泥石流危险度指数,对危险度指数进行等级划分得出泥石流卫星等级划分标准,再结合前期雨量属性类型敏感性和预报雨量属性类型敏感性的预报危险度指数得出最后的预报泥石流危险等级。如图1所示：

图1 地质灾害风险评估模型

由于通过上述评估模型得到的地质灾害综合危险性指数的变化级差较小,不利于对地质灾害的空间分级区划进行深入分析,因此还需对综合危险性指数进行标准化处理。如式 (1)：

式 (1)中：

U′为地质灾害危险度综合评价指数的归一化值；

U为地质灾害危险度综合评价指数；

Umin为地质灾害危险度综合评价指数的最小值；

Umax为地质灾害危险度综合评价指数的最大值。

根据标准化后的地质灾害危险度综合评价指数,将云南省地质灾害危险度分为三级,即高易发区 (Ⅰ级)、中易发区 (Ⅱ级)、低易发区 (Ⅲ级),见表1。

表1 滑坡泥石流易发程度分级标准

Ⅰ级：对水电工程可能有直接危险,间接影响明显；对城镇建设有严重危害。影响水库的长期效益,公路交通破坏严重,易造成人员伤亡。

Ⅱ级：对水电工程有一定直接威胁,间接影响较小；对城镇建设存在明显危害；影响水库的长期效益；公路交通破坏较大,居民存在生命安全的威胁。

Ⅲ级：对水电工程无直接威胁危害,对城镇局部形成威胁；对水库效益影响较小；公路交通在雨季部分毁坏,对居民点基本无威胁。

利用GIS软件,绘制怒江州地质灾害易发区图,如图2所示：

图2 地质灾害区划

2 自然灾害监测预警平台

自然灾害监测预警平台是建立在整合数据基础上的,以云南电网为区域,研究该区域自然灾害的时空分布特征、电网系统承灾体的脆弱性、灾变耦合破坏规律、风险评价模型及风险区划、预警模型,并根据以上研究成果建立的监测预警系统。该平台主要功能模块如下。

2.1 地质灾害风险分析与评估模块

地质灾害风险分析与评估模块分析云南地质灾害时空分布特征及成因,并在此基础上,设计区域地质灾害危险性评价指标,对云南区域地质灾害危险性进行评价,并根据评价结果进行了云南地质灾害危险性的区划,形成区划图。

根据区划图叠加云南电网重点管控线路和设备信息,并根据分析评估模型,分析得出重点管控设备附近区域的管控等级,管控建议等信息。

最后利用GIS软件,绘制怒江州地质灾害易发区图,并把自然灾害等级和重点管控等级结合后的承灾等级罗列出来。

2.2 地震灾害风险分析与评估模块

地震灾害风险分析与评估模块获取地震的三要素数据,通过获取的位置信息确定震源的位置,通过震级和强度确定地震影响范围,形成地震灾害危险区域图。

根据区域图叠加云南电网重点管控线路和设备信息,并根据地震灾害分析评估模型,分析得出该区域可能影响到那些输电设备,以及对应的管控等级等信息。

2.3 气象灾害分析与评估模块

根据所建立的电网气象灾害风险评估理论模型,对云南电网山火,覆冰,雷击等气象灾害风险进行评估,根据各区域森林覆盖率、人口密度、森林火险,植被生长情况等级指数确定出气象灾害危险系数,开展气象风险区划研究,形成区划图。

根据区划图叠加云南电网重点管控线路和设备信息,并根据分析评估模型,分析得出重点管控设备附近区域的管控等级,管控建议等信息。

2.4 信息预报预警模块

该模块主要用于进行预警信息的预报和预警。报警信息主要由两部分组成,一部分由自然灾害相关部门提供的数据进行整合,一部分由自然灾害相关部分提供的自然灾害区域信息对当前重点管控线路和变电站通过GIS叠加分析技术得出。该功能当前以列表形式集成在GIS可视区域中,用户在查看预警详细信息时,GIS中的相应区域将被突出显示,如果该预警信息有区域叠加分析得出,则会突出影响设备的自然灾害区域。

2.5 综合统计分析报表模块

综合报表分析模块综合各种评估模型分析评估结果,并根据报表模板生成与之对应的报表,提供给相关人员作为决策支持。该模块包括各种灾害的评估报表,灾害点总体报表,年度分布报表,综合分析报表等。

3 结束语

本文介绍了云南电网自然灾害监测预警系统研究与应用的成果。并且只针对于其中的重点功能进行介绍。

[1] 韩崇昭,朱洪艳,段战胜.多源信息融合 [M].北京：清华大学出版社,2006.

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[3] 程正刚,房鑫炎,俞国勤,等.电力应急体系的脆弱性评价研究 [J].电力系统保护与控制,2010,38(19).

[4] 潘护林.系统响应气候变化脆弱性定量评价国内研究综述[J].环境科学与管理,2008,9.

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[6] 白加林,刘天琪,曹国云,等.电力系统脆弱性评估方法综述 [J].电网技术,2008,32(2).

杨瑞波,男,硕士,工程师,云南电网公司电力科学研究院,电力安全管理。

Research and Application of Yunnan Power Grid Natural Disaster Monitoring and Warning System

LI Zhengzhi,HAN Tong,YANG Ruibo,MENG Yangchao
(Yunnan Electric Power Research Institute,Kunming 650217,China)

With the continuous development of monitoring technology for transmission lines in power grid,more and more information about transmission lines are keeping appearing.This article is based on the Yunnan Power Grid natural disaster monitoring and warning system,and discusses the transmission line monitoring,warning and risk control methods for natural disasters by the application point of instantiation.

transmission line；assessment model；geological disaster；earthquake disaster；hillfires disaster；online monitoring and warning

TM76

B

1006-7345(2015)01-0135-03

2014-05-15

李正志 (1974),男,高级工程师,云南电网公司电力科学研究院,长期从事电力安全管理研究的工作 (e-mail) 1578382636＠qq.com。

韩彤 (1974),男,高级工程师,云南电网公司电力科学研究院,长期从事电力安全技术研究的工作 (e-mail)66097023＠qq.com。