电力气象信息系统的设计与实现

王东升

（国网浙江德清县供电公司，浙江 湖州 313200）

电网的安全运行与气象信息息息相关，随着电网的发展和扩大，自然灾害对电网正常运行的冲击越来越大，2008年初的大雪冰冻、2016年初大雪极端冻害都给德清的电网带来了严重的影响。长期以来德清地区电网遭受台风、暴雨、冰雪、雷电、雷电、大风、大雾等气象灾害侵袭的事件不断发生，与此同时，地区电网检修、运行方式的变化、地区负荷调整等对气象预报、预警信息的要求越来越严格，特别是对在线实时气象信息服务、气象预报服务、气象灾害预警、电网事故预警等方面的需求日益增大。因此，迫切需要建设一套集成度高、功能全面、与电网紧密结合的电网气象信息预警系统[1-3]。

目前，国内已有部分电网公司开展电网信息系统平台建设，为气象信息御用电网提供了相应的平台，根据对气象信息的预测，可以对电网的相关工作提供科学指导[4-7]，为电网安全运行提供保障，更能降低或避免因气象条件造成的损失，随着气象技术的进步，观测网络的不断完善，数值预报精度的提高，结合现代先进的计算机网络技术为电网提供更精细、更专业的预报服务产品成为可能。

1 电力气象信息系统

电力气象信息系统在充分利用电力和气象已有软硬件资源的基础上，通过气象雷达数据采集、电力专用气象设施以及地方气象来更新实时气象信息和预报信息，利用建立电网事故预警模型，实现对极端天气的观测，预警，进而科学指导电力安全生产。

1.1 系统主要功能要求

1.1.1 基本功能

系统的基本功能包括：天气实况的查看、天气预报的查询；闪电定位的适时监控和历史查询；大气电场、雷达、卫星资料和台风路径等的实时监控功能。气象系统的基本功能如图1所示。

1.1.2 高级应用功能

高级应用功能主要是利用采集的实时气象信息和预报信息和预警信息，根据电网的实际情况，对电网的经济调度进行辅助决策，气象信息应用对电网产生一定的经济效益。

雷达卫星等气象信息对突发性气象灾害预警和定位功能，利用杭州多普勒雷达站对各类中小尺度系统的跟踪监测形成的雷达数据。风云2号G星3D卫星资料实时滚动更新，对大尺度天气系统进行追踪。实时跟踪佛堂、莫干山、武康、雷甸、洛舍和新市6个大气电场和县内闪电定位信息。通过对上述数据与数值预报、自动气象站等资料信息的综合运用，对暴雨、台风、冰雹、大雾、雷雨大风及其诱发的地质灾害，逐步实现定时、定点、定量化的短时临近预报和快速进行全方位、多层次的预警发布服务。形成完善的灾害性天气预报预警体系。

电力气象信息系统提供了各类气象信息对减灾、增发电提供科学依据。气象预报成果评价，可对有关气象要素的预报值与实况值进行对比统计，计算出预报成果的准确率、合格率等评价指标，以便对气象部门提供的预报服务进行科学和量化的分析和评价。

基于气象灾害的电网故障预警功能，通过对各气象要素（台风、暴雨、火灾、雷击、覆冰等）与各类电网故障事件的相关分析模型，在接收到灾害性天气预报后，及时计算分析可能电网故障事件的发生概率，发生地点，并发布预警信息，故障后得以及时高效的维护保障。

1.2 气象信息内容及采集方式

1.2.1 信息来源

系统信息源主要来自气象自动站、雷电定位系统、大气电场仪器，主要信息包括气象实时要素数据、气象预报产品及气象灾害预警信息。

1.2.2 信息内容

德清气象局提供的全县标准气象站的实时信息，包括：气温、气压、风速、风向、降水量等气象要素实测值；德清气象局提供的各乡镇精细化数值预报信息，包括降水量、温度相对湿度、云量和风向风速等。

德清气象局、台风采集分析系统提供的台风实时路径信息和预报路径信息。浙江省气象局提供的风云2G的3D卫星云图、杭州多普勒雷达实时信息；德清气象局提供的大气电场、闪电定位实时信息如图2闪电定位信息，图3大气电场信息图；德清气象局提供的灾害天气预报预警信息（台风、暴雨、冰雪、雷电、大风、大雾、高温、低温等灾害性天气有关气象要素实测值、预报值及文字警报）。

图2 闪电定位信息图

图3 大气电场信息图

2.2.3 采集方式

德清气象部门提供的数据由专用光缆传输。

国家、省、市气象部门提供的数据将通过互联网采集其提供的数据。

台风采集系统提供的数据将通过互联网采集。

3 系统的结构和效益

3.1 系统的工作方式。

系统采用Browser／Server方式结构，配置通信服务器、PC服务器、PC工作站等硬件设备。系统实现产品制作和发布的自动化处理，基于Internet互联网方式，研制专业气象服务产品，在气象局网络服务器上建立气象产品数据库，并进行分类管理，实现产品的全自动化处理和人工干预方式进行上传。从气象部门产品数据库适时调取气象产品，真正实现气象专业化向供电专业化、人性化转变，让供电部门业务人员直观易懂，使用简洁，提高可读性，提高气象服务产品使用效率。

德清电力气象系统主要包括3部分：气象信息整合平台、气象数据采集平台、气象预警监测系统。

气象信息整合平台由气象部门搭建。通过将种类繁多、来源复杂的气象数据整合到一个气象数据库中，实现气象信息的整合，提高了原始气象数据的处理能力，简化气象部门工作，提高工作效率，为向供电部门提供更加优质高效的专业服务打基础。

气象数据采集平台搭建于供电部门。通过将气象数据自动生成可视化图形，让用户直观地了解气温、降雨和风等气象要素的时空分布情况。

气象预警监测系统分两部分：一部分展示气象信息，包括气象预警、气象产品等项目；另一部分结合百度地图，定位气象灾害发生地和发生时间。这使得电力设施与气象信息有机结合了起来，实现了对电力设施的气象预警，为维护设备安全和检修线路提供了可靠的依据。

3.2 系统应用效果

德清电力气象信息系统应用以来，在电网事故排查、方式调整、负荷预测等方面取得了较好的应用效果。在恶劣天气例如雷击、大风等来临时，输电线路故障概率及风险预警信息为电网调度掌握和控制电网风险提供了更多的信息，为抢修故障点的排查提供了便利，该系统的应用，使得电网调度人员及检修人员对电网风险、事故处理由被动变为主动，大大降低了电网的风险及故障的停电时间，提高了电网的可靠性。具体事件处置如表1所示。

表1 电网事件处置表

4 结束语

通过气象信息系统可以掌握德清县境内各地区的实时天气状况，可以调出卫星云图、雷达图、闪电定位等功能，了解目前天气状况，夏季台风路径等恶劣天气具体状况，分析可能对电力网络造成损害的重大气象灾害，做好准备措施；该气象系统还可以预测未来一天至一周的天气预报，调度部门可以根据气象情况，如气温等预测电力负荷变化，以便合理安排调度计划。

利用现代化、多样化的气象设施和科学技术更好地服务于电力行业。诸如闪电定位结合百度地图，自动生成的简单易懂的图表为排查雷击灾害引起的线路故障节省了时间。精细化的降雨预报为检修线路的工作人员科学安排检修时间，避开降雨提供了很好的依据。

电力气象信息系统遵循内容涵盖全面、操作简便、显示美观、突出重点的原则，通过Web形式，账户登陆的方式更好地提供专业的电力气象服务，让相关业务部门人员高效同步地调阅相关气象信息。

在已建立的平台上不断研究适应电力发展需要的新产品，拓展专业服务领域，诸如针对电力设施的检修维护、施工建设时期的精细化预报，针对水电站发电计划、调度、防汛等工作，都需要借助于气象部门的服务。