[發(fā)明專利]基于識(shí)別預(yù)報(bào)技術(shù)的電網(wǎng)雷暴災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310236162.0
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN103337133A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡華鏗;洪毅文;方嵩;丘毅昌;白文元
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)公司中山供電局
• 主分類號(hào): G08B21/10
• 分類號(hào): G08B21/10;G01W1/10
• 代理公司: 廣州知友專利商標(biāo)代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雷暴災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng),尤其是涉及一種基于識(shí)別預(yù)報(bào)技術(shù)的電網(wǎng)雷暴災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及采用所述系統(tǒng)進(jìn)行電網(wǎng)雷暴災(zāi)害預(yù)警的方法。

背景技術(shù)

氣象不僅與人們的日常生活息息相關(guān)，與電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及精細(xì)化調(diào)度也密不可分。研究區(qū)域電網(wǎng)安全運(yùn)行及調(diào)度與氣象因子的關(guān)系，可為電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度提供依據(jù)。尤其是認(rèn)真分析研究電力與雷暴天氣的關(guān)系，不僅對提前安排電網(wǎng)營運(yùn)計(jì)劃，提高電網(wǎng)運(yùn)作效率、科學(xué)決策、合理調(diào)度，趨利避害具有重要意義，對保障電力供應(yīng)、減少電力設(shè)施因氣象災(zāi)害而引發(fā)的損失也具有積極的作用。

雷暴是發(fā)展旺盛的強(qiáng)對流天氣，它往往伴隨強(qiáng)降水及雷電等劇烈天氣活動(dòng)。具有突發(fā)性強(qiáng)、來勢猛、強(qiáng)度大以及持續(xù)時(shí)間短的特點(diǎn)；對電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有較強(qiáng)的危害性，雷暴引發(fā)的強(qiáng)降水會(huì)造成局部線路群發(fā)性跳閘導(dǎo)致?lián)p失負(fù)荷，嚴(yán)重的情況下會(huì)導(dǎo)致廠站全停，暴雨引發(fā)的洪澇會(huì)導(dǎo)致輸電線路倒塔、斷線并表現(xiàn)為永久性故障，損壞變電站設(shè)備，甚至?xí)?dǎo)致受災(zāi)廠站全停，嚴(yán)重影響著電力系統(tǒng)生產(chǎn)安全。目前，氣象部門面向社會(huì)提供的氣象數(shù)據(jù)雖然比較完善，分析的層次也比較全面，但是都局限在表現(xiàn)氣象內(nèi)容上，氣象信息也不具有實(shí)時(shí)性、連續(xù)性及可靠性的特點(diǎn)，更沒有聯(lián)系上電力部門的生產(chǎn)、調(diào)度，缺少將氣象信息變化和電網(wǎng)信息變化相互聯(lián)系的綜合分析，不能對電網(wǎng)的生產(chǎn)、調(diào)度起精細(xì)化的指導(dǎo)作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題，就是提供一種基于識(shí)別預(yù)報(bào)技術(shù)的電網(wǎng)雷暴災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題，就是提供采用上述系統(tǒng)進(jìn)行電網(wǎng)雷暴災(zāi)害的預(yù)警方法。

本發(fā)明利用地區(qū)雷暴特點(diǎn)和區(qū)域電網(wǎng)特征，結(jié)合各變電站、輸電線路、塔桿等電網(wǎng)設(shè)備的防雷暴設(shè)計(jì)參數(shù)、現(xiàn)場地理環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對雷暴災(zāi)害的自動(dòng)監(jiān)測，以及對雷暴災(zāi)害進(jìn)行定時(shí)、定點(diǎn)、定量化的實(shí)況分析和臨近預(yù)警預(yù)報(bào)，可對電網(wǎng)的生產(chǎn)、調(diào)度起精細(xì)化的指導(dǎo)作用。

解決上述第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于識(shí)別預(yù)報(bào)技術(shù)的電網(wǎng)雷暴災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，其特征是：包括依次連接的雷暴預(yù)報(bào)信息模塊、預(yù)警數(shù)據(jù)分析模塊、電網(wǎng)雷暴風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模塊和展示模塊，預(yù)警數(shù)據(jù)分析模塊還輸入實(shí)際故障線路和塔桿數(shù)據(jù)；

所述的雷暴預(yù)報(bào)信息模塊通過設(shè)有防火墻的數(shù)據(jù)專網(wǎng)接收氣象局服務(wù)器發(fā)出的雷暴實(shí)況及預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，獲取雷達(dá)、自動(dòng)站、衛(wèi)星數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)入庫處理和提取雷暴相關(guān)數(shù)據(jù)，空間分析雷暴相關(guān)數(shù)據(jù)并格點(diǎn)化處理，并結(jié)合電網(wǎng)GIS，使雷暴數(shù)據(jù)精細(xì)化到每一個(gè)輸變電設(shè)備上；

所述的預(yù)警數(shù)據(jù)分析模塊建立嵌套有序、層次分明的電網(wǎng)預(yù)警判別過濾體系，依據(jù)歷史雷暴電網(wǎng)故障信息結(jié)合故障發(fā)生時(shí)氣象實(shí)況監(jiān)測信息采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)算法和概率算法相結(jié)合的方法進(jìn)行發(fā)生相似度分析過濾，輸出符合條件最終的未來多時(shí)序受雷暴影響區(qū)域范圍內(nèi)的多級(jí)別風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備集（廠站、線路信息），同時(shí)精細(xì)化到每一條線路的每一個(gè)格點(diǎn)上；

所述的電網(wǎng)雷暴風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模塊從供電局獲取雷暴災(zāi)害引發(fā)的電網(wǎng)故障歷史資料，分析電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，研究強(qiáng)降水以及雷電對電網(wǎng)的致災(zāi)原因，針對地區(qū)雷暴特點(diǎn)和區(qū)域電網(wǎng)特征，結(jié)合各變電站、輸電線路、桿塔電網(wǎng)設(shè)備的防雷暴設(shè)計(jì)參數(shù)、地理環(huán)境以及因氣象災(zāi)害導(dǎo)致電網(wǎng)故障的時(shí)的氣象觀測數(shù)據(jù)，綜合評(píng)估分析細(xì)化確定出導(dǎo)致電網(wǎng)雷暴災(zāi)害的各氣象因子的閾值，建立電網(wǎng)設(shè)施與形勢場氣象要素格點(diǎn)庫空間分析運(yùn)算模型及其預(yù)警閾值體系；且根據(jù)預(yù)警結(jié)果定期自動(dòng)校正；

所述的展示模塊實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)雷暴災(zāi)害的多時(shí)序多級(jí)別自動(dòng)預(yù)警提示功能，同時(shí)采用可視化技術(shù)依據(jù)級(jí)別制定不同的色系進(jìn)行直觀的表達(dá)和聲光警示。

解決上述第二個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于識(shí)別預(yù)報(bào)技術(shù)的電網(wǎng)雷暴災(zāi)害的預(yù)警方法，包括以下步驟：

S1雷暴識(shí)別預(yù)報(bào)，包括以下子步驟：

S1-1收集氣象監(jiān)測網(wǎng)探測到的雷達(dá)回波形勢場資料；

S1-2采用交叉相關(guān)外推算法對雷暴進(jìn)行識(shí)別預(yù)報(bào)：交叉相關(guān)外推算法主要是利用求最優(yōu)化空間相關(guān)的方法，建立不同時(shí)次雷達(dá)回波的最佳擬合關(guān)系，從而達(dá)到追蹤一定區(qū)域內(nèi)雷達(dá)回波在過去的移動(dòng)特征，然后通過這些特征來外推確定回波未來的位置和形狀；交叉相關(guān)算法的核心就是通過計(jì)算連續(xù)時(shí)次雷達(dá)回波不同區(qū)域的最優(yōu)空間相關(guān)系數(shù)，來確定回波在過去的移動(dòng)矢量特征；

S1-2-1首先將極坐標(biāo)格式的雷達(dá)回波資料插值并轉(zhuǎn)換到規(guī)則的三維直角坐標(biāo)系中；