[发明专利]一种面向电网设备检修的气象灾害预警模型构建方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统调度自动化技术领域，利用插值、色斑图生成、文本解析等算法，通过对电网运行过程中因气象灾害引发的输电线路和设备故障进行全面分析，建立从气象到设备的综合预警模型，并通过地理信息平台全景化、多角度的展示设备检修信息、气象信息、设备预警信息，为电网设备检修，降低灾害性天气对电网运行产生的不利影响提供技术支持。

背景技术

近年来，随着电网规模的不断扩大和延伸，雷电、冰冻、暴(雨)雪、台风等灾害性天气对电网安全运行的影响也越来越大。统计数据表明，由于灾害天气(线路覆冰、雷击、大风等)所造成的线路跳闸次数占总量的60％以上。为了应对灾害天气，合理安排电网设备检修时间，提高电网安全运行水平，开展恶劣气象灾害预警的研究非常有必要。

在实时气象监测方面，电网公司通过安装监测装置，实现对局部地区的高精度天气监测。但监测点的部署还只在相对较小的区域，覆盖率低，安装维护极为艰难，设备可靠性偏低。另外，自然条件和设施费用的制约.使得提高微气象覆盖范围难度很大。在气象预报方面，由于气象部门无法针对灾害天气进行长期的、非常规手段(加密观测等)的预报，并且地方气象部门由于技术水平和计算条件的制约，只提供定性的气象预报，在预报精度(气象、地理位置等)方面还远远无法满足电力公司对灾害天气预报的要求。在气象与电网关联方面，气象信息与电网的联系不够紧密，无法用地理信息系统(GIS)等先进技术和手段准确地提供电网输电线路和设备所处位置的气象信息。因此，迫切需要从已有的、粗粒度的气象数据中，获得对电网设备的及时、准确预警，建立一个集成度高，与电网紧密结合的电网气象灾害预警模型。

发明内容

本发明要解决的技术问题如下：

1)地理信息平台缓存优化

地理信息平台所需的地图块可以通过预加载的方式存放于内存中，当需要显示这些已缓存的地图块时，不需要再进行网络的传输，可以直接从内存中读取。但是，内存的容量有一定的限制，应用程序不可能无限制的占用内存，应将应用程序的内存使用量控制在一定的范围之内。旧版本的地理信息平台针对地图块的内存释放方法是阈值法，首先指定数量上限，当地图块的数量到达上限值时完全释放内存，这样的释放方式对刚加载到内存中的地图块是一种浪费，因此，需要针对应用需求挑选一个更优的内存释放方法。

2)预警文件解析

部分气象数据来源于气象台发布的预警文件，如何从文本中提炼出与地理信息平台和电网设备相关的有效信息，是一个需要解决的问题。

3)设备所在位置的气象条件计算

实时气象数据来源于气象采集站点，采集站点的位置与行政区域或电网设备位置没有必然的联系，模型中要利用实时气象数据，需要基于采集数据评估特定电网设备所在位置的气象条件。

4)设备与行政区域相交判断

电网设备的经纬度坐标经过坐标转换之后，可以有效地通过地理信息平台进行展示。同时，气象数据(包括预报、预警等)也是基于地理位置的数据，也很容易转换成对地理信息平台上的区域的气象描述。问题的关键是电网设备数据和气象数据分属不同的业务领域和图层，如何将地理区域与电网设备进行有效的关联展示，这是一个需要解决的技术问题。

5)数据整合

气象灾害综合预警模型以天气预报、预警文件、天气实况、线路参数、线路故障等作为输入数据。从不同数据来源获取的数据格式和表示方式存在差异，需要将气象数据映射到每个设备预警专题上，映射关系也是一个需要确定的问题。

针对以上描述的技术问题，本发明的技术方案如下：

(1)线路气象数值插值计算。设备所在位置的实时气象数据采用反距离加权插值算法评估。反距离加权插值算法的思想是加权平均，权重是用待估值点与样本点的距离来确定的。距离越远，权重越小；反之，权重越大。

(2)预警文件解析。气象预警文件内容与电网设备通过行政区进行关联，因此文本解析的关键是行政区标识和对行政区预警等级的描述。该模型使用基于词典的分词算法和正则表达式匹配的方法获得解析数据，并对解析结果进行组合，生成<地区，天气>集合。

(3)设备与行政区域相交判断。该过程的目的是为了结合行政区天气预警数据，计算行政区内设备的预警等级。模型中的行政区轮廓抽象为凹多边形，电力线路抽象为折线，厂站抽象为点。使用矢量图形碰撞检测算法来判定相交的方法有多种，常用的包括：面积和判别法、夹角和判别法、引射线法。