電網綜合防災減災系統

引言

有效地預防和減少各種災害對電力設備的危害，減少電網故障和停電事故，加強電網的健壯性，更安全有效地為國民經濟服務是電力企業迫切需要解決的問題。

本文采用統一的信息標準編碼和統一的數據標準，建立了一個全省統一的電網運行災害信息監測系統。該系統可以綜合現有的各種電網災害監測系統數據，并結合全省電網基礎數據，在統一的平臺上靈活展示各種監測信息。利用該系統可以分析電網數據和各種運行環境數據，實現對電網災害的自動預警、形成災害防治方案及電網災害的搶修指導，并在各種數據的綜合分析基礎上做到前瞻性的電網災害預防。

1 系統概述

本系統以GIS為前臺界面，采用圖形化的管理和顯示方式，使得電網運行調度、防災減災工作安排更為直觀，便捷；利用Web技術方便信息共享，提高信息查詢速度；以防災減災系統為中心，連接雷電、氣象等預警預報系統；通過計算機網絡使各種減災系統中心互聯，實現信息資源共享，為電力公司的防災減災抗災提供決策依據和先進手段。系統具有自動化程度高、傳輸信息量大、技術先進、運行可靠的特點。本系統建設成功，可以有效地提高電網生產運行和電網防災減災的信息化水平。電網防災系統體系結構如圖1所示。

2 系統設計與實現

本系統具體實現的功能有：信息采集，勢態描繪，輔助決策，指揮調度，行動響應，信息反饋。系統的功能流程圖如2所示。

系統行的GIS服務器采用IBM xSeries445，客戶端采用普通PC機。軟件GIS平臺為：GeoStar 5.0，GeoSurf 5.0；數據庫：Oracle9i；服瓣：Windows 2000 Server。客戶端：Windows 2000 Professional，Oracle9i客戶端；Web GIS客戶端：Internet Explorer 6.0及以上。該系統軟件采用多種程序設計語言編寫，有c語言、java、C++，并使用Windows系統和Photo styler等寢為先進的繪圖軟件。

2．1 系統功能描述

(1)信息采集

電網內部采集的信息有：雷電實時監測信息、氣象監測信息等。劃也如臺風信息等需要從相關政府部門獲取。這些信息時效性不一樣，需采用多種方法采集數據。

(2)勢態描給

災害、災情的現狀及趨勢，在屏幕地圖上疊加災害信息(雷電信息點、氣象點、火災點、臺風路徑等)、電網數據，圖形化地實時展現給用戶。

采用人工干預加計算機輔助的方式進行災情等級評估，發布不同等級災情預警信號，并提供相應的預警方案。

(3)輔助決采

根據勢態描繪和災害模擬，災害歷史數據，以及專家建議，提前對可能發生災害地區，提供應急預案；針對臺風的大小、路線以及變化，提供相應的預警方案和避讓措施。

(4)指揮調度

災害發生時，依據相關規章制度和流程，提供相關部門、人員以及物資合理配置方案。

能夠輔助政府相關部門進行聯動調度。

(5)行動響應

參考災情勢態，以及輔助決策，實現快速反應。通過統一的響應方式實現和社會相關部門的聯動。

(6)信息反饋

災害或故障現場情況的反饋。例如：現場人員可以利用智能移動終端，及時向搶險救災指揮臺發送文字、圖像；利用統一的信息反饋平臺，如：統一的服務電話、門戶網站、郵件、短信等手段，及時收集和反饋災情和預警信息。

2．2 關鍵功能模塊介紹

2．2．1應用矢量和影像的疊加融合技術

防災減災系統采用武漢大學Geosurf ImageDB實現矢量和影像的疊加。ImageDB能夠做到由全貌到細節、由整體到局部、由低分辨率到高分辨率的快速、無縫的影像漫游和瀏覽。GeoSurf ImageDB服務端數據庫直接連接GeoStar 5.0影像數據庫，系統利用GeoSuff ImageDB Admin數據發布配置工具發布配置，使用連接管理配置影像地圖應用服務與數據庫的連接信息。啟動應用服務后，可以通過GeoSurf ImageDB Viewer在Web瀏覽器中瀏覽和查詢發布的數據。

采用矢量和影像的疊加技術，并融合顯示電網運行環境監測信息，可以更直觀地反映電力設施附近的地形地貌，使故障搶修人員在到達現場之前就對現場的環境有較好的了解。

2．2．2臺風信恩模塊

(1)臺風信息展示

①根據采集的臺風信息，結合GIS在信息展示方面的優勢，在地圖上直觀地顯示臺風的實際路徑和預測路徑。把鼠標移動到臺風路徑點上就會出現臺風氣壓、風速、風向、風力、七級風圈半徑、十級風圈半徑等等信息。路徑點根據風力等級用不同顏色顯示，紅色表示12級以上的臺風，黃色表示10至11級臺風，綠色表示8至9級，藍色表示7級，黑色表示7級以下。可以沒定在地圖上顯示風圈范圍以及預測路徑，不同的氣象臺的臺風預測路徑用不同的顏色顯示(如圖5所示)。

②系統服務端的后臺服務可以實時監測臺風數據，將臺風信息及時分發到各客戶端，并實時更新顯示臺風數據。

(2)臺風信息分析

①具有歷史臺風與當前臺風的分析比較功能，為防臺決策提供了輔助手段。

②可以快速查詢處于七級或十級風圈范圍內的輸電線路、變電站、發電廠等電力設備狀況；查詢臺風預測路徑上的地區供電局防臺物資準備情況。

2．2．3氣象信息模塊

氣象信息以Web的方式發布并在地圖上顯示。

①依據雨量的大小，以不同顏色顯示氣象站點，以描繪全省的降雨情況。

②可以自定義需要實時監測的氣象站點，在地圖上點擊氣象點，在氣象點附近固定一個標簽，在標簽上顯示氣象實時信息，并且可以與數據庫的數據同步更新。

③網頁上發布全省九地市未來三天的天氣情況，每天的8點和20點更新一次數據。如圖6所示。

2．2．4雷電信恩模塊

雷電定位系統是一整套全自動、大面積、高精度、實時雷電監測系統，能實時顯示對地雷擊的發生時間、位置、雷電流幅值、回擊次數；雷擊點的分時彩色圖能清晰地顯示雷電運動軌跡。

雷電信息能在地圖上直觀地顯示。配合GIS系統圖形放大、縮小、漫游等功能，可以對雷電信息直觀地查看和查詢。系統提供了多種方式的查詢、統計及顯示。

(1)雷電信息展示

①系統默認顯示實時雷電數據。可以按需要顯示雷電的歷史數據。雷電的顯示符號以及顏色，形狀都可以由用戶決定。

②新產生的雷電直接在地圖上顯示，與數據庫處理同步。

③以不同符號顯示不同強度的雷電。

④沿線路顯示歷史雷電信息。

⑤按小時回放歷史雷電。

(2)雷電信息分析

①系統可以按年、月、日、電流強度等多種方式統計雷電信息。

②可以設定線路的緩沖區帶半徑，查詢輸電線路附近的雷電信息。

(3)雷電預警

當一分鐘內的雷電數目以及電流強度均大于臨界值時，系統發出警示。臨界值根據當地的雷電發生狀況設定。

2．2．5故障搶修模塊

(1)故障搶修模塊的網絡結構圖(如圖7所示)

用戶可以直接登錄防災減災系統，進入臺風搶修模塊，系統可自動判斷用戶所在的局域網中是否有專用的臺風搶修服務器。當臺風造成網絡中斷的時候，用戶可以訪問局域網內的臺風搶修系統。通過故障搶修模塊發布的信息，用戶可以實時關注受災情況，指揮災后搶修工作。

(2)關鍵技術點

①實現與95598系統互聯互通。

②對每條饋線故障，提供上傳CAD圖紙的接口。

③實時更新網頁上的故障搶修記錄。

④對歷史的故障信息進行分類統計，以餅圖、柱狀圖等方式展現。

2．2．6災害預警模塊

預警的內容有：

①當臺風到達48小時警戒線及24小時警戒線時，系統自動預警。

②當電力設備處于七級十級風圈范圍內，系統自動預警。

③在單位時間內某個地區雷擊點數超過警戒線，系統自動預警。

④單個雷電的電流強度超過警戒線，系統自動預警，并搜索雷擊點附近是否有電力設施，列表并在地圖上顯示。

⑤某個地區的雨量超過警戒線，系統自動提示，并查詢該地區最近幾天的降雨量。

所有的預警信息都歸類存儲，便于隨時查詢統計。同時系統可以自定義各項指標的參數，如雷擊點密度，臨界電流強度等，根據不同地區的特殊情況制定不同的指標。

2．2．7水庫水情信息模塊

為滿足水庫防洪調度的需要，提高運行管理水平和經濟效益，防災減災系統加入了水庫水情模塊，及時地讓水管機構掌握水庫的水位、庫容及進庫、泄出流量的實時數據。

系統以臺賬形式顯示水庫的水情信息以及設備狀況。可以通過定位來查詢各個水庫的信息。

2．2．8 PDA應用

PDA的應用的優勢在以下幾個方面：

①在故障發生后，線路搶修人員，帶上PDA可以實時發送故障第一現場的情況到指揮中心，使搶修隊與指揮中心聯運，進行有序高效的故障搶修。

②搶修人員到達現場后可以調出當地的電力設備的發布情況，從整體上把握現場的情況，更合理、更有效地進行搶修，在最短地時間內恢復線路送電。

③通過GPS定位技術，指揮中心可以知道搶修隊的位置，合理分配各受災地區的搶修人員，降低災害帶來的損失。

3 結束語

本文所述的電網綜合防災減災系統，實現了電網基礎數據、災害檢測信息的整體集成和資源共享，充分挖掘了現有災害信息的使用潛力。本系統的運行增強了電網系統的災害預警、災害預防、災害處理能力，提高了電網運行工作效率和安全運行水平。電力公司人員普遍反應良好，公司管理人員也對該系統給予高度評價。