電網(wǎng)綜合防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)

引言

有效地預(yù)防和減少各種災(zāi)害對電力設(shè)備的危害，減少電網(wǎng)故障和停電事故，加強(qiáng)電網(wǎng)的健壯性，更安全有效地為國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)是電力企業(yè)迫切需要解決的問題。

本文采用統(tǒng)一的信息標(biāo)準(zhǔn)編碼和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，建立了一個全省統(tǒng)一的電網(wǎng)運(yùn)行災(zāi)害信息監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以綜合現(xiàn)有的各種電網(wǎng)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并結(jié)合全省電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在統(tǒng)一的平臺上靈活展示各種監(jiān)測信息。利用該系統(tǒng)可以分析電網(wǎng)數(shù)據(jù)和各種運(yùn)行環(huán)境數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對電網(wǎng)災(zāi)害的自動預(yù)警、形成災(zāi)害防治方案及電網(wǎng)災(zāi)害的搶修指導(dǎo)，并在各種數(shù)據(jù)的綜合分析基礎(chǔ)上做到前瞻性的電網(wǎng)災(zāi)害預(yù)防。

1 系統(tǒng)概述

本系統(tǒng)以GIS為前臺界面，采用圖形化的管理和顯示方式，使得電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度、防災(zāi)減災(zāi)工作安排更為直觀，便捷；利用Web技術(shù)方便信息共享，提高信息查詢速度；以防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)為中心，連接雷電、氣象等預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)；通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使各種減災(zāi)系統(tǒng)中心互聯(lián)，實現(xiàn)信息資源共享，為電力公司的防災(zāi)減災(zāi)抗災(zāi)提供決策依據(jù)和先進(jìn)手段。系統(tǒng)具有自動化程度高、傳輸信息量大、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)。本系統(tǒng)建設(shè)成功，可以有效地提高電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行和電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)的信息化水平。電網(wǎng)防災(zāi)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

本系統(tǒng)具體實現(xiàn)的功能有：信息采集，勢態(tài)描繪，輔助決策，指揮調(diào)度，行動響應(yīng)，信息反饋。系統(tǒng)的功能流程圖如2所示。

系統(tǒng)行的GIS服務(wù)器采用IBM xSeries445，客戶端采用普通PC機(jī)。軟件GIS平臺為：GeoStar 5.0，GeoSurf 5.0；數(shù)據(jù)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(tǒng)軟件采用多種程序設(shè)計語言編寫，有c語言、java、C++，并使用Windows系統(tǒng)和Photo styler等寢為先進(jìn)的繪圖軟件。

2．1 系統(tǒng)功能描述

(1)信息采集

電網(wǎng)內(nèi)部采集的信息有：雷電實時監(jiān)測信息、氣象監(jiān)測信息等。劃也如臺風(fēng)信息等需要從相關(guān)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(shù)據(jù)。

(2)勢態(tài)描給

災(zāi)害、災(zāi)情的現(xiàn)狀及趨勢，在屏幕地圖上疊加災(zāi)害信息(雷電信息點(diǎn)、氣象點(diǎn)、火災(zāi)點(diǎn)、臺風(fēng)路徑等)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)，圖形化地實時展現(xiàn)給用戶。

采用人工干預(yù)加計算機(jī)輔助的方式進(jìn)行災(zāi)情等級評估，發(fā)布不同等級災(zāi)情預(yù)警信號，并提供相應(yīng)的預(yù)警方案。

(3)輔助決采

根據(jù)勢態(tài)描繪和災(zāi)害模擬，災(zāi)害歷史數(shù)據(jù)，以及專家建議，提前對可能發(fā)生災(zāi)害地區(qū)，提供應(yīng)急預(yù)案；針對臺風(fēng)的大小、路線以及變化，提供相應(yīng)的預(yù)警方案和避讓措施。

(4)指揮調(diào)度

災(zāi)害發(fā)生時，依據(jù)相關(guān)規(guī)章制度和流程，提供相關(guān)部門、人員以及物資合理配置方案。

能夠輔助政府相關(guān)部門進(jìn)行聯(lián)動調(diào)度。

(5)行動響應(yīng)

參考災(zāi)情勢態(tài)，以及輔助決策，實現(xiàn)快速反應(yīng)。通過統(tǒng)一的響應(yīng)方式實現(xiàn)和社會相關(guān)部門的聯(lián)動。

(6)信息反饋

災(zāi)害或故障現(xiàn)場情況的反饋。例如：現(xiàn)場人員可以利用智能移動終端，及時向搶險救災(zāi)指揮臺發(fā)送文字、圖像；利用統(tǒng)一的信息反饋平臺，如：統(tǒng)一的服務(wù)電話、門戶網(wǎng)站、郵件、短信等手段，及時收集和反饋災(zāi)情和預(yù)警信息。

2．2 關(guān)鍵功能模塊介紹

2．2．1應(yīng)用矢量和影像的疊加融合技術(shù)

防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)采用武漢大學(xué)Geosurf ImageDB實現(xiàn)矢量和影像的疊加。ImageDB能夠做到由全貌到細(xì)節(jié)、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(wù)端數(shù)據(jù)庫直接連接GeoStar 5.0影像數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)利用GeoSuff ImageDB Admin數(shù)據(jù)發(fā)布配置工具發(fā)布配置，使用連接管理配置影像地圖應(yīng)用服務(wù)與數(shù)據(jù)庫的連接信息。啟動應(yīng)用服務(wù)后，可以通過GeoSurf ImageDB Viewer在Web瀏覽器中瀏覽和查詢發(fā)布的數(shù)據(jù)。

采用矢量和影像的疊加技術(shù)，并融合顯示電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測信息，可以更直觀地反映電力設(shè)施附近的地形地貌，使故障搶修人員在到達(dá)現(xiàn)場之前就對現(xiàn)場的環(huán)境有較好的了解。

2．2．2臺風(fēng)信恩模塊

(1)臺風(fēng)信息展示

①根據(jù)采集的臺風(fēng)信息，結(jié)合GIS在信息展示方面的優(yōu)勢，在地圖上直觀地顯示臺風(fēng)的實際路徑和預(yù)測路徑。把鼠標(biāo)移動到臺風(fēng)路徑點(diǎn)上就會出現(xiàn)臺風(fēng)氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)力、七級風(fēng)圈半徑、十級風(fēng)圈半徑等等信息。路徑點(diǎn)根據(jù)風(fēng)力等級用不同顏色顯示，紅色表示12級以上的臺風(fēng)，黃色表示10至11級臺風(fēng)，綠色表示8至9級，藍(lán)色表示7級，黑色表示7級以下。可以沒定在地圖上顯示風(fēng)圈范圍以及預(yù)測路徑，不同的氣象臺的臺風(fēng)預(yù)測路徑用不同的顏色顯示(如圖5所示)。

②系統(tǒng)服務(wù)端的后臺服務(wù)可以實時監(jiān)測臺風(fēng)數(shù)據(jù)，將臺風(fēng)信息及時分發(fā)到各客戶端，并實時更新顯示臺風(fēng)數(shù)據(jù)。

(2)臺風(fēng)信息分析

①具有歷史臺風(fēng)與當(dāng)前臺風(fēng)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(fēng)圈范圍內(nèi)的輸電線路、變電站、發(fā)電廠等電力設(shè)備狀況；查詢臺風(fēng)預(yù)測路徑上的地區(qū)供電局防臺物資準(zhǔn)備情況。

2．2．3氣象信息模塊

氣象信息以Web的方式發(fā)布并在地圖上顯示。

①依據(jù)雨量的大小，以不同顏色顯示氣象站點(diǎn)，以描繪全省的降雨情況。

②可以自定義需要實時監(jiān)測的氣象站點(diǎn)，在地圖上點(diǎn)擊氣象點(diǎn)，在氣象點(diǎn)附近固定一個標(biāo)簽，在標(biāo)簽上顯示氣象實時信息，并且可以與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同步更新。

③網(wǎng)頁上發(fā)布全省九地市未來三天的天氣情況，每天的8點(diǎn)和20點(diǎn)更新一次數(shù)據(jù)。如圖6所示。

2．2．4雷電信恩模塊

雷電定位系統(tǒng)是一整套全自動、大面積、高精度、實時雷電監(jiān)測系統(tǒng)，能實時顯示對地雷擊的發(fā)生時間、位置、雷電流幅值、回?fù)舸螖?shù)；雷擊點(diǎn)的分時彩色圖能清晰地顯示雷電運(yùn)動軌跡。

雷電信息能在地圖上直觀地顯示。配合GIS系統(tǒng)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(tǒng)提供了多種方式的查詢、統(tǒng)計及顯示。

(1)雷電信息展示

①系統(tǒng)默認(rèn)顯示實時雷電數(shù)據(jù)。可以按需要顯示雷電的歷史數(shù)據(jù)。雷電的顯示符號以及顏色，形狀都可以由用戶決定。

②新產(chǎn)生的雷電直接在地圖上顯示，與數(shù)據(jù)庫處理同步。

③以不同符號顯示不同強(qiáng)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(tǒng)可以按年、月、日、電流強(qiáng)度等多種方式統(tǒng)計雷電信息。

②可以設(shè)定線路的緩沖區(qū)帶半徑，查詢輸電線路附近的雷電信息。

(3)雷電預(yù)警

當(dāng)一分鐘內(nèi)的雷電數(shù)目以及電流強(qiáng)度均大于臨界值時，系統(tǒng)發(fā)出警示。臨界值根據(jù)當(dāng)?shù)氐睦纂姲l(fā)生狀況設(shè)定。

2．2．5故障搶修模塊

(1)故障搶修模塊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖(如圖7所示)

用戶可以直接登錄防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)，進(jìn)入臺風(fēng)搶修模塊，系統(tǒng)可自動判斷用戶所在的局域網(wǎng)中是否有專用的臺風(fēng)搶修服務(wù)器。當(dāng)臺風(fēng)造成網(wǎng)絡(luò)中斷的時候，用戶可以訪問局域網(wǎng)內(nèi)的臺風(fēng)搶修系統(tǒng)。通過故障搶修模塊發(fā)布的信息，用戶可以實時關(guān)注受災(zāi)情況，指揮災(zāi)后搶修工作。

(2)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)

①實現(xiàn)與95598系統(tǒng)互聯(lián)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(wǎng)頁上的故障搶修記錄。

④對歷史的故障信息進(jìn)行分類統(tǒng)計，以餅圖、柱狀圖等方式展現(xiàn)。

2．2．6災(zāi)害預(yù)警模塊

預(yù)警的內(nèi)容有：

①當(dāng)臺風(fēng)到達(dá)48小時警戒線及24小時警戒線時，系統(tǒng)自動預(yù)警。

②當(dāng)電力設(shè)備處于七級十級風(fēng)圈范圍內(nèi)，系統(tǒng)自動預(yù)警。

③在單位時間內(nèi)某個地區(qū)雷擊點(diǎn)數(shù)超過警戒線，系統(tǒng)自動預(yù)警。

④單個雷電的電流強(qiáng)度超過警戒線，系統(tǒng)自動預(yù)警，并搜索雷擊點(diǎn)附近是否有電力設(shè)施，列表并在地圖上顯示。

⑤某個地區(qū)的雨量超過警戒線，系統(tǒng)自動提示，并查詢該地區(qū)最近幾天的降雨量。

所有的預(yù)警信息都?xì)w類存儲，便于隨時查詢統(tǒng)計。同時系統(tǒng)可以自定義各項指標(biāo)的參數(shù)，如雷擊點(diǎn)密度，臨界電流強(qiáng)度等，根據(jù)不同地區(qū)的特殊情況制定不同的指標(biāo)。

2．2．7水庫水情信息模塊

為滿足水庫防洪調(diào)度的需要，提高運(yùn)行管理水平和經(jīng)濟(jì)效益，防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)加入了水庫水情模塊，及時地讓水管機(jī)構(gòu)掌握水庫的水位、庫容及進(jìn)庫、泄出流量的實時數(shù)據(jù)。

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

2．2．8 PDA應(yīng)用

PDA的應(yīng)用的優(yōu)勢在以下幾個方面：

①在故障發(fā)生后，線路搶修人員，帶上PDA可以實時發(fā)送故障第一現(xiàn)場的情況到指揮中心，使搶修隊與指揮中心聯(lián)運(yùn)，進(jìn)行有序高效的故障搶修。

②搶修人員到達(dá)現(xiàn)場后可以調(diào)出當(dāng)?shù)氐碾娏υO(shè)備的發(fā)布情況，從整體上把握現(xiàn)場的情況，更合理、更有效地進(jìn)行搶修，在最短地時間內(nèi)恢復(fù)線路送電。

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

3 結(jié)束語

本文所述的電網(wǎng)綜合防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)，實現(xiàn)了電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、災(zāi)害檢測信息的整體集成和資源共享，充分挖掘了現(xiàn)有災(zāi)害信息的使用潛力。本系統(tǒng)的運(yùn)行增強(qiáng)了電網(wǎng)系統(tǒng)的災(zāi)害預(yù)警、災(zāi)害預(yù)防、災(zāi)害處理能力，提高了電網(wǎng)運(yùn)行工作效率和安全運(yùn)行水平。電力公司人員普遍反應(yīng)良好，公司管理人員也對該系統(tǒng)給予高度評價。