電力氣象服務平臺及應用研究

◎程雪青 王曉玲 孫貝貝

為分析電力氣象服務平臺以及應用，對氣象與電力之間的關系進行簡單闡述，對電力氣象專業服務內容進行分析，主要圍繞服務產品、用戶終端產品顯示以及產品的制作和入庫流程等?；诖?，對電力氣象服務平臺系統進行詳細分析，同時對其中涉及到的關鍵技術進行探究，以期為電力氣象服務平臺以及應用水平提升提供參考。

天氣氣候對于電網會產生的影響，需要引起足夠關注和重視，在整個區域范圍內，要保證切合電力系統對應的專業氣象服務工作能夠在實踐中得到全面有序開展。對電力氣象服務新產品進行研發，同時保證電網氣象專業服務平臺在實現中科學合理的構建和落實，這樣才能夠將氣象信息在電力行業中的作用和價值充分發揮出來。

一、氣象與電力之間的關系

無論是對于水電站進行設計或者施工的各環節，還是在供電當中食物變電等方面，任何環節都會與氣相之間具有密切聯系。對氣象要素具有的敏感程度相對比較高，比如降雨量如果相對比較少，那么會導致河流流量有所下降，對于發電量也會造成不良影響。如果氣候條件不良，低溫雨雪等對運輸電功率損耗以及電量損失等都會呈現出線性關系，所以要對其進行嚴格有效的監測，保證整個預測的準確性和有效性。對氣象信息進行掌握和了解，這樣能夠實現舉例避害的根本目的，對現有水資源進行合理利用，保證電站以及供電運行時的穩定性和可靠性。

二、電力氣象專業服務內容

1.服務產品。

電力氣象專業服務內容中主要包括在中短期的天氣預報，年度、季度以及月度的氣候預測等，同時還會涉及到氣候分析評價報告以及乞降監測分析報告等。氣象衛星遙感監測信息、森林火險氣象等級等這些都是其中的專項服務產品類別。除此之外，還可以根據實際情況的不同，對預約服務產品給予足夠的關注和重視，對電力設計以及規化氣候分析評估等進行有效推進。

2.用戶終端產品顯示。

結合供電以及氣象部門提出的一系列約定和要求，將氣象部門已經研制出來的各種專業產品，以程序處理等方式來進行操作，將其進行自動的解協之后，翻譯成為供電方所需要的產品形式，直接顯示在對應的平臺界面當中，通常都會以文本或者是圖形等不同方式進行展示，以此來滿足用戶提出的個性化需求。

三、電力氣象服務平臺系統

電力氣象服務平臺系統在構建和利用時，其主要是在現有開放的在線地圖中，對服務技術進行合理利用，以B/S 架構模式為基礎，對。NET 框架進行合理利用，同時與GIS 技術以及Flex 技術等進行結合，對數據儲存層以及數據接口層等進行科學合理的構建和落實。在該平臺系統建設和利用時，對用戶自身的業務需求以及系統的易用性等特征進行綜合分析，將系統直接劃分在系統界面或者是監測實際情況等各方面。監測實況可以為輸電線路或者是變電站的運行提供實時有效的參考數據作為支持，包括氣溫、風速等，同時間隔一定時間后可以實現及時有效的更新。每一段輸電線路需要結合實況影響等級以及對應的顏色進行顯示，這樣能夠為用戶提供相對比較直觀的體驗。臨近預報則是為用戶提供未來6 小時范圍內的臨近預報數據，其中包括氣溫、風速等。短期預報則是提供未來1 至3 天的逐天短期預報數據，包括風力、風向等諸多氣象要素。預警信號則是可以提供目前現有的氣象預警信號，實現實時有效的更新。

四、電力氣象服務平臺系統的關鍵技術應用

1.輸電線路頂點化處理。

由于安徽省內部的氣象站數量普遍比較多，為了從根本上保證氣象服務精細化水平得到提升，可以直接將現有輸電線路劃分成各個不同小段。除此之外，每一小段輸電線路自身天氣條件具有明顯差異性，為了能夠在地圖上對其進行明顯的標注，需要對輸電線路進行頂點化的處理。首先，在具體操作過程中，要選擇靠近輸電線路的氣象站，以ArcGIS 軟件當中的Create Thiessen Ploygons 工具，可以生成泰森多邊形圖層，如圖1 所示。這樣有利于保證每一個多邊形內部的輸電線路以及氣象站距離相對比較近。通過這種方式在其中的合理利用，可以對每一段的輸電線路以及對應氣象站的對應關系進行構建和落實。

圖1 泰森多邊形示意圖

緊接著利用Intersect 工具直接將目前現有的初始輸電線路直接在對應的行政區域圖層中實現合理的切分處理，從中可以得出對應的屬地信息，在該基礎上的輸電線路圖層，可以再次利用Intersect 工具進行切分處理，輸電線路在泰森多邊形圖層中可以進行有效切分。由于一條輸電線路可以兩次或者是兩次以上，進入到相同的多邊形當中，這種形勢下的切分結果勢必會出現兩段或者是兩段以上不連續的輸電線路，其可以作為一個整體，也就是只有一個ID 屬性值，所以必須要利用Multipart To Singlepart 工具對其進行拆分處理。最后，對Feature Vertices To Points 工具進行合理利用，這樣有利于對各小段輸電線路當中的頂點進行獲取，后續利用Add XY Coordinates 工具，對每一個頂點對應的經緯度信息進行適當的添加，在整個地圖上分段著色，對輸電線路必要的數據基礎給予一定保障。在整個處理過程中，通過對Arc GIS ModelBuilder 的合理利用，可以生成對應的處理模型，未來的整個行政區劃出現變更或者是氣象站增減等情況發生時，通過該模型的合理利用，可以實現對系統的快速有效重建，保證系統整體可用性以及可移植性得到有效提升。

2.氣象綜合影響等級。

對于各個不同等級的電力基礎設施來說，其對應氣象條件的設計時的標準具有明顯差異性。在該基礎上，對符合要求的規范化閾值設計方案進行編制和落實，在現有諸多資料參考的同時，能夠根據電力與氣象專家提出的一系列建議和意見，對規范化制度進行編制和落實，將氣象綜合影響等級劃分為4 級，對不同等級對應顏色進行設置，如表1 所示。

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除此之外還要對電力設施會產生的一系列影響氣象要素進行識別，在現有實況數據當中，主要是以氣溫風速和降雨量等相互組合而成。在預報數據方面則是以氣溫、風速等氣象要素組合而成，對于4 級輸電線路或者3 級變電站來說，需要根據不同等級以及氣象要素對各個不同級別對應氣象影響等級與值范圍進行確定。針對每一段的輸電線路或者每個變電站來說，需要對氣象要素當中影響最高等級的因素條件進行選擇，將其作為氣象綜合影響等級的主要參考依據。

3.儲存過程的數據接口。

電力氣象服務系統在構建和實施過程中，其自身能夠顯示出來的數據量相對比較龐大，整個處理操作過程具有一定復雜性，所以在整個數據接口設計時，要對系統平臺自身性能進行完善和優化。更為重要的是在這個儲存過程中要對數據庫中的內容進行操作，同時要完成特定功能的SQL 語句集，體現出其高效以及簡便性特點。在整個研究過程中，儲存過程通常是以數據接口為主將，該數字作為其中唯一的參數，這樣能夠對不同數據在處理時的整個過程進行有效區分。儲存過程分別是針對輸電線路以及變電站等展開有針對性的管理和控制，同時能夠實現對電力等技術性技術有效檢索，對各種不同類型的數據信息進行分析。根據不同等級判定以及顏色匹配等可以從中得出各種數據，保證數據的準確性和有效性，同時能夠提高數據整體處理效率，降低數據耦合性，以此來保證電力氣象服務平臺在運行時的穩定性和可靠性。

4.電網氣象監測預警系統。

（1）系統的總體設計思路。

電網氣象監測預警系統在構建和落實時，主要是對產品的制作以及分發過程進行自動化處理，在Internet 互聯網方式基礎上，可以直接實現氣象部門與供電部門之間的內網連接，這樣能夠對現有諸多數據信息進行及時有效的交換處理。對專業氣象產品進行研制，在整個氣象局網絡服務及構建過程中，可以實現對氣象產品數據庫的構建和落實，以分類管理等方式能夠保證產品實現全自動化處理，或者以人工干預方式來進行及時有效的上傳。在整個供電局方可以對前端服務器進行構建，同時對現有數據庫進行完善和優化，對Socket 等技術進行合理利用，直接從氣象部門現有的產品數據庫當中，從中調取符合現實要求的氣象產品，部分產品直接調取原始文件，后續對其進行自動化的編輯、統計以及繪制。針對氣象產品本身自備的“翻譯”功能，在實踐中促使其可以直接從氣象專業化轉變成為供電專業化，以此來實現妥善處理，促使其逐漸形成人性化的產品，為供電部門業務人員提供更加直觀的內容，整個操作過程具有一定的便利性特征，同時有利于保證現有氣象信息產品使用率得到提升。

（2）系統總體結構。

電網氣象監測預警系統在建設和利用時，主要涉及到的內容包括氣象信息以及電力設備信息等，對氣象信息整合平臺進行構建和落實，主要是在氣象部門基礎上進行搭建，對氣象信息整合平臺進行構建，促使各種不同類型的氣象數據能夠全部都整合在對應數據庫當中。氣象數據采集平臺的建設主要是以供電部門為主，以Socket 等技術為基礎，促使氣象信息庫當中涉及到的諸多氣象信息能夠直接采集到對應的監測預警系統當中，為系統在運行時提供可靠依據作為支持。氣象預警監測系統在建設和利用時，主要是以兩部分為主，第一部分是為了對氣象信息進行真實有效的展示，包括氣象產品或者氣象預警等。而另外一部分則是將氣象信息實現與電力設備信息之間的有效結合，以Google Map 地圖作為基礎，在該平臺上可以直接將氣象信息實現與電力信息之間的高效結合，這樣能夠對電力設備進行有針對性的氣象監測預警，保證整個平臺系統在運行時的穩定性和可靠性。

（3）系統界面以及對應的功能模塊。

在預警平臺界面當中涉及到的主動模塊顯示內容，一般都是直接從氣象局端現有產品數據庫當中進行調取，經過一系列處理之后逐漸形成。其自身所表述用于以及等級劃分等，可以滿足目前供電部門提出的基本要求。通常是由多個功能模塊相互組合而成，包括災害性天氣預警以及降雨量預報等級圖等，從數據庫當中對相關數據信息進行及時有效調取，后續以自動化方式進行處理，以文字或者圖片等方式來進行真實有效的呈現。降雨警示模塊可以對降雨情況進行實時有效的統計和分析，同時對分布圖進行自動化繪制，對其中涉及到的預警值進行合理設置，實況值達到預警值之后，立即會顯示出對應的警示性標識。氣象產品展示模塊通常是對氣象部門預報所使用的地面圖或者衛星云圖等進行實時有效的展示，代理設備查詢模塊在應用時，能夠對供電部門各種不同類型輸電線路運行情況以及設備具體位置等進行查詢，實現預報信息與設備信息之間的疊加分析，這樣能夠以更加直觀的方式，對其中涉及到的某一固定設備或者線路所屬區域的氣候條件進行客觀分析。其他預約模塊功能在應用時，可以實現氣象與供電雙方之間的有效互動，對臨時性的文件進行構建，方便用戶隨時調用。

（4）系統特點以及效用分析。

系統能夠實現現有諸多氣象信息隨時有效整合，保證原始氣象數據在處理時的效率和質量得到提升。對氣象部門現有工作進行簡化處理，保證日常工作效率的提升，能夠為用戶提供更加優質和高效的服務。以Surfer 畫圖技術為基礎，對采集到的諸多氣象數據進行科學合理的分析，對區域范圍內的地理信息進行對照，這樣能夠對可視化圖形進行自動化生成，讓用戶能夠以更加直觀的方式，對氣溫以及降雨等要素的實際情況、時空分布情況進行客觀分析。系統平臺在整個運行過程中，還可以直接將供電部門現有的諸多設備、電力信息等進行有效結合，以此來實現對電力設備的氣象預警，初步實現氣象信息以及供電設備、線路之間的有效疊加，對雙邊信息功能進行整合，為設備在運行時的安全性、穩定性提供保證，同時還可以對線路的檢修提供可靠依據作為支持。電力氣象服務平臺系統運行時，對Socket 傳輸技術以及Service 技術等進行合理利用，可以直接將現有氣象信息產品進行轉化處理，以此來實現氣象專業產品的翻譯，促使其轉變成為供電專業化氣象產品，結合不同需求，以文字或者是圖表等方式呈現出來。

五、結語

電力氣象服務系統的設計和應用，不僅有利于實現電力基礎設施以及氣象數據在現有地圖中的疊加展示，而且有利于保證整個結構設計的科學性、合理性，為用戶提供更好的體驗感。更為重要的是可以對氣候條件因素進行掌握和了解，避免不良天氣對電力設施造成破壞影響，以此來實現對氣象風險的有效規避。