电网气象灾害关联分析技术研究

电网气象灾害关联分析技术研究

林岩

中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司

新疆乌鲁木齐市830001

摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，电网建设越来越多。电网是与国民经济和国家安全息息相关的重要基础设施，电力系统的安全稳定运行是维持社会正常秩序的前提条件。现代电网规模庞大、结构复杂，电力设备大多直接暴露在外部环境之中。为了应对气象灾害对电网的冲击，需要提高电网面对气象灾害的预警能力，将侧重于事中或事后的应对策略向事前预警转变。本文就电网气象灾害关联分析技术进行研究，以供参考。

关键词：气象灾害；实时监测；预警

引言

气象灾害严重影响电网的安全稳定运行，电力系统应当做好气象灾害的预警与应对工作。气象灾害机理复杂、随机性强，突发气象灾害的危害性严重，建立健全气象灾害监测预警、应急处理、灾后恢复等综合系统，对提高电力系统防范和应对气象灾害的能力有非常大的帮助作用。

1存在的问题

如何获取气象灾害风险底数，典型气象灾害致灾信息，全面掌握气象风险要素，需要进一步细化研究。气象业务一体化平台应用、智能网格预报、基层气象灾害预警服务智能终端，需要进一步提升。与此同时，在我国各省市的地貌各有不同，有着微气象和微地形的特点，而且这些区域的电网传输会经常性的受到极端天气如：覆冰、暴雨等的影响。根据相关平台的有效数据表示，针对微气象灾害的研究逐年增加，研究的领域也越来越广泛，也越来越有针对性。尤其是对电网覆冰、极端暴雨天气、电网数据的接受与传输等研究领域有着句法投入。电力电网的预警或是预测不管是在国内还是在国外都有大量的研究，并由一些列的进展和突破性研究，并取得了一定得成效。但在这其中大都考虑的是单类灾害，对于综合性的自然和认为灾害，大都没有去综合考虑，所以我们需要从综合灾害预警的角度去考虑，对于单方面或者从单一因素去考量气象灾害是不可取的，在实际的情况当中往往不会单独发生。发生的原因和种类往往是综合性的，因此根据多种情况去考虑，建立微气象多方面、多情况的预警系统。

2气象精细化数据的电网灾害监测预警系统建设目标

基于气象精细化数据的电网灾害监测预警系统设计，需要在电网系统中能够关联显示实时灾害天气及气象预报信息，所以系统设计目标如下：1）与自动气象站、天气数值预报、多普勒雷达等气象数据源成功接入，能够准确监测气象灾害，并对气象变化过程详细展示2）搭建电网监测预警系统，结合气象精细化数据，包括灾害天气、地理、电网矢量数据，对气象灾害的具体影响范围进行直观判断；3）可以满足电网系统运行中的提前、精准、抗灾、减灾等气象风险预警；4）可以为省电力、城市供电、检修分公司提供详细的气象数据，服务于电网运行灾害监测、预警。

3电网气象灾害关联分析技术

3.1实时电网气象灾害预警

1）气象灾害预警系统由气象信息采集单元、LED信息显示终端等系统硬件组成。通过气象灾害预警系统与电网的结合，将气象站得到的实时气象数据与电网平台上的线路电路数据整合，可以对瞬时速率、温度、和湿度、气压等一天内的变化曲线图像进行有相关研究。2）实时气象监测阈值报警。通过气象站实时检测得到的数据信息雨电网的具体的分布，设置预设值（高低温、泥石流、暴雨、大雾等）气象的阈值。在其设定的中设置限值内，气象监测阈值不发出报警。当测量值超出限值范围时，气象监测阈值报警或者输出开关信号触发外部设备动作。3）专业气象监测分析预报预警。将每天每小时的预测信息与本周内的预测信息进行比较分析，必要时要与上一周的数据信息比较分析。做好气候趋势滚动预测，将每3小时更新的预报预警跟新为每0.5小时，做好气象灾害预警的最高时间分辨率和最高空间的分辨率，提高信息数据实时发布。4）实时气象监测数据应用。通过气象灾害预警系统与电力电网的协作配合，建立了省、市、县全方位的气象监测和预测系统，形成省、市、县全方位的气象监测和预警网络。将气象站得到的实时气象数据与电网平台上的线路电路数据整合，可以对风向、风速、温度、和湿度、气压等一天内不间断的监测。

3.2气象数据采集

经过气象自动观测、雷达、预报和强对流、大雾与红外等云图发布的不同形式气象原始数据全面采集，向数据解析模块实现安全可靠传输。自动观测站设计15min的数据采集周期，6h的格点预报数据采集周期，均为实时气象数据，全省、单站的不同雷达采集数据周期为1h，卫星云图数据采集的静止卫星原始数据周期为1h。

3.3采用低功耗冗余性太阳能＋蓄电池供电

本系统采用低功耗供电技术、完善智能充放电控制技术、冗余性电源智能切换技术，确保装置在气象灾害事故发生时即使长时间太阳光照不足仍有充足的电源供应，提高了装置在野外长期运行的稳定性。（1）低功耗供电技术。供电系统是气象灾害监测设备正常工作的基础条件，本系统在硬件设计方面选用低功耗元器件，在软件控制方面设计有休眠、待机、数据传输通信多种工作模式，确保系统运行情况下的功耗最低。（2）完善智能充放电控制技术。气象灾害监测装置在太阳能充放电方面采用了ＭＰＰＴ（最大功率跟踪）控制技术、高低压保护、自动恢复等智能充放电功能设计技术；同时外置环境温度传感器，能根据环境温度实时进行温度补偿，使得装置具有强充、均衡充、浮充三阶段自动控制充电技术。（3）冗余性双供电电源智能切换技术。所谓双供电电源，是指本系统设计了太阳能＋蓄电池的主、辅两个供电模块。一般情况下，装置采用主供电模块供电，并由太阳能对主供电模块的蓄电池进行充电；备用供电模块处于待切换状态，此时由太阳能对其进行充电，充满后则自动切断充电电路。在电源智能切换部分，本系统设计的ＣＰＵ控制模块，可通过ＭＯＳ管分别与主电源及辅助电源相连，具有随时待机唤醒功能；可根据监测到的电源状态，实现主电源、辅助电源的无缝切换；在备用电源供电的情况下，可随时切断备用电源供电，从而使双电源切换系统进入完全待机状态。

3.4完善风险管理流程，加强电网设备气象风险识别

在精细化气象信息预警事件中，必须要根据不同的风险等级进行判断，并且作出合理的处置。通过提前通知变电运行人员进驻到风险预警区域中进行适当的调节，保证电网运行方式能够满足现象风险管理的需求。要尽可能的保证预警线路跳闸，重合不成功后无负荷损失及时停止。加强对于用电量较大的用户进行管理与分析并且及时的做好应急准备。此外，为了保障与气象部门的稳定合作，必须要加强对于气象风险的协同防御，通过与气象部门进行视频会议，能够积极的强化气象管理的整体水平和整体质量。

结语

在电网气象灾害天气发生时能准确采集现场的气象状况信息并发送到后台。同时，在实施过程中发现WiFi线接力设备的数据传输距离、传输带宽与设备自身电源功耗是相互矛盾的，数据传输距离越远、传输带宽越宽则无线接力和中继设备的电源功耗就越大。在目前输电线路在线监测设备主要依靠太阳能供电的情况下，在WiFi无线接力及中继时实现远距离和大带宽数据传输，实现在线监测设备最低功耗运行，将是下一步需要解决的重点问题。

参考文献

［1］蔡高雷,孙谊媊,袁铁江,张龙.极端气象环境下新疆电网应急与恢复体系基本框架设计[J].电力电容器与无功补偿,2016,37(04):79-86.

［2］李冬,孙世军,张昊,曲晓白,孙晓丽.智能电网防灾减灾信息系统设计与实现[J].山东电力技术,2016,43(07):18-20.

［3］谢大为,刘玉娟,章爱武,马金辉.气象信息在电网安全稳定控制中的深入应用[J].机电信息,2016(06):18-21+23.