电力气象服务平台及应用研究

◎程雪青 王晓玲 孙贝贝

为分析电力气象服务平台以及应用，对气象与电力之间的关系进行简单阐述，对电力气象专业服务内容进行分析，主要围绕服务产品、用户终端产品显示以及产品的制作和入库流程等。基于此，对电力气象服务平台系统进行详细分析，同时对其中涉及到的关键技术进行探究，以期为电力气象服务平台以及应用水平提升提供参考。

天气气候对于电网会产生的影响，需要引起足够关注和重视，在整个区域范围内，要保证切合电力系统对应的专业气象服务工作能够在实践中得到全面有序开展。对电力气象服务新产品进行研发，同时保证电网气象专业服务平台在实现中科学合理的构建和落实，这样才能够将气象信息在电力行业中的作用和价值充分发挥出来。

一、气象与电力之间的关系

无论是对于水电站进行设计或者施工的各环节，还是在供电当中食物变电等方面，任何环节都会与气相之间具有密切联系。对气象要素具有的敏感程度相对比较高，比如降雨量如果相对比较少，那么会导致河流流量有所下降，对于发电量也会造成不良影响。如果气候条件不良，低温雨雪等对运输电功率损耗以及电量损失等都会呈现出线性关系，所以要对其进行严格有效的监测，保证整个预测的准确性和有效性。对气象信息进行掌握和了解，这样能够实现举例避害的根本目的，对现有水资源进行合理利用，保证电站以及供电运行时的稳定性和可靠性。

二、电力气象专业服务内容

1.服务产品。

电力气象专业服务内容中主要包括在中短期的天气预报，年度、季度以及月度的气候预测等，同时还会涉及到气候分析评价报告以及乞降监测分析报告等。气象卫星遥感监测信息、森林火险气象等级等这些都是其中的专项服务产品类别。除此之外，还可以根据实际情况的不同，对预约服务产品给予足够的关注和重视，对电力设计以及规化气候分析评估等进行有效推进。

2.用户终端产品显示。

结合供电以及气象部门提出的一系列约定和要求，将气象部门已经研制出来的各种专业产品，以程序处理等方式来进行操作，将其进行自动的解协之后，翻译成为供电方所需要的产品形式，直接显示在对应的平台界面当中，通常都会以文本或者是图形等不同方式进行展示，以此来满足用户提出的个性化需求。

三、电力气象服务平台系统

电力气象服务平台系统在构建和利用时，其主要是在现有开放的在线地图中，对服务技术进行合理利用，以B/S 架构模式为基础，对。NET 框架进行合理利用，同时与GIS 技术以及Flex 技术等进行结合，对数据储存层以及数据接口层等进行科学合理的构建和落实。在该平台系统建设和利用时，对用户自身的业务需求以及系统的易用性等特征进行综合分析，将系统直接划分在系统界面或者是监测实际情况等各方面。监测实况可以为输电线路或者是变电站的运行提供实时有效的参考数据作为支持，包括气温、风速等，同时间隔一定时间后可以实现及时有效的更新。每一段输电线路需要结合实况影响等级以及对应的颜色进行显示，这样能够为用户提供相对比较直观的体验。临近预报则是为用户提供未来6 小时范围内的临近预报数据，其中包括气温、风速等。短期预报则是提供未来1 至3 天的逐天短期预报数据，包括风力、风向等诸多气象要素。预警信号则是可以提供目前现有的气象预警信号，实现实时有效的更新。

四、电力气象服务平台系统的关键技术应用

1.输电线路顶点化处理。

由于安徽省内部的气象站数量普遍比较多，为了从根本上保证气象服务精细化水平得到提升，可以直接将现有输电线路划分成各个不同小段。除此之外，每一小段输电线路自身天气条件具有明显差异性，为了能够在地图上对其进行明显的标注，需要对输电线路进行顶点化的处理。首先，在具体操作过程中，要选择靠近输电线路的气象站，以ArcGIS 软件当中的Create Thiessen Ploygons 工具，可以生成泰森多边形图层，如图1 所示。这样有利于保证每一个多边形内部的输电线路以及气象站距离相对比较近。通过这种方式在其中的合理利用，可以对每一段的输电线路以及对应气象站的对应关系进行构建和落实。

图1 泰森多边形示意图

紧接着利用Intersect 工具直接将目前现有的初始输电线路直接在对应的行政区域图层中实现合理的切分处理，从中可以得出对应的属地信息，在该基础上的输电线路图层，可以再次利用Intersect 工具进行切分处理，输电线路在泰森多边形图层中可以进行有效切分。由于一条输电线路可以两次或者是两次以上，进入到相同的多边形当中，这种形势下的切分结果势必会出现两段或者是两段以上不连续的输电线路，其可以作为一个整体，也就是只有一个ID 属性值，所以必须要利用Multipart To Singlepart 工具对其进行拆分处理。最后，对Feature Vertices To Points 工具进行合理利用，这样有利于对各小段输电线路当中的顶点进行获取，后续利用Add XY Coordinates 工具，对每一个顶点对应的经纬度信息进行适当的添加，在整个地图上分段着色，对输电线路必要的数据基础给予一定保障。在整个处理过程中，通过对Arc GIS ModelBuilder 的合理利用，可以生成对应的处理模型，未来的整个行政区划出现变更或者是气象站增减等情况发生时，通过该模型的合理利用，可以实现对系统的快速有效重建，保证系统整体可用性以及可移植性得到有效提升。

2.气象综合影响等级。

对于各个不同等级的电力基础设施来说，其对应气象条件的设计时的标准具有明显差异性。在该基础上，对符合要求的规范化阈值设计方案进行编制和落实，在现有诸多资料参考的同时，能够根据电力与气象专家提出的一系列建议和意见，对规范化制度进行编制和落实，将气象综合影响等级划分为4 级，对不同等级对应颜色进行设置，如表1 所示。

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除此之外还要对电力设施会产生的一系列影响气象要素进行识别，在现有实况数据当中，主要是以气温风速和降雨量等相互组合而成。在预报数据方面则是以气温、风速等气象要素组合而成，对于4 级输电线路或者3 级变电站来说，需要根据不同等级以及气象要素对各个不同级别对应气象影响等级与值范围进行确定。针对每一段的输电线路或者每个变电站来说，需要对气象要素当中影响最高等级的因素条件进行选择，将其作为气象综合影响等级的主要参考依据。

3.储存过程的数据接口。

电力气象服务系统在构建和实施过程中，其自身能够显示出来的数据量相对比较庞大，整个处理操作过程具有一定复杂性，所以在整个数据接口设计时，要对系统平台自身性能进行完善和优化。更为重要的是在这个储存过程中要对数据库中的内容进行操作，同时要完成特定功能的SQL 语句集，体现出其高效以及简便性特点。在整个研究过程中，储存过程通常是以数据接口为主将，该数字作为其中唯一的参数，这样能够对不同数据在处理时的整个过程进行有效区分。储存过程分别是针对输电线路以及变电站等展开有针对性的管理和控制，同时能够实现对电力等技术性技术有效检索，对各种不同类型的数据信息进行分析。根据不同等级判定以及颜色匹配等可以从中得出各种数据，保证数据的准确性和有效性，同时能够提高数据整体处理效率，降低数据耦合性，以此来保证电力气象服务平台在运行时的稳定性和可靠性。

4.电网气象监测预警系统。

（1）系统的总体设计思路。

电网气象监测预警系统在构建和落实时，主要是对产品的制作以及分发过程进行自动化处理，在Internet 互联网方式基础上，可以直接实现气象部门与供电部门之间的内网连接，这样能够对现有诸多数据信息进行及时有效的交换处理。对专业气象产品进行研制，在整个气象局网络服务及构建过程中，可以实现对气象产品数据库的构建和落实，以分类管理等方式能够保证产品实现全自动化处理，或者以人工干预方式来进行及时有效的上传。在整个供电局方可以对前端服务器进行构建，同时对现有数据库进行完善和优化，对Socket 等技术进行合理利用，直接从气象部门现有的产品数据库当中，从中调取符合现实要求的气象产品，部分产品直接调取原始文件，后续对其进行自动化的编辑、统计以及绘制。针对气象产品本身自备的“翻译”功能，在实践中促使其可以直接从气象专业化转变成为供电专业化，以此来实现妥善处理，促使其逐渐形成人性化的产品，为供电部门业务人员提供更加直观的内容，整个操作过程具有一定的便利性特征，同时有利于保证现有气象信息产品使用率得到提升。

（2）系统总体结构。

电网气象监测预警系统在建设和利用时，主要涉及到的内容包括气象信息以及电力设备信息等，对气象信息整合平台进行构建和落实，主要是在气象部门基础上进行搭建，对气象信息整合平台进行构建，促使各种不同类型的气象数据能够全部都整合在对应数据库当中。气象数据采集平台的建设主要是以供电部门为主，以Socket 等技术为基础，促使气象信息库当中涉及到的诸多气象信息能够直接采集到对应的监测预警系统当中，为系统在运行时提供可靠依据作为支持。气象预警监测系统在建设和利用时，主要是以两部分为主，第一部分是为了对气象信息进行真实有效的展示，包括气象产品或者气象预警等。而另外一部分则是将气象信息实现与电力设备信息之间的有效结合，以Google Map 地图作为基础，在该平台上可以直接将气象信息实现与电力信息之间的高效结合，这样能够对电力设备进行有针对性的气象监测预警，保证整个平台系统在运行时的稳定性和可靠性。

（3）系统界面以及对应的功能模块。

在预警平台界面当中涉及到的主动模块显示内容，一般都是直接从气象局端现有产品数据库当中进行调取，经过一系列处理之后逐渐形成。其自身所表述用于以及等级划分等，可以满足目前供电部门提出的基本要求。通常是由多个功能模块相互组合而成，包括灾害性天气预警以及降雨量预报等级图等，从数据库当中对相关数据信息进行及时有效调取，后续以自动化方式进行处理，以文字或者图片等方式来进行真实有效的呈现。降雨警示模块可以对降雨情况进行实时有效的统计和分析，同时对分布图进行自动化绘制，对其中涉及到的预警值进行合理设置，实况值达到预警值之后，立即会显示出对应的警示性标识。气象产品展示模块通常是对气象部门预报所使用的地面图或者卫星云图等进行实时有效的展示，代理设备查询模块在应用时，能够对供电部门各种不同类型输电线路运行情况以及设备具体位置等进行查询，实现预报信息与设备信息之间的叠加分析，这样能够以更加直观的方式，对其中涉及到的某一固定设备或者线路所属区域的气候条件进行客观分析。其他预约模块功能在应用时，可以实现气象与供电双方之间的有效互动，对临时性的文件进行构建，方便用户随时调用。

（4）系统特点以及效用分析。

系统能够实现现有诸多气象信息随时有效整合，保证原始气象数据在处理时的效率和质量得到提升。对气象部门现有工作进行简化处理，保证日常工作效率的提升，能够为用户提供更加优质和高效的服务。以Surfer 画图技术为基础，对采集到的诸多气象数据进行科学合理的分析，对区域范围内的地理信息进行对照，这样能够对可视化图形进行自动化生成，让用户能够以更加直观的方式，对气温以及降雨等要素的实际情况、时空分布情况进行客观分析。系统平台在整个运行过程中，还可以直接将供电部门现有的诸多设备、电力信息等进行有效结合，以此来实现对电力设备的气象预警，初步实现气象信息以及供电设备、线路之间的有效叠加，对双边信息功能进行整合，为设备在运行时的安全性、稳定性提供保证，同时还可以对线路的检修提供可靠依据作为支持。电力气象服务平台系统运行时，对Socket 传输技术以及Service 技术等进行合理利用，可以直接将现有气象信息产品进行转化处理，以此来实现气象专业产品的翻译，促使其转变成为供电专业化气象产品，结合不同需求，以文字或者是图表等方式呈现出来。

五、结语

电力气象服务系统的设计和应用，不仅有利于实现电力基础设施以及气象数据在现有地图中的叠加展示，而且有利于保证整个结构设计的科学性、合理性，为用户提供更好的体验感。更为重要的是可以对气候条件因素进行掌握和了解，避免不良天气对电力设施造成破坏影响，以此来实现对气象风险的有效规避。