专利名称：电网架空输电线路台风风险预警的系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种电网架空输电线路台风风险预警的系统。本发明还涉及采用所述系统进行电网架空输电线路台风风险预警的方法。
背景技术：
架空输电线路供电容量大，分布点多且面广，较易受台风等自然灾害影响，一旦断电，将有可能影响电网架构的稳定性，最严重的甚至将导致电网大面积停电事故，对国民经济产生严重冲击，后果不堪设想。如何有效预防台风等自然灾害对电网造成的影响，成功驾驭大规模的电网，确保其安全运行，是电网运行人员不断努力和探索的工作目标。然而台风出现的季节一般都正值迎峰度夏期间，输电线路多为高负荷运行，如果台风来临时未能提前做好抗风准备和防风措施而造成断线倒塔故障，这不仅将影响区域供电，而且容易引起电网振荡甚至解列，给整个电网的安全运行带来较大危害。因此，掌握详尽的气象预测资料，建立科学的台风预警系统并推广应用势在必行。台风来临时若能警示电网运行人员受台风影响的线路杆塔，为电网防灾调度运行提供科学的技术支撑和信息化辅助决策平台，使相关人员能提前做好电网的防台风措施、制定应急预案、准备电网黑启动计划，建立灾后快速恢复和重建机制，就能将台风灾害的影响减少到最低。从目前查找到的文献资料来看，有关台风对电力系统造成的灾害分析方面，国内外学者对输电线路的研究比较多。研究指出，国内电网出现台风灾害的主要原因是输电线路杆塔的抗风设计标准偏低，与国际先进水平存在一定差距。但是，相对来说关于台风防御技术方面，特别是台风预 警的研究就很少了，从整个电网公司系统来看，福建省电力公司结合地理信息(GIS)数据建立了台风信息采集和监视系统，可查询大风圈范围内的电网设备状况；华东电网公司将台风预报及实况信息接入监视与防御系统，实现台风信息与电网信息的一体化、可视化展示，并结合输电线路的地理参数预测出可以用于生成预想故障集的台风风险设备集。另外，部分电力公司的运行人员在对台风预报信息以及输电线路的地理参数人工分析后，凭经验调整运行方式以减小线路跳闸率。通过对上述仅有的几种电网台风预警技术的研究分析，得出现有的电网台风风险预警技术中存在着以下问题:I)仍有地方在进行台风灾害的人工分析和判断，考虑到人为判断影响因素较多且后果严重，理应进行系统规范的计算机分析操作。2)有的分析将所有架空线路的设计风速统一为一个或两个定值，这与实际情况有所出入，会影响最后的判定结果。3)现有的电网台风风险预警技术并未考虑到输电线路的实际情况及历史经验等的影响，而仅是较理论的分析判断。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题，就是提供一种电网架空输电线路台风风险预警的系统。本发明要解决的第二个技术问题，就是提供采用上述系统进行电网架空输电线路台风风险预警的方法。本发明的系统和方法，克服现有技术对输电线路设计风速利用不够、以及未充分考虑系统使用地区输电线路的实际情况等问题，实现对台风预报信息和输电线路的位置参数等相关数据的自行计算处理，并能输出所在区域的输电线路的台风灾害风险分析结果。解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案是:一种电网架空输电线路台风风险预警的系统，其特征是:包括台风实况信息展示模块、台风预报信息模块、电网台风风险预警模块和预警数据分析模块，所述的台风实况信息展示模块和台风预报信息模块通过设有防火墙的数据专网外接气象局服务器、在有台风越过海洋24小时警戒线时自动开始接收来自气象局的相关数据，台风预报信息模块选出计算所用数据、经由预警数据分析模块进行计算，最后输至电网台风风险预警模块进行数据综合处理并通过判断风速与设计风速的比较，输出预警结果-风险线路集及其预警等级给展示模块；所述的预警数据分析模块还输入实际故障线路和杆塔的信息，预警结果还定期反馈给电网台风风险预警模块自动校正。所述的实况信息包括:台风中心位置的经纬度坐标、中心风力、实测各风圈半径；所述的预报信息包括:24h、48h、72h的台风预测路径、预测台风中心经纬度以及其7级和10级风圈预测半径；所述的台风实况信息展示模块和台风预报信息模块两模块还外接显示屏，具备信息展示功能，直观方便:对台风实况、台风预报信息，能以表格数据的形式展示，同时也具备基于GIS背景地图、辅以曲线图和弹出式文本框说明的可视化效果图显示功能；而且该类信息模块对台风历史信息 也提供了历史台风列表及其动态图形化查询展示功能。所述的台风风险预警模块根据气象台(站)雷达提供的台风天气特征参数的预测信息，采用线性插值法计算间隔观测点t时刻点，每间隔步长为h的预测台风中心经纬度及其预测10级风圈半径；再计算所有内含输电线路的网格中心到各t时刻点台风中心的距离，将距离小于等于该时刻点台风预测10级风圈半径的网格确定为可能受台风影响网格集合；然后计算集合中各网格中心点在各t时刻所承受的台风风速，并将其作为网格内线路在各t时刻承受的台风风速；最后结合输电线路的实际情况对相应线路的设计风速作出调整得到判断风速，将线路承受的台风风速与该判断风速作比较，进而确定预警等级并显
/Jn o进一步地，所述的预警数据分析模块还外联有系统数据库，预警数据分析模块将电网台风风险预警模块中需要计算的数据在数据库中进行搜索、计算，并将计算所得存入数据库中，传递至台风风险预警模块进行综合处理；同时，本模块还负责自动校正功能:根据预测的台风高风险线路和实际跳闸或断线线路的比较分析，系统将自动适当调节预警等级的判定区间。本发明采用上述系统进行电网架空输电线路台风风险预警的方法，包括以下步骤:I)当台风越过海洋24小时警戒线时，上述系统启动；气象局服务器提供实时的台风预测数据，包括台风中心位置的经纬度坐标、中心风力、实测各风圈半径等台风相关信息，每隔Ih更新发布一次；提供24h、48h和72h的台风预测路径以及其7级、10级风圈预测半径，该数据每隔3h更新校正一次；2)将电网架空输电线路所在区域划分为IkmX Ikm的网格，并将网格的经纬度坐标信息以及网格内包含的线路信息录入系统数据库；3)对24h、48h以及72h的台风预测数据做如下处理，确定该区域受台风影响较大的线路以及相应的预警等级(以24h台风预测数据为例，48h、72h同理可得):①将预测点的台风中心位置O以其十级(Vltl彡24.5m/s)风圈半径Rltl作圆(考虑规程规定110KV及以上线路的最大设计风速必大于25m/s)；②将预测24h后的台风中心位置O24h以其预测的十级风圈半径作圆；③作两圆的外公切线，并按如下步骤确定间隔t时刻后受台风十级风圈影响的线路:a)根据 O (X, y)> R10> V 和 O24h(x24h, y24h)、Λ,2* - v24h 确定 t 时刻后(每间隔步长为t0)的台风中心位置Ot经纬度(xt，yt)，并根据线性插值法确定t时刻的近似台风十级风圈半径Λ丨 以及台风风速 vy (t=nt0 (n=l, 2 — m, mt0 ( 24h)):
权利要求
1.一种电网架空输电线路台风风险预警的系统，其特征是:包括台风实况信息展示模块、台风预报信息模块、电网台风风险预警模块和预警数据分析模块，所述的台风实况信息展示模块和台风预报信息模块通过设有防火墙的数据专网外接气象局服务器、在有台风越过海洋24小时警戒线时自动开始接收来自气象局服务器的相关数据，台风预报信息模块选出计算所用数据、经由预警数据分析模块进行计算，最后输至电网台风风险预警模块进行数据综合处理并通过判断风速与设计风速的比较，输出预警结果-风险线路集及其预警等级给展示模块；所述的预警数据分析模块还输入实际故障线路和杆塔的信息，预警结果还定期反馈给电网台风风险预警模块自动校正。
2.根据权利要求1所述的电网架空输电线路台风风险预警的系统，其特征是:所述的台风风险预警模块根据气象台服务器提供的台风天气特征参数的预测信息，采用线性插值法计算间隔观测点t时刻点、每间隔步长为h的预测台风中心经纬度及其预测10级风圈半径；再计算所有内含输电线路的网格中心到各t时刻点台风中心的距离，将距离小于等于该时刻点台风预测10级风圈半径的网格确定为可能受台风影响网格集合；然后计算集合中各网格中心点在各t时刻所承受的台风风速，并将其作为网格内线路在各t时刻承受的台风风速；最后结合输电线路的实际情况对相应线路的设计风速作出调整得到判断风速，将线路承受的台风风速与该判断风速作比较，进而确定预警等级并显示。
3.根据权利要求1所述的电网架空输电线路台风风险预警的系统，其特征是:所述的预警数据分析模块还外联有系统数据库，预警数据分析模块将电网台风风险预警模块中需要计算的数据在数据库中进行搜索、计算，并将计算所得存入数据库中，传递至台风风险预警模块进行综合处理；同时，预警数据分析模块还负责自动校正功能:根据预测的台风高风险线路和实际跳闸或断线线路的比较分析，系统将自动适当调节预警等级的判定区间。
4.一种采用如权利要求1至3所述的任意一项系统进行电网架空输电线路台风风险预警的方法，包括以下步骤: 1)当台风越过海洋24小时警戒线时，启动所述系统，气象局服务器提供实时的台风预测数据，包括:台风中心位置的经纬度坐标、中心风力、实测各风圈半径，每隔Ih更新发布一次；提供24h、48h和72h的台风预测路径以及其7级、10级风圈预测半径，该数据每隔3h更新校正一次； 2)将电网架空输电线路所在区域划分为IkmXIkm的网格，并将网格的经纬度坐标信息以及网格内包含的线路信息录入系统数据库； 3)对24h、48h以及72h的台风预测数据做如下处理:确定该区域受台风影响较大的线路以及相应的预警等级，下面以24h台风预测数据为例，48h、72h同理可得: ①将预测点的台风中心位置O以其十级Vltl彡24.5m/s的风圈半径Rltl作圆； ②将预测24h后的台风中心位置O24h以其预测的十级风圈半径為f作圆； ③作两圆的外公切线，并按如下步骤确定间隔t时刻后受台风十级风圈影响的线路: a)根据0 (X, y)> R10> v和O24h(x24h, y24h) > R1T> v24h确定t时刻后、每间隔步长为tQ的台风中心位置Ot经纬度(xt，yt)，并根据线性插值法确定t时刻的近似台风十级风圈半径<(,以及台风风速 vy, t=nt0 (n=l, 2Lm, mt0 ( 24h):
全文摘要
一种电网架空输电线路台风风险预警的系统包括台风实况信息展示模块和台风预报信息模块分别通过设有防火墙的数据专网外接气象局、在有台风越过海洋24小时警戒线时接收来自气象局的相关数据，台风预报信息模块选出计算所用数据、经由预警数据分析模块进行计算，最后输至电网台风风险预警模块进行数据综合处理并通过判断风速与设计风速的比较，输出风险线路集及其预警等级给展示模块。本发明还包括采用上述系统进行电网架空输电线路台风风险预警的方法。本发明普遍适用于电力系统，特别是沿海地区输配电网络，提升电网适应日趋频繁的气象灾害的能力，减小台风环境下线路跳闸率，保障输配电线路通道的安全稳定供电。
文档编号G06Q50/06GK103246936SQ201310146698
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月24日 优先权日2013年4月24日
发明者方嵩, 方丽华, 彭嵩, 熊小伏, 沈智健, 彭兴 申请人:广东电网公司中山供电局