电网综合防灾减灾系统

引言

有效地预防和减少各种灾害对电力设备的危害，减少电网故障和停电事故，加强电网的健壮性，更安全有效地为国民经济服务是电力企业迫切需要解决的问题。

本文采用统一的信息标准编码和统一的数据标准，建立了一个全省统一的电网运行灾害信息监测系统。该系统可以综合现有的各种电网灾害监测系统数据，并结合全省电网基础数据，在统一的平台上灵活展示各种监测信息。利用该系统可以分析电网数据和各种运行环境数据，实现对电网灾害的自动预警、形成灾害防治方案及电网灾害的抢修指导，并在各种数据的综合分析基础上做到前瞻性的电网灾害预防。

1　系统概述

本系统以GIS为前台界面，采用图形化的管理和显示方式，使得电网运行调度、防灾减灾工作安排更为直观，便捷；利用Web技术方便信息共享，提高信息查询速度；以防灾减灾系统为中心，连接雷电、气象等预警预报系统；通过计算机网络使各种减灾系统中心互联，实现信息资源共享，为电力公司的防灾减灾抗灾提供决策依据和先进手段。系统具有自动化程度高、传输信息量大、技术先进、运行可靠的特点。本系统建设成功，可以有效地提高电网生产运行和电网防灾减灾的信息化水平。电网防灾系统体系结构如图1所示。

2　系统设计与实现

本系统具体实现的功能有：信息采集，势态描绘，辅助决策，指挥调度，行动响应，信息反馈。系统的功能流程图如2所示。

系统行的GIS服务器采用IBM xSeries445,客户端采用普通PC机。软件GIS平台为：GeoStar 5.0,GeoSurf 5.0；数据库：Oracle9i；服瓣：Windows 2000 Server。客户端：Windows 2000 Professional，Oracle9i客户端；Web GIS客户端：Internet Explorer 6.0及以上。该系统软件采用多种程序设计语言编写，有c语言、java、C++，并使用Windows系统和Photo styler等寝为先进的绘图软件。

2．1　系统功能描述

(1)信息采集

电网内部采集的信息有：雷电实时监测信息、气象监测信息等。划也如台风信息等需要从相关政府部门获取。这些信息时效性不一样，需采用多种方法采集数据。

(2)势态描给

灾害、灾情的现状及趋势，在屏幕地图上叠加灾害信息(雷电信息点、气象点、火灾点、台风路径等)、电网数据，图形化地实时展现给用户。

采用人工干预加计算机辅助的方式进行灾情等级评估，不同等级灾情预警信号，并提供相应的预警方案。

(3)辅助决采

根据势态描绘和灾害模拟，灾害历史数据，以及专家建议，提前对可能发生灾害地区，提供应急预案；针对台风的大小、路线以及变化，提供相应的预警方案和避让措施。

(4)指挥调度

灾害发生时，依据相关规章制度和流程，提供相关部门、人员以及物资合理配置方案。

能够辅助政府相关部门进行联动调度。

(5)行动响应

参考灾情势态，以及辅助决策，实现快速反应。通过统一的响应方式实现和社会相关部门的联动。

(6)信息反馈

灾害或故障现场情况的反馈。例如：现场人员可以利用智能移动终端，及时向抢险救灾指挥台发送文字、图像；利用统一的信息反馈平台，如：统一的服务电话、门户网站、邮件、短信等手段，及时收集和反馈灾情和预警信息。

2．2　关键功能模块介绍

2．2．1应用矢量和影像的叠加融合技术

防灾减灾系统采用武汉大学Geosurf ImageDB实现矢量和影像的叠加。ImageDB能够做到由全貌到细节、由整体到局部、由低分辨率到高分辨率的快速、无缝的影像漫游和浏览。GeoSurf ImageDB服务端数据库直接连接GeoStar 5.0影像数据库，系统利用GeoSuff ImageDB Admin数据配置工具配置，使用连接管理配置影像地图应用服务与数据库的连接信息。启动应用服务后，可以通过GeoSurf ImageDB Viewer在Web浏览器中浏览和查询的数据。

采用矢量和影像的叠加技术，并融合显示电网运行环境监测信息，可以更直观地反映电力设施附近的地形地貌，使故障抢修人员在到达现场之前就对现场的环境有较好的了解。

2．2．2台风信恩模块

(1)台风信息展示

①根据采集的台风信息，结合GIS在信息展示方面的优势，在地图上直观地显示台风的实际路径和预测路径。把鼠标移动到台风路径点上就会出现台风气压、风速、风向、风力、七级风圈半径、十级风圈半径等等信息。路径点根据风力等级用不同颜色显示，红色表示12级以上的台风，黄色表示10至11级台风，绿色表示8至9级，蓝色表示7级，黑色表示7级以下。可以没定在地图上显示风圈范围以及预测路径，不同的气象台的台风预测路径用不同的颜色显示(如图5所示)。

②系统服务端的后台服务可以实时监测台风数据，将台风信息及时分发到各客户端，并实时更新显示台风数据。

(2)台风信息分析

①具有历史台风与当前台风的分析比较功能，为防台决策提供了辅助手段。

②可以快速查询处于七级或十级风圈范围内的输电线路、变电站、发电厂等电力设备状况；查询台风预测路径上的地区供电局防台物资准备情况。

2．2．3气象信息模块

气象信息以Web的方式并在地图上显示。

①依据雨量的大小，以不同颜色显示气象站点，以描绘全省的降雨情况。

②可以自定义需要实时监测的气象站点，在地图上点击气象点，在气象点附近固定一个标签，在标签上显示气象实时信息，并且可以与数据库的数据同步更新。

③网页上全省九地市未来三天的天气情况，每天的8点和20点更新一次数据。如图6所示。

2．2．4雷电信恩模块

雷电定位系统是一整套全自动、大面积、高精度、实时雷电监测系统，能实时显示对地雷击的发生时间、位置、雷电流幅值、回击次数；雷击点的分时彩色图能清晰地显示雷电运动轨迹。

雷电信息能在地图上直观地显示。配合GIS系统图形放大、缩小、漫游等功能，可以对雷电信息直观地查看和查询。系统提供了多种方式的查询、统计及显示。

(1)雷电信息展示

①系统默认显示实时雷电数据。可以按需要显示雷电的历史数据。雷电的显示符号以及颜色，形状都可以由用户决定。

②新产生的雷电直接在地图上显示，与数据库处理同步。

③以不同符号显示不同强度的雷电。

④沿线路显示历史雷电信息。

⑤按小时回放历史雷电。

(2)雷电信息分析

①系统可以按年、月、日、电流强度等多种方式统计雷电信息。

②可以设定线路的缓冲区带半径，查询输电线路附近的雷 电信息。

(3)雷电预警

当一分钟内的雷电数目以及电流强度均大于临界值时，系统发出警示。临界值根据当地的雷电发生状况设定。

2．2．5故障抢修模块

(1)故障抢修模块的网络结构图(如图7所示)

用户可以直接登录防灾减灾系统，进入台风抢修模块，系统可自动判断用户所在的局域网中是否有专用的台风抢修服务器。当台风造成网络中断的时候，用户可以访问局域网内的台风抢修系统。通过故障抢修模块的信息，用户可以实时关注受灾情况，指挥灾后抢修工作。

(2)关键技术点

①实现与95598系统互联互通。

②对每条馈线故障，提供上传CAD图纸的接口。

③实时更新网页上的故障抢修记录。

④对历史的故障信息进行分类统计，以饼图、柱状图等方式展现。

2．2．6灾害预警模块

预警的内容有：

①当台风到达48小时警戒线及24小时警戒线时，系统自动预警。

②当电力设备处于七级十级风圈范围内，系统自动预警。

③在单位时间内某个地区雷击点数超过警戒线，系统自动预警。

④单个雷电的电流强度超过警戒线，系统自动预警，并搜索雷击点附近是否有电力设施，列表并在地图上显示。

⑤某个地区的雨量超过警戒线，系统自动提示，并查询该地区最近几天的降雨量。

所有的预警信息都归类存储，便于随时查询统计。同时系统可以自定义各项指标的参数，如雷击点密度，临界电流强度等，根据不同地区的特殊情况制定不同的指标。

2．2．7水库水情信息模块

为满足水库防洪调度的需要，提高运行管理水平和经济效益，防灾减灾系统加入了水库水情模块，及时地让水管机构掌握水库的水位、库容及进库、泄出流量的实时数据。

系统以台账形式显示水库的水情信息以及设备状况。可以通过定位来查询各个水库的信息。

2．2．8 PDA应用

PDA的应用的优势在以下几个方面：

①在故障发生后，线路抢修人员，带上PDA可以实时发送故障第一现场的情况到指挥中心，使抢修队与指挥中心联运，进行有序高效的故障抢修。

②抢修人员到达现场后可以调出当地的电力设备的情况，从整体上把握现场的情况，更合理、更有效地进行抢修，在最短地时间内恢复线路送电。

③通过GPS定位技术，指挥中心可以知道抢修队的位置，合理分配各受灾地区的抢修人员，降低灾害带来的损失。

3　结束语

本文所述的电网综合防灾减灾系统，实现了电网基础数据、灾害检测信息的整体集成和资源共享，充分挖掘了现有灾害信息的使用潜力。本系统的运行增强了电网系统的灾害预警、灾害预防、灾害处理能力，提高了电网运行工作效率和安全运行水平。电力公司人员普遍反应良好，公司管理人员也对该系统给予高度评价。