网格化的电网气象监测预警系统功能设计与实例研究
摘要：随着电力建设的快速发展，对供电质量可靠性指标的要求日益提高供电
可靠性，保证主网安全运行是电网发展的基本要求随着社会经济的发展，气象灾
害对电力生产的影响越来越明显由于架空输电线路范围广，变电站设备多次暴露
在自然环境中。

一旦暴雨、雷电、冰雪等气象灾害来临，电力系统的安全运行将
面临巨大考验。

线路跳闸时有发生，严重影响电力系统供电安全生产。

关键词：网格化；电网气象；监测预警；实例
引言
电网气象监测预警的实质是分析气象信息与电网故障的相关性研究是分析不
同数据或特征之间的关系，通过相关性分析找出不同类型数据之间的相关性或非
相关性，进一步分析不同类型数据之间的关系强度。

如完全相关和不完全相关，
最后可以建立不同类型数据之间的关系转换模型。

在本课题的研究中，在对网格气象数据和网格设备数据进行相关分析的基础上，建立了网格气象监测预警系统以电网气象数据为基础，分析了各种气象要素
对电网设备的影响，如受大风影响的架空线路、受强降雨影响的车站和房间分析，结合以往电网事故造成的气象条件数据，包括什么样的气象条件造成事故的因素、发生的事故种类、事故的影响等信息，决定未来气象条件下是否存在电网故障的
风险，从而达到电网气象监测和预警的目的。

1电网气象监测预警系统构建方案
（1）系统建设目标
1.获取各种形式的气象源数据，如自动气象站、雷达估测降水量、基于网格
的精确预报等，实现对灾害性天气的精确监测和预报。

2.建立基于gis系统的网格气象平台，显示气象数据、地理数据和网格设备数据，直观显示灾害性天气的影响范围，准确定位灾害性天气影响的网格设备。

3.加强气象资料在每年汛期电网日常工作中的应用，通过系统分析汛期可能
受暴雨天气影响的重点防洪设备，使运行维护人员在重点检查、勘察、抢修中更
有针对性，故障排除和补救。

（2）系统建设原则
系统的规划和建设遵循以下原则：一是加强基础设施建设和实用性建设，坚
持实践第一，具有可扩展性和前瞻性；二是采用气象部门和电力部门的标准和规范，紧密衔接基础业务；三是先进性与适用性的统一；四是加强服务建设，保证
应用效果，加强电网指挥决策服务支持能力。

基于地理关系模型：系统基于完整、系统、准确的地理关系模型，以地理信
息数据为底层基础数据，将各类气象探测数据、预报数据、行政区域、电网基础
设施基础数据附加到地理属性上在基础地理信息数据的基础上，形成完整的地理
信息载体复杂的空间气象信息、属性数据和业务信息通过地图系统以地理的形式
直接显示出来。

面向对象和所见即所得的设计和操作方法：系统以面向对象的方
式提供各种操作方法，采用“面向对象的操作方法”和“所见即所得的操作接口”。

充分发挥地理信息系统和可视化技术的特点，以图形和动画的方式面对用户，信
息的表达更加直观高效，摆脱了用户不得不面对的大量枯燥的表格和文本信息，
从中可以进行数据挖掘，实现可视化、直观的显示。

围绕决策服务，不断完善各种气象探测基础设施，不断强化探测时空密度，
形成了大量的探测数据和预报数据，是系统决策分析的基础。

因此，本系统以数
据流为设计理念，结合系统的应用特点，深入挖掘和处理数据新的有用信息和可
视化产品，为调度决策提供直观的决策服务。

（3）系统建设
网格气象平台由五层组成：基础环境层、数据资源层、服务层、业务层和显
示层。

（1）基本环境层
基础环境层是平台运行所需的基础环境，包括网络、服务器、操作系统和存储。

（2）数据资源层
数据资源层包括平台显示所需的数据资源，包括雷达、自动站、网格设备、
网格业务等气象数据和其他网格数据。

（3）服务水平
服务层的接口和消息服务负责平台的外部交互数据访问层提供添加、删除、
修改和检查数据资源等操作GIS服务和专题地图提供了平台展示所需的地图相关
服务。

（4）业务层面
业务层主要根据业务需求对气象数据进行处理，并根据网格数据的关联分析
生成相应的图形产品。

（5）表示层
显示层实现了气象数据和网格数据的综合显示。

2系统功能设计
（1）气象数据采集
采集自动气象站实际情况、气象预报数据、卫星云图、网格精确预报等气象
原始数据，安全可靠地传输到后台应用服务器进行分析。

其中，自动站实时数据
采集周期为每10分钟一次，雷达估算降水数据采集周期为每1小时一次，天气
预报数据采集周期为每3小时一次，卫星云图采集周期为每1小时一次，网格精
确预报数据采集周期为每3小时一次。

（2）气象数据解析
根据各种气象数据采集周期的不同，将各种数据文件实时解析成适用的格式，存储在数据库服务器中。

其中，自动站采集的实际数据和天气预报数据采用xml
格式，雷达估算的降水数据和网格精度预报数据采用txt格式，卫星云图采用jpg
格式。

（1）气象数据展示
未来7天气资料：显示下周天气情况，包括天气条件、日最高气温、最低气温、最大相对湿度、最小相对湿度、最大风力等气象资料。

卫星云图：以图像旋转的方式显示未来24小时的云图数据。

自动气象站：显示自动气象站采集的温度、湿度、降雨量、风力等数据。

天气专题图：根据网格天气数据中的温度信息，生成温度专题图，通过图片
旋转的方式显示未来24小时的温度变化。

根据网格气象数据中的湿度信息，通过图像旋转的方式生成湿度专题图，显
示未来24小时的湿度变化。

根据网格气象数据中的降雨信息，生成降雨专题图，以图像旋转的方式显示
未来24小时的降雨变化。

根据网格气象数据中的风场信息，通过图像旋转的方式生成风场专题图，显
示未来24小时的风场变化。

3气象数据在电力业务中的应用实例
在年度信息期内，强降雨将影响电网正常运行，导致正常供电中断，影响居
民正常用电。

因此，在本项目的研究中，将气象资料与防洪工作相结合，通过系
统提前分析可能受降雨影响的电网设备，使汛期的相关工作，如巡查安排、应急
值班准备工作更有针对性。

（1）巡视任务
巡逻任务的主要功能是建立和下达巡逻任务巡更任务页面以列表形式显示，
分为巡更任务概述功能和巡更任务详细信息功能此函数通过选择任务名称、任务
内容、任务类型和结束时间来筛选任务列表。

可以创建新任务。

创建检验任务时，可以选择要填写检验内容的站线，创建检验任务对于雨后检查，可以单击“洪水情况分析”按钮，选择在雨中经历过洪水和灾害的站线来创建检查任务。

（2）工单管理
通过选择工单编号、工单名称、工单类型（雨前、雨中、雨后）、工单来源（气象演绎、洪水管理、手工创建）、巡更组、巡更状态、结束时间，过滤显示
的巡更任务工单。

工作单细节提供工作单检查进度时间轴，直观地查看工作顺序下各工位线的
检查进度和问题。

单击“检查单元”链接可查看站点检查照片。

（3）防汛重点设备
重点防洪设备，显示防洪期间需要重点关注的网格设备，并可在地图上定位
主要内容包括：运行维护单位、电压等级、站线名称、塔号、位置等，可根据运
行维护单位、站线名称进行查询。

（4）汛期值守安排
汛期值守安排，用于管理在汛期进行应急值守的人员及班组信息。

主要内容
包括：运维单位、电压等级、站线名称、值守人员、值守人员联系方式、值守开
始时间、值守结束时间。

结束语
随着电网规模的不断扩大，电网安全稳定运行的压力越来越大近年来，极端
恶劣天气频繁发生，给电网安全生产带来了巨大压力。

在高温天气下，气温的变
化对安排避峰、准确预测高峰负荷、保证电网夏季安全运行具有重要意义。

夏季
雷电、暴雨、洪涝灾害频繁，及时了解当地天气情况，有助于规避风险。

在冬季，冰雪、冻雨也会造成电网灾害。

因此，气象变化不仅影响着每个人的生活，而且
对电网的安全运行和可靠供电也有着重大影响。

研究气象资料在电网运行和供电
生产中的应用具有重要意义。

国网黑龙江省电力有限公司科技项目资助，项目名称：基于网格化的电网气
象监测预警分析及应用研究。