一种面向电力生产的气象预报系统技术方案

一种面向电力生产的气象预报系统，包括数据层、逻辑层和应用层；利用业务服务模块和分析模型模块对气象监测数据进行处理，先获得常规气象预报信息，再利用输电线路动力降尺度法，获得电力专业降尺度数值气象预报信息；在电力专业降尺度数值气象预报信息基础之上，结合电网GIS数据、电网PMS数据、输变电线路监测数据，获得风害预报信息和舞动预报信息；精准对焦电力专业气象灾害，准确获取局部地表特征、近地面气象因素数据，有效实现电力气象灾害的预报与预警；相关预报与预警以常规气象产品和电力专业常规气象产品为基础，建立有效的气象相关电网灾害或故障与气象因素之间的关联模型，从而实现面向电网风险的气象灾害有效预警。

【技术实现步骤摘要】
一种面向电力生产的气象预报系统
本专利技术涉及电网气象监测
，更具体地，涉及一种面向电力生产的气象预报系统。
技术介绍
随着电网规模的不断扩大，气象变化已经成为影响电网建设和安全稳定运行的主要因素。迎峰度夏、度冬经常带来电网高峰或尖峰负荷，常常给电网运行安全带来隐患，雷电、暴雨、大风、雾霾、冻雨、暴雪等极端恶劣天气均有可能导致设备设施损坏引发大面积停电，极端气象灾害对电网系统的破坏性巨大。如果能够提前监测预警气象灾害和安全风险，在灾害来临前采取有效的防范措施，就能将气象灾害对电网设备的破坏降低到最小。现有技术中，国内面向电力生产的气象预报系统已经比较有效地利用了气象部门提供的基础数据和气象服务产品，包括常规短期及中长期天气预报、短临天气预警、数值天气预报产品等，结合电网设备和地理信息系统部分实现了气象服务产品的展示和个性化应用，譬如利用数值气象预报产品和网格点插值算法的针对变电站或线路杆塔位置点的预报信息；但现有的相关电力气象系统仍存在以下不足：(1)由于不少气象相关电力灾害，例如舞动、风灾、污闪、雷击等，与局部地表特征、近地面气象因素有紧密的关系，仅仅利用常规的天气预报或者没有行业针对性的数值气象预报产品，由于缺少精准的局部数据或者没有针对性的优化数据，无法有效实现这些灾害的预报与预警；(2)预报与预警仍停留在气象产品层面，或者是电网设备所处位置的气象预报预警上，没有建立有效的气象相关电网灾害或故障与气象因素之间的关联模型，无法对这类灾害或故障的有效预警，更无法在这类设备预警的基础上进行电网风险预警；(3)现有的气象监测布点有限，部分气象相关灾害或电网设备故障无法实现闭环管理，也影响到气象相关故障模型的数据积累、模型有效性验证，而探索新的监测及反馈手段势在必行。(4)现有预报与预警系统缺少对预警结果的评价。电力气象预警系统针对于电力基建项目和设备检修，气象预报数据和预报技术与电力生产信息的融合度不高，研究的深度与广度尚不能适应电力生产的实践需要，缺少面向电力生产的气象预报系统，因此，提出一种面向电力生产的气象预报系统，能够进一步推动电力气象基础研究工作，提升电网气象预测预警服务水平，促使气象预报技术在电力生产过程中发挥更大作用。生产单位也能够通过预警信息提前做好电网设备应对气象灾害的防范措施，对迅速、准确、高效化解电网安全风险和应急处置，确保电网的安全稳定运行和电力可靠供应意义重大。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种面向电力生产的气象预报系统，面向电气行业提供精准的气象局部数据以及数值气象预报产品，建立有效的气象相关电网灾害与气象因素之间的关联模型，实现电力气象灾害的有效预警以及电网风险预警。本专利技术采用如下的技术方案。一种面向电力生产的气象预报系统，包括数据层、逻辑层和应用层；数据层，内置实时数据库、关系数据库、文档数据库和分布式列存数据库；数据层用于存储气象监测数据、气象预报数据、电网基础数据、电力气象预警数据、预测图像信息和文档数据；逻辑层，内置多个业务服务模块和分析模型模块，用于对数据层内存储的气象监测数据和电网基础数据进行逻辑分析与数据处理，以获得应用层所需的电力气象预报信息；其中，电力气象预报信息包括：常规气象预报信息、电力专业降尺度数值气象预报信息、风害预报信息和舞动预报信息；应用层，用于根据逻辑层输出的电力气象预报信息，以图像、图表、具体数据方式，向电力专业用户提供常规气象预报、电力专业降尺度数值气象预报、风害预报产品和舞动预报。优选地，气象监测数据包括：常规天气预报数据、雷达回波数据、数值预报数据、卫星云图数据和自动气象站监测数据；气象监测数据存储在实时数据库中；电网基础数据包括电网GIS数据、电网PMS数据、输变电线路监测数据；电网基础数据存储在关系数据库中；文档数据包括：天气预测周报、天气预测月报，电力气象周报，重要节日专报、重要天气预报、舞动预测预警周报、中长期舞动预警报告；文档数据存储在文档数据库中；气象预报数据包括：1×1公里数值预报格点数据、3×3公里数值预报格点数据；气象预报数据、电力气象预警数据、预测图像信息均存储在分布式列存数据库中；分布式列存数据库还存储用电采集数据。优选地，业务服务模块包括：气象局数据接收服务模块、强隔离装置传输服务模块、常规天气数据解析服务模块、3×3公里数值预报数据解析服务模块、雷达数据解析服务模块、1×1公里数值预报数据解析服务模块、强对流天气分析预警服务模块、GIS展示数据处理服务模块、GIS数据接口服务模块、PMS数据接口处理服务模块；分析模型模块包括：电力气象数值预报综合分析模型模块、强降水天气与设备故障关联分析模型模块、覆冰舞动与设备故障关联分析模型模块、大风天气与设备故障关联分析模型模块、降雨量累计对设备影响分析模型模块。优选地，逻辑层内，利用业务服务模块和分析模型模块对气象监测数据进行分析和处理，先获得常规气象预报信息，再利用输电线路动力降尺度法，获得电力专业降尺度数值气象预报信息；在电力专业降尺度数值气象预报信息基础之上，结合电网GIS数据、电网PMS数据、输变电线路监测数据，获得风害预报信息和舞动预报信息。优选地，逻辑层内，利用业务服务模块中的气象局数据接收服务模块采集目标电网区域的气象监测数据；气象监测数据经由强隔离装置传输服务模块传输至常规天气数据解析服务模块中；通过常规天气数据解析服务模块提取常规天气预报数据、雷达回波数据以及卫星云图数据，形成常规气象预报信息。优选地，逻辑层内，利用业务服务模块中的气象局数据接收服务模块采集气象监测数据；气象监测数据经由强隔离装置传输服务模块传输至常规天气数据解析服务模块中；通过常规天气数据解析服务模块提取低分辨率的数值预报数据和自动气象站监测数据；结合目标电网区域的地形信息，对低分辨率的数值预报数据和自动气象站监测数据进行修正，以获得数值预报格点处的实况预报数据；将数值预报格点处的实况预报数据作为输入数据，分别输入至3×3公里数值预报数据解析服务模块、1×1公里数值预报数据解析服务模块中；其中，3×3公里数值预报数据解析服务模块、1×1公里数值预报数据解析服务模块均包含基于回归统计方法获得目标格点处预报数据的精细化订正模型；3×3公里数值预报数据解析服务模块、1×1公里数值预报数据解析服务模块输出的精细化数值预报数据；再将低分辨率的数值预报数据进行面上扩展，并且与精细化数值预报数据一并作为电力气象数值预报综合分析模型模块的输入数据；其中，电力气象数值预报综合分析模型模块包含利用反距离插值和地形修正相结合算法获得全网格点处预报数据的精细化订正模型；电力气象数值预报综合分析模型模块输出高精度的电力专业降尺度数值气象预报信息数据。优选地，逻辑层内，利用业务服务模块中的气象局数据接收服务模块采集目标电网区域的气象监测数据；气象监测数据经由强隔离装置传输服务模块传输至雷达数据解析服务模块中；由分析模型模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向电力生产的气象预报系统，其特征在于，/n所述气象预报系统包括：数据层、逻辑层和应用层；/n所述数据层，内置实时数据库、关系数据库、文档数据库和分布式列存数据库；数据层用于存储气象监测数据、气象预报数据、电网基础数据、电力气象预警数据、预测图像信息和文档数据；/n所述逻辑层，内置多个业务服务模块和分析模型模块，用于对数据层内存储的气象监测数据和电网基础数据进行逻辑分析与数据处理，以获得应用层所需的电力气象预报信息；其中，所述电力气象预报信息包括：常规气象预报信息、电力专业降尺度数值气象预报信息、风害预报信息和舞动预报信息；/n所述应用层，用于根据逻辑层输出的电力气象预报信息，以图像、图表、具体数值方式，向电力专业用户提供常规气象预报、电力专业降尺度数值气象预报、风害预报和舞动预报。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向电力生产的气象预报系统，其特征在于，
所述气象预报系统包括：数据层、逻辑层和应用层；
所述数据层，内置实时数据库、关系数据库、文档数据库和分布式列存数据库；数据层用于存储气象监测数据、气象预报数据、电网基础数据、电力气象预警数据、预测图像信息和文档数据；
所述逻辑层，内置多个业务服务模块和分析模型模块，用于对数据层内存储的气象监测数据和电网基础数据进行逻辑分析与数据处理，以获得应用层所需的电力气象预报信息；其中，所述电力气象预报信息包括：常规气象预报信息、电力专业降尺度数值气象预报信息、风害预报信息和舞动预报信息；
所述应用层，用于根据逻辑层输出的电力气象预报信息，以图像、图表、具体数值方式，向电力专业用户提供常规气象预报、电力专业降尺度数值气象预报、风害预报和舞动预报。


2.根据权利要求1所述的一种面向电力生产的气象预报系统，其特征在于，
所述气象监测数据包括：常规天气预报数据、雷达回波数据、数值预报数据、卫星云图数据和自动气象站监测数据；气象监测数据存储在实时数据库中；
所述电网基础数据包括：电网GIS数据、电网PMS数据、输变电线路监测数据；电网基础数据存储在关系数据库中；
所述文档数据包括：天气预测周报、天气预测月报，电力气象周报，重要节日专报、重要天气预报、舞动预测预警周报、中长期舞动预警报告；文档数据存储在文档数据库中；
所述气象预报数据包括：1×1公里数值预报格点数据、3×3公里数值预报格点数据；气象预报数据、电力气象预警数据、预测图像信息均存储在分布式列存数据库中，所述分布式列存数据库还存储用电采集数据。


3.根据权利要求1所述的一种面向电力生产的气象预报系统，其特征在于，
所述业务服务模块包括：气象局数据接收服务模块、强隔离装置传输服务模块、常规天气数据解析服务模块、3×3公里数值预报数据解析服务模块、雷达数据解析服务模块、1×1公里数值预报数据解析服务模块、强对流天气分析预警服务模块、GIS展示数据处理服务模块、GIS数据接口服务模块、PMS数据接口处理服务模块；
所述分析模型模块包括：电力气象数值预报综合分析模型模块、强降水天气与设备故障关联分析模型模块、覆冰舞动与设备故障关联分析模型模块、大风天气与设备故障关联分析模型模块、降雨量累计对设备影响分析模型模块。


4.根据权利要求3所述的一种面向电力生产的气象预报系统，其特征在于，
所述逻辑层内，利用业务服务模块和分析模型模块对气象监测数据进行分析和处理，先获得常规气象预报信息，再利用输电线路动力降尺度法，获得电力专业降尺度数值气象预报信息；在电力专业降尺度数值气象预报信息基础之上，结合电网GIS数据、电网PMS数据、输变电线路监测数据，获得风害预报信息和舞动预报信息。


5.根据权利要求4所述的一种面向电力生产的气象预报系统，其特征在于，
所述逻辑层内，通过业务服务模块中的气象局数据接收服务模块采集目标电网区域的气象监测数据；气象监测数据经由强隔离装置传输服务模块传输至常规天气数据解析服务模块中；通过常规天气数据解析服务模块提取常规天气预报数据、雷达回波数据以及卫星云图数据，形成常规气象预报信息。


6.根据权利要求4所述的一种面向电力生产的气象预报系统，其特征在于，
所述逻辑层内，通过业务服务模块中的气象局数据接收服务模块采集目标电网区域的气象监测数据；气象监测数据经由强隔离装置传输服务模块传输至常规天气数据解析服务模块中；通过常规天气数据解析服务模块提取低分辨率的数值预报数据和自动气象站监测数据；结合目标电网区域的地形信息，对低分辨率的数值预报数据和自动气象站监测数据进行修正，以获得数值预报格点处的实况预报数据；

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，郭志民，梁允，李哲，王磊，王津宇，周宁，卢明，姚德贵，刘善峰，李帅，杨磊，苑司坤，高阳，崔晶晶，马建伟，耿俊成，吕卓，陈岑，刘莘昱，张小斐，刘昊，杨文，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，河南九域恩湃电力技术有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41