基于电网GIS风电场专业气象监测和预警方法及系统

摘要

本发明公开了基于电网GIS风电场专业气象监测和预警方法及系统，在电网GIS平台中对气象监测站进行坐标定位，并通过坐标转换将气象监测站的气象监测、预警定位信息显示到电网GIS地图中，建立气象监测及预警定位信息图层；建立风电场电网设备图层；将气象监测及预警定位信息图层与风电场电网设备图层匹配关联，实现对风电场电网设备气象信息实时展示、气象灾害的预警分析展示。实现了针对风电场等电网设备的台风、暴雨、强对流等灾害性天气的发生与发展直观和全方位的实时监测，并追踪这类天气系统的运动和演变，为预测预报灾害性天气提供分析依据。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的气象预警领域，具体涉及基于电网GIS风电场专业气象监测和预 警方法及系统。

背景技术

随着我国风力发电、火力发电快速蓬勃发展，以风电能为供电来源，所需能源是由风能 提供。风能发电或者风力发电。属于可再生能源，清洁能源。风力发电是风能利用的重要形 式，风能是可再生、无污染、能量大、前景广的能源。从国家电网公司了解到，2012年6月， 我国并网风电达到5258万千瓦，超过美国成为世界第一风电大国。我国大电网运行大风电的 能力进入世界领先水平，为我国抢占新能源战略产业发展先机、应对全球气候变化等作出突 出贡献。

然而，近年来雨雪冰冻、台风、强对流等极端天气频繁发生，给风电场发电机组等电力 设施造成了严重的危害和损失。气象灾害的地域性强，判断时间短，其强弱度、影响时间、 影响范围对风电场电网设备、运行等影响也各不同。气象信息作为电网系统中的独立信息， 没有与电网GIS平台系统结合，往往只获得气象信息，却无法与电网系统关联，也就不能及 时，准确获得气象灾害对电网设备，运行带来的影响，使得气象对电网的起不到相应的预警 作用。随着电网运行和应急处置对实时气象信息、各类灾害监测预警等气象技术支持需求越 来越高，亟需提高风电场电力设施的电网气象监测预报预警能力。另一方面，电网对气象信 息获取方式简单，准确性及适用性不高。缺少气象信息与风电场电网设备的关联。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了基于电网GIS风电场专业气象监测和预警方 法及系统，将风电场电网设备与气象要素信息结合，风力发电机组等设备及电网运行方式关 联气象数据，准确进行分析研究，通过对气象数据的应用，提高电网运行预报预警的精度， 有效降低应急资源浪费。实现了针对风电场电网设备的台风、暴雨、强对流等灾害性天气的 发生与发展直观和全方位的实时监测，并追踪这类天气系统的运动和演变，为预测预报灾害 性天气提供分析依据。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

基于电网GIS风电场专业气象监测和预警方法，包括以下方法：

步骤一：在电网GIS平台中对气象监测站进行坐标定位，并通过坐标转换将气象监测站的 气象监测、预警定位信息显示到电网GIS地图中，建立气象监测及预警定位信息图层；

步骤二：完成对风电场电网设备的风电场地理坐标、运行情况梳理，在电网GIS平台中对 风电场电网设备进行坐标定位，通过坐标转换将风电场电网设备信息显示到电网GIS地图中， 建立风电场电网设备图层；

步骤三：将气象监测及预警定位信息图层与风电场电网设备图层匹配关联，实现对风电 场电网设备气象信息实时展示、气象灾害的预警分析展示。

所述步骤一中的坐标转换方法为：首先根据气象监测站的气象监测及预警定位信息进行 坐标校准，再将气象监测站的气象监测及预警定位信息通过16进制转换坐标，再进一步转换 成二进制坐标系将气象监测站的气象监测及预警定位信息定位到电网GIS地图中。

所述步骤二中坐标转换方法为：首先根据风电场电网设备的地理坐标信息进行坐标校准， 再将风电场电网设备的地理坐标信息通过16进制转换坐标，再进一步转换成二进制坐标系将 风电场电网设备的地理坐标信息定位到电网GIS地图中。

所述气象监测及预警定位信息图层的建立方法为：根据气象监测站中气象监测及预警定 位信息在GIS地图中的坐标信息，在GIS地图中建立相应的气象监测及预警定位信息图层。

所述风电场电网设备图层的建立方法为：电网GIS平台中包含风电场电网设备的地理坐 标，将风电场电网设备的坐标信息直接由电网GIS平台导出至GIS地图中，根据风电场电网 设备的坐标信息在GIS地图中建立相应的风电场电网设备图层。

将气象监测及预警定位信息图层及风电场电网设备图层进行匹配关联，具体包括：将实 时气象监测及预警定位信息与风电场电网设备数据进行集成和共享，以图表、柱状图、线形 图形式对风电场电网设备实时气象信息进行展示分析。

基于电网GIS风电场专业气象监测和预警系统，包括：

气象监测及预警定位信息图层建立模块，用于在电网GIS平台中对气象监测站进行坐标定 位，并通过坐标转换将气象监测站的气象监测、预警定位信息显示到电网GIS地图中，建立气 象监测及预警定位信息图层；

风电场电网设备图层建立模块，用于完成对风电场电网设备的风电场地理坐标、运行情 况梳理，在电网GIS平台中对风电场电网设备进行坐标定位，通过坐标转换将风电场电网设备 信息显示到电网GIS地图中，建立风电场电网设备图层；

匹配关联模块，用于将气象监测及预警定位信息图层与风电场电网设备图层匹配关联， 实现对风电场电网设备气象信息实时展示、气象灾害的预警分析展示。

所述气象监测及预警定位信息图层建立模块中的坐标转换，用于首先根据气象监测站的 气象监测及预警定位信息进行坐标校准，再将气象监测站的气象监测及预警定位信息通过16 进制转换坐标，再进一步转换成二进制坐标系将气象监测站的气象监测及预警定位信息定位 到电网GIS地图中。

所述风电场电网设备图层建立模块中的坐标转换，用于首先根据风电场电网设备的地理 坐标信息进行坐标校准，再将风电场电网设备的地理坐标信息通过16进制转换坐标，再进一 步转换成二进制坐标系将风电场电网设备的地理坐标信息定位到电网GIS地图中。

所述气象监测及预警定位信息图层建立模块，具体为：根据气象监测站中气象监测及预 警定位信息在GIS地图中的坐标信息，在GIS地图中建立相应的气象监测及预警定位信息图 层。

所述风电场电网设备图层建立模块，具体为：电网GIS平台中包含风电场电网设备的地 理坐标，将风电场电网设备的坐标信息直接由电网GIS平台导出至GIS地图中，根据风电场 电网设备的坐标信息在GIS地图中建立相应的风电场电网设备图层。

将气象监测及预警定位信息图层与风电场电网设备图层匹配关联，实现对风电场电网设 备气象信息实时展示、气象灾害的预警分析展示。

基于电网GIS平台的风电场电力设备气象监测、预报预警方法将风电场发电机组等重要 电网设备与实时气象信息关联，当灾害发生时第一时间掌握电网设备当前的气象信息，提升 风电场电网设备对极端天气和自然灾害应急能力。

本发明的有益效果：

1、通过卫星、雷达、气象站的实时监测及天气预报结果，在气象灾害发生之前，通过系 统检测预报预警方式，及时为风电场发布灾害预警信息，以增强风电场应对气象灾害的主动 性，有效避免或减少气象灾害造成的损失。

2、基于电网GIS平台的风电场气象监测、预报预警方法将风电场等重要电网设备与实时 气象信息关联，当灾害发生时第一时间掌握电网设备当前的气象信息，提升风电场对极端天 气和自然灾害应急能力。

3、实现了针对风电场等电网设备的台风、暴雨、强对流等灾害性天气的发生与发展直观 和全方位的实时监测，并追踪这类天气系统的运动和演变，为预测预报灾害性天气提供分析 依据。

附图说明

图1为本发明气象监测预警流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细说明：

如图1所示，基于电网GIS风电场专业气象监测和预警方法，包括以下步骤：

(1)在电网GIS平台中对气象监测站进行坐标定位，将气象监测、预警定位信息显示到 电网GIS地图中，建立气象图层；

(2)完成对全省风电场地理坐标、运行情况梳理，建立设备图层；

(3)将气象监测及预警定位信息图层与风电场电网设备坐标信息图层匹配关联，实现对 风电场电网设备气象信息实时展示、气象灾害的预警分析展示。

所述步骤(1)建立电网GIS平台中对气象监测站进行坐标定位，将气象监测、预警定位 信息显示到电网GIS地图中，建立气象图层。

所述步骤(2)中建立成对全省风电场地理坐标、运行情况梳理定位，建立风电场设备图 层。

基于电网GIS风电场专业气象监测和预警系统，包括：

气象监测及预警定位信息图层建立模块，用于在电网GIS平台中对气象监测站进行坐标定 位，并通过坐标转换将气象监测站的气象监测、预警定位信息显示到电网GIS地图中，建立气 象监测及预警定位信息图层；

风电场电网设备图层建立模块，用于完成对风电场电网设备的风电场地理坐标、运行情 况梳理，在电网GIS平台中对风电场电网设备进行坐标定位，通过坐标转换将风电场电网设备 信息显示到电网GIS地图中，建立风电场电网设备图层；

匹配关联模块，用于将气象监测及预警定位信息图层与风电场电网设备图层匹配关联， 实现对风电场电网设备气象信息实时展示、气象灾害的预警分析展示。

所述气象监测及预警定位信息图层建立模块中的坐标转换，用于首先根据气象监测站的 气象监测及预警定位信息进行坐标校准，再将气象监测站的气象监测及预警定位信息通过16 进制转换坐标，再进一步转换成二进制坐标系将气象监测站的气象监测及预警定位信息定位 到电网GIS地图中。

所述风电场电网设备图层建立模块中的坐标转换，用于首先根据风电场电网设备的地理 坐标信息进行坐标校准，再将风电场电网设备的地理坐标信息通过16进制转换坐标，再进一 步转换成二进制坐标系将风电场电网设备的地理坐标信息定位到电网GIS地图中。

所述气象监测及预警定位信息图层建立模块，具体为：根据气象监测站中气象监测及预 警定位信息在GIS地图中的坐标信息，在GIS地图中建立相应的气象监测及预警定位信息图 层。

所述风电场电网设备图层建立模块，具体为：电网GIS平台中包含风电场电网设备的地 理坐标，将风电场电网设备的坐标信息直接由电网GIS平台导出至GIS地图中，根据风电场 电网设备的坐标信息在GIS地图中建立相应的风电场电网设备图层。

影响风电场安全运行的主要气象灾害因子有雷暴、台风、积冰、极端低温和沙尘暴。根 据气象监测站的气象实时监测，结合山东地势地形及电网GIS平台设备图层数据，分析夏季 雷暴、台风，冬季极端低温，春季沙尘暴以及空气密度对风电场风电机组等设备供电的影响， 并及时进行灾害预警，降低应急资源浪费，确保设备人员安全。

本发明建立了基于电网GIS风电场专业气象监测及预警方法。将气象实时监测数据与风 电场电网设施结合，实时监测风电场外部环境状态，极大提高了电网监测的广度与精度。以 电网GIS平台为支撑，可以对全省各种风电场电力设施实现准确定位，建立基础电网地理信 息图层。另一方面，将气象实时监测及预警信息接入GIS平台，建立气象图层。通过对气象 监测点定位关联风电场电力设备，可实现直观、方便、互动的信息查询及检索功能，向应急 人员展示实施的数据。