一种计及气象灾害的电力设备风险预警方法及系统

摘要

本发明公开了一种计及气象灾害的电力设备风险预警方法及系统，包括以下步骤：获取当前气象灾害预警信息；获取当前电网安全隐患信息；判断电网安全隐患所在区域是否存在气象灾害预警；判断电网安全隐患所在区域预警的类型及程度；发布安全隐患预警。本发明基于地理位置信息匹配技术、专家经验，通过在公共气象灾害预警的区域、类型、严重程度与电力设施安全隐患的位置、类型和严重程度之间开展位置匹配研究，关联分析等，实现对电力设施安全隐患的精准和及时预警，可有效提升特殊气象条件下，电力设施安全隐患预警的时效性和针对性，进而做到准确、及时地预警隐患，改善隐患处理的思路和手段。

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备状态监测与故障诊断技术领域，具体地说是涉及一种计及气象灾害的电力设备风险预警方法及系统。

背景技术

目前公共气象灾害预警在居民生活、企业生产活动中扮演着越来越重要角色，国家气象局也对不同类型、不同严重程度的气象灾害规范了标识、发布流程及应对措施，典型的气象灾害类型有暴雨、高温、降温大风、强对流天气、沙尘暴、海上大风、大雾、霾、寒潮、暴雪和台风等11种类型，等级有蓝、黄、橙和红分别表示一般、较重、严重和特别严重。气象灾害预警信息一般包括城市、地区、类型、等级、状态、发布时间、更新时间和预警文本。

电网及其设备运行于环境之中，必然受到环境的影响，尤其是当气象条件发生变化时。电力设备因其类型、所处环境、自身状况等不同，受到不同的气象条件的影响也不同；在电力设施安全隐患管理方面，电力企业规范了隐患的发布、处理的流程。电力设施安全隐患按照其类型可分为建筑、施工、树障、边坡、山火、鸟巢、外飘物、堆放杂物等类型，其描述信息一般包括所属公司、名称、地点、描述、隐患来源、类型、发现日期、状态、等级、后果等。

当前，对于气象灾害预警及其对电力设备的影响主要是通过地理信息系统，将气象数据，包括预报数据、实时数据与电力设备的位置集合应用，主要有两个方面：（1）展示电网的气象环境条件，比如某区域有什么电力设备或者设施，其当前的或者历史的气象条件如何；（2）可根据历史的气象条件，判断当前的气象条件达到一定级别时，对电网产生的影响；通过将这两方面的数据融合，给开发更多应用带来可能。但是由于电网规模较大时，仅分析气象对整个电网的影响不够准确，无法对电网存在的需要关注的点进行重点分析。

随着智能电网时代的来临，电网公司需要充分利用电网，尤其是已经存在隐患的电网及其设施的公共气象环境数据，实现精准、及时反映电力设施隐患的发展变化，以应对人力与电网规模不断扩大之间不匹配的矛盾，更好监控和处理隐患。

发明内容

本发明为了能够精准、及时反映电力设施安全隐患的外部气象环境变化以及不同的气象条件对隐患的影响水平，提出一种计及气象灾害的电力设备风险预警方法及系统，可以实现综合分析不同气象条件下电力设施隐患是否存在发展恶化的可能，并通过系统进行隐患预警发布，从而有效提升电网公司对安全隐患的管控水平。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种计及气象灾害的电力设备风险预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取当前气象灾害预警信息；

S2：获取当前电网安全隐患信息；

S3：判断电网安全隐患所在区域是否存在气象灾害预警；

S4：判断电网安全隐患所在区域预警的类型及程度；

S5：发布安全隐患预警。

优选的，所述步骤S1中获取当前气象灾害预警信息的方式为气象系统主动推送或从公网进行采集，所述气象灾害预警信息包括新增的灾害预警信息、预警消除的信息和预警变化的信息。

优选的，所述步骤S2中，获取当前电网安全隐患信息的步骤为：

S21：电力工人现场巡视，将发现的电网安全隐患信息登记到安全生产系统；

S22：当有隐患产生、消除或者变化时，所述安全生产系统主动推送电网安全隐患信息；

S23：所述安全生产系统识别其中还没处理完毕或新增的安全隐患信息，且将处理完毕的安全隐患信息过滤掉。

优选的，所述步骤S3中，判断电网安全隐患所在区域是否存在气象灾害预警的方法是通过对电网安全隐患和气象灾害预警的地理位置信息进行比对，以判断气象灾害预警区域是否包含了隐患点的位置，具体步骤为：

S31：根据气象系统推送的气象灾害信息确定气象灾害预警所覆盖的封闭区域的经纬度边界；

S32：获取步骤S23中每个安全隐患信息中的位置标识；

S33：通过关联查询逐一获取上述每个位置标识所对应的经纬度数值；

S34：逐一比较步骤S33中获得的每个经纬度数值是否被包含在步骤S31所确定的经纬度边界内。

优选的，所述步骤S4中判断电网安全隐患所在区域预警的类型及程度的方法为关联分析方法，判断标准是基于专家经验及相关领域知识建立、提炼得出的；具体步骤为：

S41：根据步骤S34的结果，逐一判断包含在气象灾害预警所确定的经纬度边界内的每个电网安全隐患点与气象灾害预警之间，是否存在相互影响的关系，如果存在相关影响的关系，则将电网安全隐患点与气象灾害预警进行关联；

S42：根据气象灾害预警的有效期决定电网安全隐患预警的生效、取消、降级与升级，根据气象灾害预警消息的不同类型，判断处理的方式为：

（1）气象灾害预警生效，判断与气象灾害预警相关联的电网安全隐患是否存在，且如果判断后得出存在电网安全隐患，则电网安全隐患预警生效消息产生；

（2）当气象灾害预警的等级发生变化时，与气象灾害预警相关联的电网安全隐患的等级也可能发生变化，如果判断关联的电网安全隐患等级发生变化，则需要发布电网安全隐患预警变化消息；

（3）气象灾害预警失效，则其关联的前一个生效的气象灾害预警以及根据这个气象灾害预警判断的电网安全隐患预警均失效，需要发布电网安全隐患预警失效消息。

优选的，所述步骤S5中预警发布的渠道是短消息、邮件和微信方式中的一种或多种，具体步骤为：

S51：按照所采用发布渠道的不同要求组装预警消息；所述预警消息息包括电网安全隐患预警生效消息、电网安全隐患预警变化消息和电网安全隐患预警失效消息；

S52：根据需要读取系统中相关的配置信息，对上述预警消息进行封装；

S53：通过选用的渠道发送预警消息；

S54：接收对方发送的回执信息；

S55：将预警消息和回执信息保存到存储器中。

一种计及气象灾害的电力设备风险预警系统，其特征在于：包括数据采集子系统、数据分析子系统、预警发布子系统和存储器；所述数据分析子系统分别与所述数据采集子系统和所述预警发布子系统连接，所述预警发布子系统与所述存储器相连；所述数据采集子系统用于获取当前气象灾害预警信息和当前电网安全隐患信息；所述数据分析子系统用于分析判断电网安全隐患所在区域是否存在气象灾害预警以及判断电网安全隐患所在区域预警的类型及程度；所述预警发布子系统用于发布安全隐患预警消息和接收回执信息。所述存储器用于存储预警消息和回执信息。

优选的，所述数据采集子系统获取当前气象灾害预警信息的方式为气象系统主动推送或从公网进行采集，获取当前电网安全隐患信息的方式为安全生产系统主动推送。

优选的，所述数据分析子系统用于分析电网安全隐患所在区域是否存在气象灾害预警的办法是通过对所述电网安全隐患与所述气象灾害预警的地理位置信息进行比对，用于分析电网安全隐患所在区域预警的类型及程度的方法为关联分析方法，判断标准是基于专家经验及相关领域知识建立、提炼得出的。

优选的，所述预警发布子系统用于发布安全隐患预警消息的渠道是短消息、邮件和微信方式中的一种或多种。

和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于：本发明基于地理位置信息匹配技术、专家经验，通过在公共气象灾害预警的区域、类型、严重程度与电力设施安全隐患的位置、类型和严重程度之间开展位置匹配研究，关联分析等，实现对电力设施安全隐患的精准和及时预警，可有效提升特殊气象条件下，电力设施安全隐患预警的时效性和针对性，做到准确、及时地预警隐患，从而改善了隐患处理的思路和手段。具体优势如下：

1）本发明研发、应用了一种计及气象灾害的电力设备风险预警系统，克服了输变电设备与特殊气象区域之间坐标位置匹配的难题，提升了电力设施安全隐患预警的时效性和针对性。

2）本发明提出了一种计及气象灾害的电力设备风险预警方法，解决了识别所在区域内输变电设备安全隐患的类型及程度的难题，改进了电力设备安全隐患处理的思路和手段。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中 ：

图1 为本发明的方法流程示意图；

图2 为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一种计及气象灾害的电力设备风险预警方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

S1：获取当前气象灾害预警信息；

S2：获取当前电网安全隐患信息；

S3：判断电网安全隐患所在区域是否存在气象灾害预警；

S4：判断电网安全隐患所在区域预警的类型及程度；

S5：发布安全隐患预警

在步骤S1中，获取当前气象灾害预警信息可以通过与气象局签订专业服务的方式，由气象局向本系统提供，也可以通过internet获取气象局对外发布的公共气象数据，相比较而言，签订专业服务协议的方式安全性，数据可靠性都更有保障。气象预警信息的获取方式一般是由气象系统主动推送，并且是变化推送，即有灾害预警信息出现或变化时，气象系统就会推送给本系统。

本实施例中，通过气象系统获取的气象灾害预警信息有三种：

（1）新增的灾害预警信息，格式为：【XX市寒冷黄色预警】市气象台于26日17时在全市陆地发布寒冷黄色预警，预计27日我市最低气温将降至10℃以下，信号可能持续3-4天，注意保暖，临时避寒场所开放。

（2）预警消除的信息，格式为：【XX市取消雷电预警】雷暴云团已减弱，市气象台于29日15时55分在全市取消雷电预警。

（3）预警变化的信息，一般格式为：【XX市寒冷橙色预警降级为黄色】市气象台于20日10时10分将全市寒冷橙色预警降级为黄色，表示气温回升，但早晚最低气温仍将低于10℃，注意保暖。

预警信息获取后，针对上述三种不同类型的预警信息对其进行不同的后续处理，针对新增的灾害预警信息，后续需要判断其所在区域是否存在隐患，并判断最终预警的等级；针对消除的预警信息，需要判断其对应的气象灾害预警是否对应了电力安全隐患预警，如果有，则电力安全隐患预警也需要发布消除的消息，如果没有则不需要处理；针对预警变化的信息，需要根据其对应的原有预警是否对应了安全隐患预警，并重新判断预警的等级、类型的变化。

在步骤S2中，电网安全隐患信息的获取是通过电力工作人员进行现场巡视时，发现隐患之后，登记隐患及报告来实现的。一般安全隐患信息会登记到安全生产系统中，因此本实施例中电网安全隐患信息是由安全生产系统主动推送，即当有隐患产生、消除或者变化时，就将该信息推送给本系统。

隐患信息的格式一般为：XX供电局，110kVXX线N44-N45塔，线下及线边种植高杆植物，净空5米，数量约60棵，发现时间2013年1月7日，等级为一般，隐患后果是可能造成五级事件，目前暂未处理。

获取到安全隐患信息后，本系统做的处理是识别其中的状态为处理中、新增等表明隐患依然存在的信息，而将处理完毕的隐患过滤掉。因为只有当前依然存在的隐患才需要进行天气灾害预警的分析，已经处理完的隐患表示其不再影响电网的安全运行，因此不需要进一步的分析处理。

步骤S3是在获取了气象灾害预警信息及电网安全隐患信息的基础上，判断在发生安全隐患的电网设施所在的区域，是否存在气象预警灾害。由于电网安全隐患主要以隐患点的形式存在，而气象灾害预警信息以区域的形式发布，因此主要是通过对电网安全隐患和气象灾害预警的地理位置信息进行比对，以判断气象灾害预警区域是否包含了隐患点的位置而确定。

在气象监测领域，一般将一个城市分成若干封闭的矩形区域，而通过气象监测系统获取的气象灾害信息如前所述，包含了行政区域以及气象系统划分的这种封闭的区域。为了能够精准预警，本实施例直接应用封闭区域来判断。封闭区域的经纬度边界描述如下：

区域1：经度范围（114.5833，114.5933）维度范围（25.54，25.55）

而电力系统中隐患的位置信息则通过其所发生位置的电力设施的经纬度确定，比如上述的安全隐患信息中标识位置为XX供电局110kV XX线N44-N45塔。此时，可以关联查询上述获取安全隐患的信息系统中关于该杆塔的信息登记模块，获取其经纬度数值，然后判断该杆塔的经纬度是否被包含在气象灾害预警信息的经纬度范围内。

需要注意的是：

（1）气象灾害预警的范围往往比电网安全隐患的位置大很多，因此在一个气象灾害预警范围内，可能存在多个安全隐患预警，需要逐一判断；

（2）隐患受气象灾害影响有范围，比如1公里圆半径之内，或者线路走廊内；

（3）隐患受影响的区域不止在点上，而是在一个范围内，因此需要引入线路走廊半径来判断，线路走廊半径指沿着线路的方向，其两侧多大半径范围内的区域也是受影响区域。

步骤S4的关联分析指的是当分析完隐患和气象灾害预警的位置之后，再判断这两种类型的信息之间，是否存在相互影响的关系，影响是正面的还是负面的。比如输电线路的积污隐患与天气的大雾、沙尘暴和霾预警是负面的影响关系，即大雾、沙尘暴和霾会促进积污更严重、更快速地发展。这两者的关系判断标准基于专家经验及相关领域知识建立、提炼得出，简单的关联模型可描述为：当存在霾预警时，输电线路积污类安全隐患存在恶化的可能，其中II级（也即红色等级）及以上的的霾预警对一般类型以上的积污类安全隐患产生II级预警。

关联关系判断时，还需要根据气象灾害预警的有效期决定预警的生效、取消、降级与升级等，根据气象灾害预警信息的几种类型，判断处理的方式有以下几种：

（1）气象灾害预警生效，判断与气象灾害预警相关联的电网安全隐患是否存在，且如果判断后得出存在电网安全隐患，则电网安全隐患预警生效消息产生；

（2）当气象灾害预警的等级发生变化时，与气象灾害预警相关联的电网安全隐患的等级也可能发生变化，如果判断关联的电网安全隐患等级发生变化，则需要发布电网安全隐患预警变化消息；

（3）气象灾害预警失效，则其关联的前一个生效的气象灾害预警以及根据这个气象灾害预警判断的电网安全隐患预警均失效，需要发布电网安全隐患预警失效消息。

隐患与气象灾害之间的判断标准的复杂性在于隐患与气象灾害之间不是一对一的关系，而是多对多的相互促进与消弭共存的复杂关系。比如当存在霾预警时，除了关注其对积污类隐患的影响之外，还要判断是否发生了干旱或者暴雨的预警，以及持续的时间，因为干旱起到的是加重隐患的作用，而暴雨的作用则刚好相反。本发明中根据专家经验，并总结历史数据，整理得出各类气象灾害预警及其严重程度与电网安全隐患类型及其严重程度之间的关联关系标准，作为判断的依据，并根据记录到的实际发生的业务情况，归纳更新判断标准。

步骤S5是完成电力设施安全隐患预警的发布。预警发布的作用是使预定使用者通过不同渠道接收到预警消息，例如短消息、邮件和微信等方式。在上一个步骤产生预警消息的基础上，借助于不同的渠道，将预警消息组装成短消息、电子邮件等形式存储到数据库中，预警消息的组装需要满足两个方面的要求：一是符合不同类型的消息格式的限制，比如短消息每70个汉字为一个消息，超过70个则要求拆分消息；二是要按照预设的消息格式组装，比如在短消息开头统一格式为“【预警平台】”。

预警消息组装好之后，还需要读取系统中配置的消息、邮件的接收者信息，比如手机号码或者邮件地址。利用系统与短信平台、邮件系统的接口，发送消息给接收者并通过对方系统获取消息发送回执。预警通知的结果也存储到数据库中以向预警发布的发起者反馈通知的结果。

综上所述，通过五个基本步骤，完成了考虑气象预警因素的安全隐患预警的判断、识别和发布。

图2 为本发明一种计及气象灾害的电力设备风险预警系统的结构示意图。如图2所示，所述系统包括：数据采集子系统、数据分析子系统、预警发布子系统和存储器；所述数据分析子系统分别与所述数据采集子系统和所述预警发布子系统连接，所述预警发布子系统与所述存储器相连；所述数据采集子系统用于获取当前气象灾害预警信息和当前电网安全隐患信息；所述数据分析子系统用于分析判断电网安全隐患所在区域是否存在气象灾害预警以及判断电网安全隐患所在区域预警的类型及程度；所述预警发布子系统用于发布安全隐患预警消息和接收预警消息发送回执信息；所述存储器用于存储预警消息和回执信息。

数据采集子系统获取当前气象灾害预警信息的种类包括新增的灾害预警信息、预警消除的信息和预警变化的信息等，获取方式为气象系统主动推送或从公网进行采集，一般采取由气象系统主动推送的方式，并且是变化推送，即有灾害预警信息出现或变化时，气象系统就会主动推送给本系统，这样就能保证信息的时效性、精准性、安全性和可靠性。而获取当前电网安全隐患信息的方式是通过电力工作人员进行现场巡视时，发现隐患之后，登记隐患及报告来实现的，一般安全隐患信息会及时登记到安全生产系统中，因此本实施例中电网安全隐患信息是由安全生产系统主动推送，即当有隐患产生、消除或者变化时，即主动推送给本系统。

数据分析子系统用于分析电网安全隐患所在区域是否存在气象灾害预警的办法是通过对电网安全隐患和气象灾害预警的地理位置信息进行比对，用于分析电网安全隐患所在区域预警的类型及程度的方法为关联分析方法，判断标准是基于专家经验及相关领域知识建立、提炼得出的。

预警发布子系统用于发布安全隐患预警消息的渠道是短消息、邮件和微信方式中的一种或多种。当预警消息组装好之后，还需要读取系统中配置的消息、邮件的接收者信息，比如手机号码或者邮件地址。利用系统与短信平台、邮件系统的接口，发送消息给接收者并通过对方系统获取消息发送回执信息。预警通知的结果也存储到存储器的数据库中以向预警发布的发起者反馈通知的结果。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。