基于電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的氣象干旱監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及氣象監(jiān)測預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的氣象干旱 監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣象自然災(zāi)害是威脅現(xiàn)代電網(wǎng)安全的主要因素。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，氣象災(zāi)害引發(fā)的電 網(wǎng)事故約占事故總數(shù)的70%。電力系統(tǒng)中某一元件故障，可能導(dǎo)致一系列其他元件停運(yùn)，并 連鎖反應(yīng)迅速蔓延，最終發(fā)生電網(wǎng)崩潰的現(xiàn)象。干旱是主要的自然災(zāi)害之一，具有持續(xù)時(shí)間 長，影響范圍廣的特點(diǎn)。在全球變暖的大背景下，頻繁發(fā)生的嚴(yán)重干旱，引起社會的廣泛關(guān) 注。2012年2月，云南省經(jīng)歷了 50年一遇的大旱，持續(xù)干旱造成全省16個(gè)州（市）1344. 95 萬人受災(zāi)，533萬人、295. 1萬頭大牲畜出現(xiàn)飲水困難，秋冬播農(nóng)作物受災(zāi)3563萬畝、絕收 814. 84萬畝。全省缺電率超過30%。因此，開展區(qū)域電網(wǎng)干旱監(jiān)測預(yù)警的研宄十分必要。 干旱災(zāi)害在云南、貴州等西南地區(qū)尤為明顯，其更是常因干旱造成缺水，從而影響區(qū)域發(fā)電 量明顯降低。針對出現(xiàn)的旱情，電網(wǎng)保護(hù)人員需要多方了解氣象信息，密切跟蹤旱情發(fā)展情 況，及時(shí)對抗旱保供電工作進(jìn)行部署。
[0003] 現(xiàn)有的電網(wǎng)干旱監(jiān)測是通過人為計(jì)算某一干旱指數(shù)的結(jié)果，形成某一區(qū)域整體干 旱監(jiān)測，從而對電網(wǎng)影響區(qū)域進(jìn)行大致估算，缺乏將電網(wǎng)地理信息與干旱監(jiān)測相結(jié)合的綜 合應(yīng)用平臺。故障發(fā)生后，保護(hù)人員往往無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題趕至現(xiàn)場查看故障和保護(hù)事件 記錄，從而造成事故范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，給受災(zāi)人員和維護(hù)人員都帶來極大的困擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種基于電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的氣象干旱 監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)及方法，解決了電網(wǎng)保護(hù)人員無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題趕至現(xiàn)場查看故障和保護(hù)事 件記錄，從而造成事故范圍進(jìn)一步擴(kuò)大的問題。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：基于電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的氣象 干旱監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括：
[0006] 1)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫自動(dòng)化更新模塊，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)包括國家級站點(diǎn)自建站以來氣象 干旱監(jiān)測所需的歷史氣象數(shù)據(jù)，以及氣象干旱監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)定時(shí)從氣象資料數(shù)據(jù)庫中更新 的實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成更新日志；
[0007] 2)干旱數(shù)據(jù)查詢與指數(shù)計(jì)算模塊，根據(jù)用戶輸入的查詢時(shí)間段和干旱要素從本地 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中查詢氣象干旱監(jiān)測數(shù)據(jù)；根據(jù)輸入的干旱要素選擇相應(yīng)的干旱指數(shù)計(jì)算方法 進(jìn)行計(jì)算；
[0008] 3)干旱區(qū)域圖表生成模塊，根據(jù)上述步驟中計(jì)算得到的干旱指數(shù)，生成監(jiān)測區(qū)域 相應(yīng)的干旱指數(shù)圖表；
[0009] 4)干旱監(jiān)測預(yù)警模塊，結(jié)合電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫以及所述的干旱指數(shù)圖表 得到桿塔干旱預(yù)警信息，供電網(wǎng)調(diào)度人員查看。
[0010] 前述的基于電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的氣象干旱監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征是：所述氣象干 旱監(jiān)測數(shù)據(jù)包括自動(dòng)氣象觀測站最高最低氣溫、日降水量、日照時(shí)數(shù)、實(shí)際水汽壓、風(fēng)速和 平均氣溫?cái)?shù)據(jù)。
[0011] 前述的基于電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的氣象干旱監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征是：所述干旱指 數(shù)包括標(biāo)準(zhǔn)化降水指標(biāo)SPI，降水距平百分率指標(biāo)，綜合氣象干旱指數(shù)Cl和相對濕潤度指 標(biāo)MI ;所述干旱要素為所述干旱指數(shù)中的任意一種。
[0012] 前述的基于電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的氣象干旱監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征是：所述干旱指 數(shù)圖表包括干旱監(jiān)測站點(diǎn)的干旱指數(shù)柵格圖、站點(diǎn)歷史干旱指數(shù)折線圖和干旱指數(shù)表。
[0013] 前述的基于電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的氣象干旱監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的方法，其特征是：包括 以下步驟：
[0014] 步驟一，輸入要查詢的時(shí)間和干旱要素；
[0015] 步驟二，根據(jù)輸入的時(shí)間和干旱要素計(jì)算干旱指數(shù)；
[0016] 步驟三，根據(jù)步驟二中計(jì)算的所述干旱指數(shù)，生成干旱分布圖表；所述干旱分布圖 表包括干旱指數(shù)柵格圖、站點(diǎn)歷史干旱指數(shù)折線圖和站點(diǎn)干旱指數(shù)表；
[0017] 步驟四，結(jié)合電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS)和所述干旱分布圖表，將觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng) 格化處理，得到高精度的干旱指數(shù)數(shù)據(jù)；統(tǒng)計(jì)出電網(wǎng)中的桿塔干旱等級信息，可形成桿塔干 旱等級表供用戶查詢桿塔處干旱情況；
[0018] 步驟五，干旱監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)發(fā)布干旱預(yù)警信息，所述的干旱預(yù)警信息包括一級紅 色預(yù)警、二級橙色預(yù)警、三級黃色預(yù)警、四級藍(lán)色預(yù)警。
[0019] 前述的基于電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的氣象干旱監(jiān)測預(yù)警方法，其特征是：所述的干旱 指數(shù)計(jì)算方法包括：
[0020] 1)降水距平百分率指數(shù)的計(jì)算，利用某時(shí)段降水量與常年同期降水量計(jì)算，并按 照降水距平百分率指數(shù)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，劃分為5個(gè)等級，分別為無旱、輕旱、中旱、重旱、特 旱；
[0021] 2)標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI值的計(jì)算，采用Γ分布概率來描述降水量的變化，然后再 經(jīng)正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化求得SPI值，按照SPI指數(shù)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，劃分為無旱、輕旱、中旱、重旱、特旱 5個(gè)等級；
[0022] 3)相對濕潤度指數(shù)MI值的計(jì)算，采用某時(shí)段降水量與同時(shí)段可能蒸散量之間平 衡的關(guān)系建立的指標(biāo)，按照MI指數(shù)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，劃分為無旱、輕旱、中旱、重旱、特旱5個(gè) 等級；
[0023] 4)綜合干旱指數(shù)CI值的計(jì)算，采用近30天（相當(dāng)月尺度）和近90天（相當(dāng)季尺 度）降水量標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)，以及近30天相對濕潤指數(shù)進(jìn)行綜合而得；按照CI指數(shù)等級劃 分標(biāo)準(zhǔn)，劃分為無旱、輕旱、中旱、重旱、特旱5個(gè)等級。
[0024] 本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：通過數(shù)據(jù)庫自動(dòng)化更新模塊獲取氣象局歷史氣象資 料，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)氣象資料定時(shí)入庫；干旱數(shù)據(jù)查詢與指數(shù)計(jì)算模塊調(diào)用干旱監(jiān)測數(shù)據(jù)庫數(shù) 據(jù)，進(jìn)行干旱指數(shù)計(jì)算，并實(shí)現(xiàn)氣象要素的多條件靈活查詢、統(tǒng)計(jì)計(jì)算功能；干旱區(qū)域圖表 生成模塊提供柵格圖、折線圖、表形式多樣的產(chǎn)品表達(dá)方式；最終將各個(gè)指數(shù)模塊結(jié)合電網(wǎng) 桿塔信息分別在GIS上實(shí)現(xiàn)，并提供桿塔干旱等級監(jiān)測與預(yù)警。通過對多種干旱指數(shù)相互 印證，呈現(xiàn)最能反映實(shí)際旱情的干旱信息，采用GIS技術(shù)對氣象印證進(jìn)行精細(xì)化模擬，通過 小網(wǎng)格推算模式建立Ikm網(wǎng)格距的氣象數(shù)據(jù)庫，以供各種氣候模型調(diào)用計(jì)算。本發(fā)明將干 旱影響區(qū)域與桿塔信息結(jié)合，精確反映出受旱災(zāi)影響桿塔的情況，可有效地省去去現(xiàn)場查 看故障信息而耽誤的時(shí)間，可有效提高電網(wǎng)抵御干旱災(zāi)害的能力。
【附圖說明】
[0025] 圖1是基于電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的氣象干旱監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2是基于電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的氣象干旱監(jiān)測預(yù)警方法流程圖；
[0027] 圖3是南方五省2010年11月降水距平百分率指數(shù)干旱分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0029]