[发明专利]基于三维数字地球的电网抵御台风灾害仿真分析预警系统

摘要

本发明提供一种基于三维数字地球的电网抵御台风灾害仿真分析与预警系统，该系统包括信息展示模块、地理数据服务模块、电网数据服务模块、气象数据模块及电网预警分析模块。本发明使用三维数字地球作为显示载体，将电网设备、气象环境与地理环境有机结合在一起，清晰地展示了电网的多层次空间结构，同时也展示了电网与地理环境间、电网与气象环境间的联系与影响；在三维环境中营造气象环境，并在三维电网中架设了可以模拟风偏摆动、风偏放电与断线垂落等现象的仿真导线；电网预警分析使用台风数值预报数据并根据区域地形对其进行修正，在提高准确度的同时提升了计算效率，可预测台风对电网可能造成的影响，为电网抵御台风灾害提供了有力支持。

主权项

1.基于三维数字地球的电网抵御台风灾害仿真分析预警系统，其特征在于，包括：信息展示模块，所述信息展示模块提供三维数字地球、三维电网、三维气象环境、气象专题图及电网预警功能，为系统提供三维虚拟现实浏览环境；地理数据服务模块，所述地理数据服务模块为所述信息展示模块与电网预警分析模块提供地理数据服务；电网数据服务模块，所述电网数据服务模块为所述信息展示模块与电网预警分析模块提供电网基础数据服务；气象数据模块，所述气象数据模块包括气象数据处理与气象数据服务两项功能；所述气象数据处理通过专用通道接收气象局推送的各类气象数据并根据预警分析及显示需要对数据进行标准化与三维可视化处理；所述气象数据服务功能为所述信息展示模块与电网预警分析模块提供气象数据服务；以及电网预警分析模块，所述电网预警分析模块根据台风数值预报数据、DEM数字高程以及电网设备台账数据，综合预警加权等级进行电网预警分析，得到电网预警信息并通过信息展示模块发布；电网预警信息包括台风动态预警、线路影响预警、风偏预警及杆塔风荷载预警；气象数据处理功能由气象局数据推送触发，其触发后还包括以下步骤：步骤一：接收到推送数据后，自动对数据进行标准化处理；步骤二：当推送的数据为自动站数据时，提取风场、降水、温度绘制风场分布图、降水分布图与温度分布图；步骤三：当推送的数据为红外云图数据时，使用云顶温度转高度法对云图进行三维可视化处理并构建三维云图模型；步骤四：当推送的数据为雷达数据时，对数据进行坐标系转换与矩阵化处理并构建三维台风模型；步骤五：当推送的数据为台风数值预报数据时，提取风场、降水数据构建预测风场分布图与预测降水分布图；提取台风预测路径区数据并启动电网预警分析模块；电网预警分析由气象数据模块触发，其触发后还包括以下步骤：S1：当气象局发布台风预警及相关信息时同步发布台风动态预警，在信息展示模块对台风进行可视化标记并跟踪；当气象局取消台风预警时系统解除台风动态预警；S2:从电网数据模块获取用户指定的预警线路坐标数据，从气象数据模块获取台风数值预报数据；S3:对台风数值预报中的台风预测路径区与待预警线路警戒区进行空间叠加分析，当分析结果中两区出现重叠时获取重叠区线路信息并发布相应线路影响预警；当分析结果中曾发布预警区域不再重叠时解除相应线路影响预警；S4:使用受影响线路杆塔坐标对台风数值预报风场数据进行插值，得到受影响线路杆塔的预测风速风向时间序列；S5:从地理数据模块获取杆塔所在高程，从电网数据模块获取受影响线路杆塔所处地形分类并折算为地形粗糙度，对风速风向时间序列进行修正；S6:从电网数据模块获取受影响线路杆塔的绝缘子、导线的台账数据，使用修正风速风向时间序列计算导线及绝缘子模拟风偏值；S7:将得到的导线与绝缘子模拟风偏值与相应阈值进行对比，当模拟风偏值超过阈值时根据超出比例综合该线路预警加权、数值预报时间加权发布相应级别的风偏预警；当曾发布风偏预警的导线与绝缘子模拟风偏值低于阈值时解除风偏预警；S8:从电网数据模块获取影响区内线路杆塔物理参数及空间分布数据，使用修正风速风向时间序列计算杆塔模拟风荷载；S9:将得到的杆塔模拟风荷载与相应阈值进行对比，当模拟风荷载值超过阈值时根据超出比例综合该线路预警加权、数值预报时间加权发布相应级别的杆塔风荷载预警；当曾发布风荷载预警杆塔模拟风荷载低于阈值时解除杆塔风荷载预警。