CN117610898A - 电网气象监测网络装置的布点方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电网气象监测网络装置的布点方法及装置,属于电网气象监测点规划技术领域,所述方法包括以下步骤:确定待监测电网范围并获取相关数据,构建气象灾害监测布点指标模型;根据获取的相关数据制作各自的栅格图;将制作的栅格图进行综合叠加,形成气象灾害监测布点评价指标;利用熵权法确定气象灾害监测布点评价指标中各布点因子的权重;根据各布点因子的数值及其权重,计算气象灾害监测布点评价指标的区域分布;根据所述区域分布进行电网气象监测网络装置布点。本发明不仅能够进行电网气象监测网络装置的布点规划,而且能够利用电网气象监测装置实时监测电网输电设施区域的气象灾害,为电网企业提供了精细气象灾害观测与精准预报预警服务。
Description
技术领域
本发明涉及一种电网气象监测网络装置的布点方法及装置,属于电网气象监测点规划技术领域。
背景技术
电网处于前所未有的快速发展时期,恶劣的气象条件对日益庞大的电网安全运行的影响程度也会随之增加。为此,电网企业增加了电网气象监测网络系统,确保电网可以安全稳定的运行。
随着暴雨、暴雪、大风、雷电、冰冻等各种气象灾害频发,基建工程设施等面临着巨大的安全隐患,面向更精细的电网重要设施区域、复杂地形区域、气象灾害重点致灾区域等地区,仍然缺乏精细气象灾害观测与精准预报预警服务。
目前国内在电网输电设施受气象因素影响方面,大多采用设施附近的气象观测站资料进行分析研究,但是气象部门气象观测站的布点与电网重要输变电设施分布往往匹配度低、针对性差。也有基于GIS技术,将气象站点的气象数据插值到网格,通过格点数据对电网设施所处位置的天气状况进行预测,从而分析气象因素对电网平稳运行的影响。但由于大多数电力设施缺少实时有效的监控手段,因此无法对重要电网设施区域、重点致灾区域进行高频次和高密度的实时监测,也无法实现重要电网设施区域气象数据高分辨率预报与动态订正,不能很好地满足电网气象精准预报预警需求。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种电网气象监测网络装置的布点方法及装置,不仅能够进行电网气象监测网络装置的布点规划,而且能够利用电网气象监测装置实时监测电网输电设施区域的气象灾害,为电网企业提供了精细气象灾害观测与精准预报预警服务。
本发明解决其技术问题采取的技术方案是:
第一方面,本发明实施例提供的一种电网气象监测网络装置的布点方法,包括以下步骤:
确定待监测电网范围并获取相关数据,构建气象灾害监测布点指标模型;所述相关数据包括待监测电网范围内的国家气象站分布,电网输电线路分布,电力气象监测网络分布,气象预报误差空间分布,暴雨、暴雪、大风、雷电及冰冻的灾害区划分布和地形地貌数据信息;
根据获取的相关数据制作各自的栅格图;
将制作的栅格图进行综合叠加,形成气象灾害监测布点评价指标;
利用熵权法确定气象灾害监测布点评价指标中各布点因子的权重;
根据各布点因子的数值及其权重,计算气象灾害监测布点评价指标的区域分布;
根据所述区域分布进行电网气象监测网络装置布点。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述根据获取的相关数据制作各自的栅格图,包括:
根据待监测电网范围内气象站分布状况,制作气象观测网络栅格图;
根据待监测电网范围内电网输电线路分布,制作电网重要输电线路网络栅格图;
根据待监测电网范围内电力气象监测网络分布,制作电网电力气象监测网络分布栅格图;
进行待监测电网范围内气象预报误差分析,构建气象预报误差空间分布栅格图;
充分调研待监测电网范围内暴雨、暴雪、大风、雷电及冰冻的灾害区划分布,构建气象灾害分布栅格图;
根据待监测电网范围内地形地貌信息,构建地形栅格图。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述气象灾害监测布点评价指标的计算公式为:
其中,F (x)为气象监测布点评价指标,X 1为气象观测网络布点因子,X 2为电网重要输电线路网络布点因子,X 3为电网电力气象监测网络布点因子,X 4为气象预报误差空间布点因子,X 5为气象灾害区划空间布点因子,X 6为地形布点因子,a、b、c、d、e和f分别为各布点因子的权重。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述熵权法确定气象灾害监测布点评价指标中各布点因子的权重,包括:
对每个布点因子,采用熵值来判断其离散程度;
将制作的栅格图中布点因子数据进行标准化处理,得到各布点因子标准化数值;
计算各布点因子的信息熵得到其在指标中的权重。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述根据各布点因子的数值及其权重,计算气象灾害监测布点评价指标的区域分布,包括:
将各布点因子的权重赋值给气象灾害监测布点评价指标;
根据每个栅格图的各布点因子标准化数值计算其气象灾害监测布点评价指标数值;
根据气象灾害监测布点评价指标数值得到待监测电网范围内气象灾害监测布点评价指标的区域分布。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述根据所述区域分布进行电网气象监测网络装置布点,包括:
根据气象灾害监测布点评价指标的区域分布数值,确定数值高的区域为需增加监测的区域,数值低的区域为可撤销监测的区域,制定电网气象监测网络装置的布点方案。
第二方面,本发明实施例提供的一种电网气象监测网络装置的布点装置,包括:
指标模型构建模块,用于确定待监测电网范围并获取相关数据,构建气象灾害监测布点指标模型;所述相关数据包括待监测电网范围内的国家气象站分布,电网输电线路分布,电力气象监测网络分布,气象预报误差空间分布,暴雨、暴雪、大风、雷电及冰冻的灾害区划分布和地形地貌数据信息;
栅格图制作模块,用于根据获取的相关数据制作各自的栅格图;
评价指标形成模块,用于将制作的栅格图进行综合叠加,形成气象灾害监测布点评价指标;
布点因子权重计算模块,用于利用熵权法确定气象灾害监测布点评价指标中各布点因子的权重;
指标区域分布计算模块,用于根据各布点因子的数值及其权重,计算气象灾害监测布点评价指标的区域分布;
气象监测网络装置布点模块,用于根据所述区域分布进行电网气象监测网络装置布点。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述栅格图制作模块,具体用于:
根据待监测电网范围内气象站分布状况,制作气象观测网络栅格图;
根据待监测电网范围内电网输电线路分布,制作电网重要输电线路网络栅格图;
根据待监测电网范围内电力气象监测网络分布,制作电网电力气象监测网络分布栅格图;
进行待监测电网范围内气象预报误差分析,构建气象预报误差空间分布栅格图;
充分调研待监测电网范围内暴雨、暴雪、大风、雷电及冰冻的灾害区划分布,构建气象灾害分布栅格图;
根据待监测电网范围内地形地貌信息,构建地形栅格图。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述气象灾害监测布点评价指标的计算公式为:
其中,F (x)为气象监测布点评价指标,X 1为气象观测网络布点因子,X 2为电网重要输电线路网络布点因子,X 3为电网电力气象监测网络布点因子,X 4为气象预报误差空间布点因子,X 5为气象灾害区划空间布点因子,X 6为地形布点因子,a、b、c、d、e和f分别为各布点因子的权重。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述布点因子权重计算模块,具体用于:
对每个布点因子,采用熵值来判断其离散程度;
将制作的栅格图中布点因子数据进行标准化处理,得到各布点因子标准化数值;
计算各布点因子的信息熵得到其在指标中的权重。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述指标区域分布计算模块,具体用于:
将各布点因子的权重赋值给气象灾害监测布点评价指标;
根据每个栅格图的各布点因子标准化数值计算其气象灾害监测布点评价指标数值;
根据气象灾害监测布点评价指标数值得到待监测电网范围内气象灾害监测布点评价指标的区域分布。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述气象监测网络装置布点模块,具体用于:
根据气象灾害监测布点评价指标的区域分布数值,确定数值高的区域为需增加监测的区域,数值低的区域为可撤销监测的区域,制定电网气象监测网络装置的布点方案。
本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下:
本发明结合待监测电网范围内的国家气象站分布、电网输电线路分布、电力气象监测网络分布、气象预报误差空间分布、灾害区划分布、地形地貌信息等进行叠加分析,构建气象灾害监测布点指标模型;通过熵权法,确定指标中各因子的权重,计算得出待监测电网范围内各栅格的象灾害监测布点评价指标数值,最终得到待监测电网范围内的气象灾害监测布点评价指标区域分布;确定需增加监测的区域以及需调整监测的区域,制定电网气象监测网络装置布点方案。本发明不仅能够进行电网气象监测网络装置的布点规划,而且能够利用电网气象监测装置实时监测电网输电设施区域的气象灾害,为电网企业提供了精细气象灾害观测与精准预报预警服务。
附图说明
图1是根据一示例性实施例示出的一种电网气象监测网络装置的布点方法的流程图;
图2是根据一示例性实施例示出的一种电网气象监测网络装置的布点装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明:
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
如图1所示,本发明实施例提供的一种电网气象监测网络装置的布点方法,包括以下步骤:
确定待监测电网范围并获取相关数据,构建气象灾害监测布点指标模型;所述相关数据包括待监测电网范围内的国家气象站分布,电网输电线路分布,电力气象监测网络分布,气象预报误差空间分布,暴雨、暴雪、大风、雷电及冰冻的灾害区划分布和地形地貌数据信息;
根据获取的相关数据制作各自的栅格图;
将制作的栅格图进行综合叠加,形成气象灾害监测布点评价指标;
利用熵权法确定气象灾害监测布点评价指标中各布点因子的权重;
根据各布点因子的数值及其权重,计算气象灾害监测布点评价指标的区域分布;
根据所述区域分布进行电网气象监测网络装置布点。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述根据获取的相关数据制作各自的栅格图,包括:
根据待监测电网范围内气象站分布状况,制作气象观测网络栅格图;
根据待监测电网范围内电网输电线路分布,制作电网重要输电线路网络栅格图;
根据待监测电网范围内电力气象监测网络分布,制作电网电力气象监测网络分布栅格图;
进行待监测电网范围内气象预报误差分析,构建气象预报误差空间分布栅格图;
充分调研待监测电网范围内暴雨、暴雪、大风、雷电及冰冻的灾害区划分布,构建气象灾害分布栅格图;
根据待监测电网范围内地形地貌信息,构建地形栅格图。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述气象灾害监测布点评价指标的计算公式为:
其中,F (x)为气象监测布点评价指标,X 1为气象观测网络布点因子,X 2为电网重要输电线路网络布点因子,X 3为电网电力气象监测网络布点因子,X 4为气象预报误差空间布点因子,X 5为气象灾害区划空间布点因子,X 6为地形布点因子,a、b、c、d、e和f分别为各布点因子的权重。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述熵权法确定气象灾害监测布点评价指标中各布点因子的权重,包括:
对每个布点因子,采用熵值来判断其离散程度;
将制作的栅格图中布点因子数据进行标准化处理,得到各布点因子标准化数值;
计算各布点因子的信息熵得到其在指标中的权重。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述根据各布点因子的数值及其权重,计算气象灾害监测布点评价指标的区域分布,包括:
将各布点因子的权重赋值给气象灾害监测布点评价指标;
根据每个栅格图的各布点因子标准化数值计算其气象灾害监测布点评价指标数值;
根据气象灾害监测布点评价指标数值得到待监测电网范围内气象灾害监测布点评价指标的区域分布。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述根据所述区域分布进行电网气象监测网络装置布点,包括:
根据气象灾害监测布点评价指标的区域分布数值,确定数值高的区域为需增加监测的区域,数值低的区域为可撤销监测的区域,制定电网气象监测网络装置的布点方案。
如图2所示,本发明实施例提供的一种电网气象监测网络装置的布点装置,包括:
指标模型构建模块,用于确定待监测电网范围并获取相关数据,构建气象灾害监测布点指标模型;所述相关数据包括待监测电网范围内的国家气象站分布,电网输电线路分布,电力气象监测网络分布,气象预报误差空间分布,暴雨、暴雪、大风、雷电及冰冻的灾害区划分布和地形地貌数据信息;
栅格图制作模块,用于根据获取的相关数据制作各自的栅格图;
评价指标形成模块,用于将制作的栅格图进行综合叠加,形成气象灾害监测布点评价指标;
布点因子权重计算模块,用于利用熵权法确定气象灾害监测布点评价指标中各布点因子的权重;
指标区域分布计算模块,用于根据各布点因子的数值及其权重,计算气象灾害监测布点评价指标的区域分布;
气象监测网络装置布点模块,用于根据所述区域分布进行电网气象监测网络装置布点。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述栅格图制作模块,具体用于:
根据待监测电网范围内气象站分布状况,制作气象观测网络栅格图;
根据待监测电网范围内电网输电线路分布,制作电网重要输电线路网络栅格图;
根据待监测电网范围内电力气象监测网络分布,制作电网电力气象监测网络分布栅格图;
进行待监测电网范围内气象预报误差分析,构建气象预报误差空间分布栅格图;
充分调研待监测电网范围内暴雨、暴雪、大风、雷电及冰冻的灾害区划分布,构建气象灾害分布栅格图;
根据待监测电网范围内地形地貌信息,构建地形栅格图。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述气象灾害监测布点评价指标的计算公式为:
其中,F (x)为气象监测布点评价指标,X 1为气象观测网络布点因子,X 2为电网重要输电线路网络布点因子,X 3为电网电力气象监测网络布点因子,X 4为气象预报误差空间布点因子,X 5为气象灾害区划空间布点因子,X 6为地形布点因子,a、b、c、d、e和f分别为各布点因子的权重。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述布点因子权重计算模块,具体用于:
对每个布点因子,采用熵值来判断其离散程度;
将制作的栅格图中布点因子数据进行标准化处理,得到各布点因子标准化数值;
计算各布点因子的信息熵得到其在指标中的权重。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述指标区域分布计算模块,具体用于:
将各布点因子的权重赋值给气象灾害监测布点评价指标;
根据每个栅格图的各布点因子标准化数值计算其气象灾害监测布点评价指标数值;
根据气象灾害监测布点评价指标数值得到待监测电网范围内气象灾害监测布点评价指标的区域分布。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述气象监测网络装置布点模块,具体用于:
根据气象灾害监测布点评价指标的区域分布数值,确定数值高的区域为需增加监测的区域,数值低的区域为可撤销监测的区域,制定电网气象监测网络装置的布点方案。
利用本发明所述装置进行电网气象监测网络装置的布点设计的过程如下。
步骤1:综合考虑待监测电网范围内国家气象站分布、电网输电线路分布、电力气象监测网络分布、气象预报误差空间分布、暴雨、暴雪、大风、雷电、冰冻等灾害区划分布、地形地貌信息等,构建气象灾害监测布点指标模型。
步骤2:利用GIS技术,根据待监测电网范围内气象站分布状况,制作气象观测网络栅格图;根据待监测电网范围内电网输电线路分布,制作电网重要输电线路网络栅格图;根据待监测电网范围内电力气象监测网络分布,制作电网电力气象监测网络分布栅格图;进行待监测电网范围内气象预报误差分析,构建气象预报误差空间分布栅格图;充分调研待监测电网范围内暴雨、暴雪、大风、雷电、冰冻等灾害区划分布,构建气象灾害分布栅格图;根据待监测电网范围内地形地貌信息,构建地形栅格图。
步骤3:将步骤2 所得的各个栅格图进行综合叠加,形成待监测电网范围内气象灾害监测布点评价指标,计算公式为:
其中,F (x)为气象监测布点评价指标,X 1为气象观测网络布点因子,X 2为电网重要输电线路网络布点因子,X 3为电网电力气象监测网络布点因子,X 4为气象预报误差空间布点因子,X 5为气象灾害区划空间布点因子,X 6为地形布点因子,a、b、c、d、e和f分别为各布点因子的权重。
步骤4:结合数学方法熵权法,确定气象灾害监测布点评价指标中各因子的权重。对于某项因子,可以用熵值来判断其离散程度。其信息熵值越小,因子离散程度越大,其对综合评价的影响(即权重)就越大。相反,信息熵值越大,其权重也就越小。将步骤2构建的各因子栅格图中,每个栅格的因子数据进行标准化处理,以后,计算得出各因子的信息熵,进而得到各因子在指标中的权重。
步骤5:步骤4计算得出气象灾害监测布点评价指标中各个因子的权重后,代入步骤3的气象灾害监测布点评价指标公式中,再将步骤4中计算得出的每个栅格的各因子标准化数值,通过栅格计算器计算出每一个栅格的气象灾害监测布点评价指标数值,最终得到待监测电网范围内的气象灾害监测布点评价指标区域分布。
步骤6:根据步骤5得出的待监测电网范围内的气象灾害监测布点评价指标区域分布数值,确定数值高的区域为需增加监测的区域,数值低的区域为可撤销监测的区域,制定电网气象监测网络装置布点策略。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电网气象监测网络装置的布点方法,其特征在于,包括以下步骤:
确定待监测电网范围并获取相关数据,构建气象灾害监测布点指标模型;所述相关数据包括待监测电网范围内的国家气象站分布,电网输电线路分布,电力气象监测网络分布,气象预报误差空间分布,暴雨、暴雪、大风、雷电及冰冻的灾害区划分布和地形地貌数据信息;
根据获取的相关数据制作各自的栅格图;
将制作的栅格图进行综合叠加,形成气象灾害监测布点评价指标;
利用熵权法确定气象灾害监测布点评价指标中各布点因子的权重;
根据各布点因子的数值及其权重,计算气象灾害监测布点评价指标的区域分布;
根据所述区域分布进行电网气象监测网络装置布点。
2.根据权利要求1所述的电网气象监测网络装置的布点方法,其特征在于,所述根据获取的相关数据制作各自的栅格图,包括:
根据待监测电网范围内气象站分布状况,制作气象观测网络栅格图;
根据待监测电网范围内电网输电线路分布,制作电网重要输电线路网络栅格图;
根据待监测电网范围内电力气象监测网络分布,制作电网电力气象监测网络分布栅格图;
进行待监测电网范围内气象预报误差分析,构建气象预报误差空间分布栅格图;
充分调研待监测电网范围内暴雨、暴雪、大风、雷电及冰冻的灾害区划分布,构建气象灾害分布栅格图;
根据待监测电网范围内地形地貌信息,构建地形栅格图。
3.根据权利要求2所述的电网气象监测网络装置的布点方法,其特征在于,所述气象灾害监测布点评价指标的计算公式为:
其中,F (x)为气象监测布点评价指标,X 1为气象观测网络布点因子,X 2为电网重要输电线路网络布点因子,X 3为电网电力气象监测网络布点因子, X 4为气象预报误差空间布点因子,X 5为气象灾害区划空间布点因子,X 6为地形布点因子,a、b、c、d、e和f分别为各布点因子的权重。
4.根据权利要求1所述的电网气象监测网络装置的布点方法,其特征在于,所述熵权法确定气象灾害监测布点评价指标中各布点因子的权重,包括:
对每个布点因子,采用熵值来判断其离散程度;
将制作的栅格图中布点因子数据进行标准化处理,得到各布点因子标准化数值;
计算各布点因子的信息熵得到其在指标中的权重。
5.根据权利要求4所述的电网气象监测网络装置的布点方法,其特征在于,所述根据各布点因子的数值及其权重,计算气象灾害监测布点评价指标的区域分布,包括:
将各布点因子的权重赋值给气象灾害监测布点评价指标;
根据每个栅格图的各布点因子标准化数值计算其气象灾害监测布点评价指标数值;
根据气象灾害监测布点评价指标数值得到待监测电网范围内气象灾害监测布点评价指标的区域分布。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的电网气象监测网络装置的布点方法,其特征在于,所述根据所述区域分布进行电网气象监测网络装置布点,包括:
根据气象灾害监测布点评价指标的区域分布数值,确定数值高的区域为需增加监测的区域,数值低的区域为可撤销监测的区域,制定电网气象监测网络装置的布点方案。
7.一种电网气象监测网络装置的布点装置,其特征在于,包括:
指标模型构建模块,用于确定待监测电网范围并获取相关数据,构建气象灾害监测布点指标模型;所述相关数据包括待监测电网范围内的国家气象站分布,电网输电线路分布,电力气象监测网络分布,气象预报误差空间分布,暴雨、暴雪、大风、雷电及冰冻的灾害区划分布和地形地貌数据信息;
栅格图制作模块,用于根据获取的相关数据制作各自的栅格图;
评价指标形成模块,用于将制作的栅格图进行综合叠加,形成气象灾害监测布点评价指标;
布点因子权重计算模块,用于利用熵权法确定气象灾害监测布点评价指标中各布点因子的权重;
指标区域分布计算模块,用于根据各布点因子的数值及其权重,计算气象灾害监测布点评价指标的区域分布;
气象监测网络装置布点模块,用于根据所述区域分布进行电网气象监测网络装置布点。
8.根据权利要求7所述的电网气象监测网络装置的布点装置,其特征在于,所述栅格图制作模块,具体用于:
根据待监测电网范围内气象站分布状况,制作气象观测网络栅格图;
根据待监测电网范围内电网输电线路分布,制作电网重要输电线路网络栅格图;
根据待监测电网范围内电力气象监测网络分布,制作电网电力气象监测网络分布栅格图;
进行待监测电网范围内气象预报误差分析,构建气象预报误差空间分布栅格图;
充分调研待监测电网范围内暴雨、暴雪、大风、雷电及冰冻的灾害区划分布,构建气象灾害分布栅格图;
根据待监测电网范围内地形地貌信息,构建地形栅格图。
9.根据权利要求7所述的电网气象监测网络装置的布点装置,其特征在于,所述布点因子权重计算模块,具体用于:
对每个布点因子,采用熵值来判断其离散程度;
将制作的栅格图中布点因子数据进行标准化处理,得到各布点因子标准化数值;
计算各布点因子的信息熵得到其在指标中的权重。
10.根据权利要求7所述的电网气象监测网络装置的布点装置,其特征在于,所述指标区域分布计算模块,具体用于:
将各布点因子的权重赋值给气象灾害监测布点评价指标;
根据每个栅格图的各布点因子标准化数值计算其气象灾害监测布点评价指标数值;
根据气象灾害监测布点评价指标数值得到待监测电网范围内气象灾害监测布点评价指标的区域分布。
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