融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法与流程

本发明涉及电力系统自动化及灾害防御，具体为融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法。

背景技术：

1、近年来，台风、暴雨、冰雹等极端气象灾害频发，对电力设施的稳定运行构成严重威胁，传统的电力气象预警系统主要依赖地面公共通信网络，如4g/5g、光纤传输监测数据，并基于通用气象预报进行宏观预警，实践中存在以下不足：第一，灾害发生时公网基站易受损导致通信中断，电力设施状态成为信息孤岛；第二，宏观气象预报的空间分辨率不足，难以精准定位到单个杆塔或变电站的风险等级；第三，应急调度依赖人工规划路径，无法实时结合灾后地理环境变化，导致救援效率低下；第四，现有系统的预警阈值固定，无法适应不同设施的抗灾能力差异和历史受损规律。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法，以解决上述背景技术中提出的现有的电力气象灾害预警与应急调度系统，灾害发生时公网基站易受损导致通信中断，电力设施状态成为信息孤岛；且宏观气象预报的空间分辨率不足，难以精准定位到单个杆塔或变电站的风险等级；并且应急调度依赖人工规划路径，无法实时结合灾后地理环境变化，导致救援效率低下；同时现有系统的预警阈值固定，无法适应不同设施的抗灾能力差异和历史受损规律的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法，所述方法的使用包括以下模块：电力设施监测终端、气象数据融合平台和北斗预警调度服务器；

3、电力设施监测终端，用于采集电力设施的状态数据及位置信息，并通过北斗短报文通信链路发送所述状态数据及位置信息；

4、气象数据融合平台，用于接收多源气象数据，并结合所述电力设施监测终端上报的位置信息，生成针对各电力设施的气象风险预测图谱；

5、北斗预警调度服务器，分别与所述气象数据融合平台及电力应急指挥终端通信连接；所述北斗预警调度服务器根据所述气象风险预测图谱，识别处于风险区域的电力设施及周边应急资源，生成包含避险路径与资源调度方案的调度指令，并将所述调度指令通过北斗短报文通信链路发送至对应的电力应急指挥终端或电力设施监测终端；

6、其中，当公网通信中断时，所述北斗短报文通信链路作为唯一的指令与数据交换通道。

7、进一步的，所述电力设施监测终端集成有：

8、北斗定位模块，用于获取厘米级的位置信息；

9、北斗短报文通信模块，用于在无公网信号时上报故障状态及气象传感器采集的局部微气象数据；

10、自供电单元，用于在电网断电时维持至少72小时的工作。

11、进一步的，所述电力设施监测终端内置有自适应阈值管理单元，该单元根据电力设施的历史故障数据及同区域邻近终端的告警频率，动态调整本地的风速、倾角、雨量报警阈值，并在阈值触发时主动唤醒北斗短报文通信模块发送紧急数据。

12、进一步的，所述气象数据融合平台内置有网格化风险评估模型，该模型以电力设施的地理坐标为网格中心，融合气象卫星、雷达及地面观测站数据，计算各网格在预设时间窗口内的气象致灾因子强度指数。

13、进一步的，所述气象致灾因子强度指数计算如下：

14、

15、其中：为风速危险系数，为降雨强度系数，为雷暴概率系数，，，为基于电力设施类型动态调整的权重系数。

16、进一步的，所述气象数据融合平台还接入电力设施历史受损数据库，并内置权重自学习模型，所述权重自学习模型以历史灾害事件中电力设施的实际受损情况为标签，采用梯度下降法迭代优化所述气象致灾因子强度指数中的权重系数，，。

17、进一步的，所述北斗预警调度服务器还包括：资源动态聚类模块，用于根据所述气象风险预测图谱的等值线，自动圈定受灾影响范围，并对范围内的应急发电车、抢修队伍及备品备件进行动态聚类及最优路径规划。

18、进一步的，所述最优路径规划采用北斗星历提供的电离层延迟修正参数，在调度指令中同步下发规避地质灾害点的修正路径。

19、进一步的，所述北斗预警调度服务器还包括灾害演进推演模块，所述灾害演进推演模块根据连续时次的气象风险预测图谱，计算风险区域的移动矢量与扩张速率，动态更新风险设施列表，并在调度指令中附加风险趋势预判信息。

20、进一步的，所述北斗预警调度服务器连接有北斗指挥型用户机，所述北斗指挥型用户机支持组播和广播模式，用于在灾害扩大时向一个电力应急指挥群组内的所有终端同时下发统一调度指令。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、该融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法，利用北斗系统的短报文通信与高精度定位能力，构建不依赖公网的闭环预警与调度机制，并通过动态权重自学习与灾害演进推演，提升预警准确性与调度前瞻性。

23、1、进一步的，本发明将北斗短报文作为公网中断后的唯一指令与数据交换通道，结合自供电单元≥72小时，确保在台风、洪水等灾害导致地面通信完全瘫痪时，电力设施状态数据仍可上报、调度指令仍可下达，解决了现有系统依赖公网易形成信息孤岛的根本性缺陷，提升通信链路鲁棒性。

24、2、进一步的，通过电力设施监测终端内置的自适应阈值管理单元，基于历史误报率与邻域终端告警频率动态调整风速、倾角、雨量报警阈值；同时气象数据融合平台采用梯度下降自学习模型，以历史受损数据为标签迭代优化致灾因子权重系数，使风险评估从固定阈值、固定权重升级为设施个性化、区域自适应的智能预警，显著降低虚警与漏报率，增强预警精准性与自适应能力。

25、3、进一步的，调度决策具有智能性与前瞻性，北斗预警调度服务器集成资源动态聚类模块dbscan算法与灾害演进推演模块，移动矢量及扩张速率计算，自动圈定受灾范围、匹配应急资源，并预测未来2～4小时风险区域移动趋势，实现从被动响应到主动预置的升级，避免应急队伍被二次灾害围困，提升调度效率与作业安全性。

26、4、进一步的，本发明在最优路径规划中集成北斗星历电离层延迟修正参数，对规划路径点进行高精度校正，同时引入地质灾害点惩罚函数自动规避滑坡、泥石流隐患区，相比普通导航地图，在灾后定位精度下降及次生灾害频发的环境下，显著提高了应急队伍到达率与途中安全性。

1.融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法，其特征在于，所述方法的使用包括以下模块：：电力设施监测终端、气象数据融合平台和北斗预警调度服务器；

2.根据权利要求1所述的融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法，其特征在于：所述电力设施监测终端集成有：

3.根据权利要求1所述的融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法，其特征在于：所述电力设施监测终端内置有自适应阈值管理单元，该单元根据电力设施的历史故障数据及同区域邻近终端的告警频率，动态调整本地的风速、倾角、雨量报警阈值，并在阈值触发时主动唤醒北斗短报文通信模块发送紧急数据。

4.根据权利要求1所述的融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法，其特征在于：所述气象数据融合平台内置有网格化风险评估模型，该模型以电力设施的地理坐标为网格中心，融合气象卫星、雷达及地面观测站数据，计算各网格在预设时间窗口内的气象致灾因子强度指数。

5.根据权利要求4所述的融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法，其特征在于：所述气象致灾因子强度指数计算如下：

6.根据权利要求4所述的融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法，其特征在于：所述气象数据融合平台还接入电力设施历史受损数据库，并内置权重自学习模型，所述权重自学习模型以历史灾害事件中电力设施的实际受损情况为标签，采用梯度下降法迭代优化所述气象致灾因子强度指数中的权重系数，，。

7.根据权利要求1所述的融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法，其特征在于：所述北斗预警调度服务器还包括：资源动态聚类模块，用于根据所述气象风险预测图谱的等值线，自动圈定受灾影响范围，并对范围内的应急发电车、抢修队伍及备品备件进行动态聚类及最优路径规划。

8.根据权利要求7所述的融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法，其特征在于：所述最优路径规划采用北斗星历提供的电离层延迟修正参数，在调度指令中同步下发规避地质灾害点的修正路径。

9.根据权利要求1所述的融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法，其特征在于：所述北斗预警调度服务器还包括灾害演进推演模块，所述灾害演进推演模块根据连续时次的气象风险预测图谱，计算风险区域的移动矢量与扩张速率，动态更新风险设施列表，并在调度指令中附加风险趋势预判信息。

10.根据权利要求1所述的融合北斗多源数据电力气象灾害预警与电网应急调度方法，其特征在于：所述北斗预警调度服务器连接有北斗指挥型用户机，所述北斗指挥型用户机支持组播和广播模式，用于在灾害扩大时向一个电力应急指挥群组内的所有终端同时下发统一调度指令。