基于卫星及气象信息的输电线路灾害监测与风险评估平台制造技术

本发明专利技术为了有效地进行灾害预警，提供了一种基于卫星及气象信息的输电线路灾害监测与风险评估平台。该平台包括输电线路地理信息子平台、卫星遥感数据接收子平台、数据建模与风险评估子平台、灾害预警与处置子平台，以及支撑和运营子平台。所述数据建模与风险评估子平台包括火灾发展趋势预测子模块，该子模块采用自回归集成移动平均作为时间预测方法预测火灾数据的时序，采用动态回归神经网络作为空间预测方法捕获火灾间隐藏的空间相关性，再用马尔可夫链模型来模拟火灾的随机扰动，最后用统计回归得到时空集成、去扰动的预测结果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术为了有效地进行灾害预警，提供了一种基于卫星及气象信息的输电线路灾害监测与风险评估平台。该平台包括输电线路地理信息子平台、卫星遥感数据接收子平台、数据建模与风险评估子平台、灾害预警与处置子平台，以及支撑和运营子平台。所述数据建模与风险评估子平台包括火灾发展趋势预测子模块，该子模块采用自回归集成移动平均作为时间预测方法预测火灾数据的时序，采用动态回归神经网络作为空间预测方法捕获火灾间隐藏的空间相关性，再用马尔可夫链模型来模拟火灾的随机扰动，最后用统计回归得到时空集成、去扰动的预测结果。【专利说明】基于卫星及气象信息的输电线路灾害监测与风险评估平台
本专利技术涉及一种输电线路灾害监测与风险评估平台，特别是涉及ー种基于卫星及气象信息的输电线路灾害监测与风险评估平台。
技术介绍
经济发展导致电カ需求持续增长，电カ建设相应迅猛发展，电压等级逐渐提高，电カ输送能力不断増大，我国已成为当今世界交流、直流输电电压等级最高的国家之一。随着近年来出台的保护原有植被、退耕还林、封山育林等政策，我国的森林覆盖率和森林植被密度大幅提高。但我国的能源资源和负荷中心呈逆向分布:70%以上的能源需求集中在东中部经济较发达地区，76%的煤炭资源分布在北部和西北部，约80%的水能资源分布在西南部，风电等新能源也主要集中在北部和西北部，且能源开发中心西移北移、负荷中心在东中部地区的基本格局长期不会改变，能源资源大規模、跨区域、远距离传输和大范围优化配置势在必行。种种因素都使得线路走廊日益紧张，越来越多的线路经过植被茂密的山区、森林和田地，同一条输电线路可能经过不同的区域、经受各种复杂的考验。在全球变暖、我国环境问题日益严重、异常地质灾害频繁突发的背景下，强风、雾霾、冰雪等气象灾害频发，对输电线路的影响不可忽视:因季节性气候问题导致山火爆发的次数呈上升趋势，在春节、清明、冬至等周期性传统节日的习惯性大量燃放烟花爆竹或焚烧纸钱都极容易造成山火，持续干旱也使得山火易发，而在农作物收割季节的大面积秸杆焚烧，山火或秸杆火如果蔓延到架空输电线路附近则可能导致跳闸，其中绝大部分重合闸失败造成停电事故且恢复难度较大；在风荷载作用下，架空输电线路的绝缘子串及其悬挂的输电线将产生风偏摇摆，在摇摆过程中，如果带电体部分与杆塔之间的距离小于容许的电气间隙，在输电线与杆塔之间将发生放电现象，即风偏闪络；因エ业燃煤和汽车尾气排放造成的大面积雾霾天气中，空气中的污染物盘旋不去，水份的湿润使绝缘子表面污层(含可溶性盐类和酸、碱等)的电导率増加、绝缘特性大大降低，沿面闪络电压显著降低，严重时能降低到清洁表面闪络电压的10%以下；导地线在裹冰时截面形状改变，在其他ー些因素影响下，即使风速不高时也可能引起舞动，造成电弧烧伤、断股、断线、杆塔损坏、倒塔、防振锤或间隔棒损坏等；输电线路的冰雪灾害分为雨凇、雾凇、混合凇、积雪和白霜5种，雨凇覆冰由于密度较大，最常见且其危害最大，严重覆冰使杆塔及导线因过荷载而产生不平衡张力，造成倒塔、断线事故；在山区，泥石流、山体滑坡灾害频繁发生，尤其是暴雨或小级别地震后极易发生，具有分布广泛、成灾迅速的特点，会导致输电杆塔的倒塌。当同一走廊内多条输电线路同时受到上述自然灾害影响时，其后果更加严重。随着空间技术的飞速发展，各国相继发射不同用途的卫星，用于军事、通讯、导航与定位、气象、资源勘探、科学技术试验等。其中，极轨气象卫星是倾角为90°的太阳同步轨道卫星，绕地球周期短，约100分钟/圈，其搭载的红外传感器可以有效监测到某一区域内的温度异常变化。目前在运的由中国、美国、欧洲等国发射，如果能够优化利用，基本可以达到全天候覆盖某ー固定区域；资源卫星绕地周期一般约15天/圈，其可见光传感器分辨率极高，能清晰地分辨I公里甚至500米范围的植被信息，目前在运的由中国、美国、欧洲等国发射。总而言之，输电线路分布区域广、途经地形复杂，各种恶劣的环境甚至气象或地质灾害都会对其安全运行造成威胁。在有效减少恶劣环境或灾害影响所采取的技术手段中，基于局部地面监测设施以及人工巡线的方式，很难做到全线监控，且耗时、费力、低效；卫星是ー种有效的宏观手段，借助卫星的遥感及大范围覆盖功能，充分挖掘极轨气象卫星、资源卫星的宏观数据，结合地面微观气象数据，监测输电线路经受的灾害，据此针对性地实现山火或秸杆焚烧引发的输电线路故障的监测与预警，以及气象灾害(强风、雾霾、冰雪)和地质灾害(泥石流或滑坡)对输电线路影响的风险评估，可以提前采取措施，为救助提供技术手段，有效减少其破坏程度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:提供基于卫星及气象信息的输电线路灾害监测与风险评估平台。结合天基卫星宏观与地面微观数据，针对山火或秸杆火、恶劣气候或地质灾害对输电线路的危害进行监测与风险评估。本专利技术所采取的技术方案如下:一种基于卫星及气象信息的输电线路灾害监测与风险评估平台，该平台包括输电线路地理信息子平台、卫星遥感数据接收子平台、数据建模与风险评估子平台、灾害预警与处置子平台，以及支撑和运营子平台；所述输电线路地理信息子平台用于提供输电线路杆塔及输电线路所经区域的地理经纬度坐标位置；所述卫星遥感数据接收子平台包括天线控制模块、接收信道解调译码模块、数据输入-处理-存储-传输模块，以及站管模块，实现卫星遥感数据、极轨气象卫星数据、资源卫星数据和各种地面气象数据的采集和整理，其中，所述地面气象数据包括气象部门提供的地面气象数据、电カ系统自身安装的地面微气象数据，经采集和整理后的数据被与所述输电线路地理信息子平台得到的地理经纬度坐标位置相叠加，所述地面气象数据包括气象部门提供的地面气象数据、电カ系统自身安装的地面微气象数据；所述数据建模与风险评估子平台包括根据接收到的数据进行包括火灾在内的灾害的建模、分析、判别和风险评估模块，其中，该模块进ー步包括卫星红外遥感数据预处理子模块、火灾识别子模块、火灾发展趋势预测子模块、对输电线路影响的风险评估子模块，其中，火灾发展趋势预测子模块采用自回归集成移动平均(ARIMA)作为时间预测方法预测火灾数据的时序，采用动态回归神经网络(DRNN)作为空间预测方法捕获火灾间隐藏的空间相关性，再用马尔可夫链模型来模拟火灾的随机扰动，最后用统计回归得到时空集成、去扰动的预测结果，所述火灾识别子模块，完成火点的初步识别、高温点识别以及火点区域与输电线路地理信息合并的定位、火场面积估算、伪火点的识别与剔除；所述灾害预警与处置子平台，实现火灾、气象灾害和地质灾害对输电线路影响的信息分析、发布、接收反馈、最終处置和损失分析，包括预警信息发布和反馈子模块、应急处置子模块和损失分析子模块；所述支撑和运营子平台，实现配置和參数设置及常用管理功能，包括用户登陆及主界面子模块、矢量信息展示子模块、卫星监控展示子模块、灾害告警与处置展示子模块、权限管理子模块、报表统计子模块、系统日志子模块。进ー步地，所述极轨气象卫星数据为极轨气象卫星所搭载的可见光红外扫描辐射计(VIRR)传感器所下发的数据，所用的极轨气象卫星包括中国FY-3A、FY-3B，美国N0AA16、NOAAl7, N0AA18、N0AA19、EOS-Aqua, EOS-Terra, NPP,以及欧洲 M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于卫星及气象信息的输电线路灾害监测与风险评估平台，其特征在于，该平台包括输电线路地理信息子平台、卫星遥感数据接收子平台、数据建模与风险评估子平台、灾害预警与处置子平台，以及支撑和运营子平台；所述输电线路地理信息子平台用于提供输电线路杆塔及输电线路所经区域的地理经纬度坐标位置；所述卫星遥感数据接收子平台包括天线控制模块、接收信道解调译码模块、数据输入?处理?存储?传输模块，以及站管模块，实现卫星遥感数据、极轨气象卫星数据、资源卫星数据和各种地面气象数据的采集和整理，其中，所述地面气象数据包括气象部门提供的地面气象数据、电力系统自身安装的地面微气象数据，经采集和整理后的数据被与所述输电线路地理信息子平台得到的地理经纬度坐标位置相叠加，所述地面气象数据包括气象部门提供的地面气象数据、电力系统自身安装的地面微气象数据；所述数据建模与风险评估子平台包括根据接收到的数据进行包括火灾在内的灾害的建模、分析、判别和风险评估模块，其中，该模块进一步包括卫星红外遥感数据预处理子模块、火灾识别子模块、火灾发展趋势预测子模块、对输电线路影响的风险评估子模块，其中，火灾发展趋势预测子模块采用自回归集成移动平均(ARIMA)作为时间预测方法预测火灾数据的时序，采用动态回归神经网络(DRNN)作为空间预测方法捕获火灾间隐藏的空间相关性，再用马尔可夫链模型来模拟火灾的随机扰动，最后用统计回归得到时空集成、去扰动的预测结果；所述火灾识别子模块，完成火点的初步识别、高温点识别以及火点区域与输电线路地理信息合并的定位、火场面积估算、伪火点的识别与剔除；所述灾害预警与处置子平台，实现火灾、气象灾害和地质灾害对输电线路影响的信息分析、发布、接收反馈、最终处置和损失分析，包括预警信息发布和反馈子模块、应急处置子模块和损失分析子模块；所述支撑和运营子平台，实现配置和参数设置及常用管理功能，包括用户登陆及主界面子模块、矢量信息展示子模块、卫星监控展示子模块、灾害告警与处置展示子模块、权限管理子模块、报表统计子模块、系统日志子模块。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范明豪，王贻平，李伟，杜晓峰，程登峰，陈锋，武海澄，汪书苹，
申请(专利权)人：安徽省电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：