智能电网微气象监测的意义
电网安全运行与气象条件息息相关。据中国电力科学研究院1981年～2000年的统计结果显示，自然灾害已成为造成电网系统稳定破坏事故当中仅次于设备故障的第二大因素，众所周知，在2008年1月我国南方低温雨雪冰冻灾害造成大范围电网瘫痪，直接经济损失1516亿元。
随着社会、经济的发展，了解本地区气象灾害的特征，分析对电力系统影响的工作势在必行，怎么样提高防灾减灾能力是摆在电力系统面前的一个迫切问题，这些工作做好必会有效地抵御和减轻气象灾害造成的损失，对防灾减灾有着重要意义。
我国地域广大，电力线路和设备具有危险点分散性大、距离长、难以监控维护等特点，而由气象台提供的对某个地区的定时定点监测记录并不能完全准确地反映特点电力线路走廊和变电站等重要区域的气象条件，其历史气象数据完全一片空白，给自然灾害预防及研究带来了一定的困难。随着全球气候环境恶化的加剧，冰雪、洪涝、冻雨、大风等灾害时候发生，而且越来越频繁。输电线路易受覆冰、舞动影响，而出现大面积事故停电，给电力系统及人民生活造成极大的直接与间接经济损失
充分整合应用信息系统、计算机技术及通讯技术等高新技术，对气象灾害进行实时的监测预警评估，为电力相关专业部门提供及时、准确、可靠的信息，使防灾 减灾有充分的科学预警依据，智能电网的气象防灾预警是智能电网建设和运行以及电力系统精细化管理平台的重要组成部分。
智能电网微气象监测系统功能和作用
主要针对输电线路走廊的微气象环境数据进行全天候实时监测，获取当地气象实时和历史数据，如环境温度、湿度、风速、风向、降雨量等，既可用于输电线路覆冰状态的分析和判决的依据，又可为灾害预测、状态检修等提供全面的信息。详见《气象资料在设计电力线路的用途表》
气象资料在设计电力线路的用途表
项目 |
搜集内容 |
用途 |
1 |
最高气温 |
计算电线最大弧垂，使电线对地面或其他构筑物保持一定的安全距离 |
2 |
最低气温 |
在最低气温时，电线可能产生最大应力，检查绝缘子串上扬或电线上拔及电线防震计算等 |
3 |
年平均气温 |
防震设计一般用年平均气温时电线的应力作为计算控制条件 |
4 |
历年最低气温月的平均气温 |
计算电线或杆塔安装检修时的初始条件 |
5 |
最大风速和最大风速月的平均气温 |
风荷载是考虑杆塔和电线强度的基本条件 |
6 |
地区最多风向及其出现频率 |
用于电线的防震、防腐及绝缘防污设计 |
7 |
电线覆冰厚度 |
杆塔及电线强度设计依据，验算不均匀覆冰时电线纵向不平衡张力及垂直布置的导线接近距离 |
8 |
雷电日数（或小时数） |
防雷计算用 |
9 |
雪天、雨天、雾凇天的持续小时数 |
计算电晕损失时的基本数据 |
10 |
土壤冻结深度 |
用于杆塔基础设计 |
11 |
常年洪水位及最高航行水位气温 |
确定跨越杆塔高度及验算交叉跨越距离 |
12 |
最高气温月的日最高气温的平均值 |
用于计算导线发热温升 |
微气象监测专用设备
德国LUFFT气象站在电网防灾气象监测的成功应用
一体化、免维护、便携式集成气象站
WS600-UMB 集成多功能气象仪可同时监测 温度、湿度、风向、风速、降水、气压；通过电容式传感器原件测量相对湿度：使用精确的负温度系数元器件（NTC）测量气温。采用24GHZ多普勒雷达（Doppler Rader）感知的每一个雨点、每一片雪花来测量降水。通过雨滴（雪花）的降落速度与大小计算降水量与降水强度。通过不同的降落速度，可判别不同的降水类型（雨/雪）。雷达测试装置比传统的翻斗-水杯型雨量检测器更先进，没有活动部件，免维护。
| 技术数据 | |
尺寸 |
直径：约150mm，高：约343mm |
重量 |
约1,5kg |
接口 |
RS485,双线制，半双工 |
电源 |
12-24 VDC ±10% |
工作温度 |
-50...60°C |
工作湿度 |
0...100% R.H. |
加热 |
40VA@24VDC |
主电缆长度 |
10m |
防护等级 |
IP66 |
| 相对湿度 | |
原理 |
电容 |
量程 |
0 ... 100 % R.H. |
单位 |
% R.H. |
精确度 |
±2% R.H. |
| 气压 | |
原理 |
MEMS 电容 |
量程 |
300 ... 1200 hPa |
单位 |
hPa |
精确度 |
±0,5 hPa (0...40°C) |
| 风向 | |
原理 |
超声波 |
量程 |
0 ... 359.9 ° |
单位 |
° |
精确度 |
< 3° RMSE > 1,0m/s |
| 风速 | |
原理 |
超声波 |
量程 |
0 ... 75 m/s |
单位 |
m/s |
精确度 |
±0,3m/s 或 3% (0...35m/s) RMS （取较大值）， ±5% (>35m/s) RMS |
| 降水量 | |
决议 |
0.01 mm |
再现性 |
标准>90% |
测量水滴大小的范围 |
0,3...5mm |
降水的类型 |
雨/雪 |
WS501-UMB集成多功能气象仪可同时监测 温度、湿度、风向、风速、气压、辐射；相对湿度的测量是通过电容传感元件。使用精确的负温度系数元器件（NTC）测量气温。集成了世界著名的Kipp+Zonen CMP3技术 。
| 技术数据 | |
尺寸 |
直径：约150mm，高：约332mm |
重量 |
约1,5kg |
接口 |
RS485,双线制，半双工 |
电源 |
12-24 VDC ±10% |
工作温度 |
-50...60°C |
工作湿度 |
0...100% R.H. |
加热 |
20VA@24VDC |
主电缆长度 |
10m |
辐射值 |
|
响应时间（95%） |
<18s |
不稳定性（每年） |
<1% |
非线性 (0 到1000 W/m²) |
<1% |
方向误差 (在 80° 下，及 1000 W/m²) |
<20 W/m² |
与温度相关的灵敏度 |
<5% (-10 至 +40°C) |
倾角误差 (1000 W/m²) |
<1% |
光谱范围 (50% points) |
300...2800nm |
测量范围 |
1400W/m² |
海拔 |
0…60° |
方位角 |
-10° … 10° |
防护等级 |
IP66 |
| 温度 | |
原理 |
NTC |
量程 |
-50 ... 60 °C |
单位 |
°C |
精确度 |
±0,2°C (-20...50°C), 或 ±0,5°C (>-30°C) |
| 相对湿度 | |
原理 |
电容 |
量程 |
0 ... 100 % R.H. |
单位 |
% R.H. |
精确度 |
±2% R.H. |
| 气压 | |
原理 |
MEMS 电容 |
量程 |
300 ... 1200 hPa |
单位 |
hPa |
精确度 |
±0,5 hPa (0...40°C) |
| 风向 | |
原理 |
超声波 |
量程 |
0 ... 359.9 ° |
单位 |
° |
精确度 |
< 3° RMSE > 1,0m/s |
| 风速 | |
原理 |
超声波 |
量程 |
0 ... 75 m/s |
单位 |
m/s |
精确度 |
±0,3m/s 或 3% (0...35m/s) RMS （取较大值）， ±5% (>35m/s) RMS |