論壇丨不斷提升電力氣象技術應用實效
來源：《國家電網》雜志 時間：2024-07-18 11:47
不斷提升電力氣象技術應用實效
谷山強
我國電網設備規模巨大、涉及面廣、運行環境復雜，部分設備所在區域氣象災害頻發多發，極易造成電力設施受災停運。據統計，近五年氣象災害導致的電網故障占比超60%，氣象已成為影響電網設備安全運行和電力可靠供應的重要因素。
依托國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司建設運行的國家能源雷電災害監測預警與安全防護重點實驗室、中國氣象局雷電重點開放實驗室和國網雷電監測預警中心，長期致力于雷電、臺風等典型氣象災害監測預警、風險評估與防護技術研究和裝備研制。
自20世紀80年代開始研發的雷電定位系統，經過近40年創新發展，已建成覆蓋全國、技術水平全球領先的廣域雷電監測網，雷電探測效率超過90%，定位精度優于500米，實現針對重要輸電通道雷電2小時預警及72小時預報；支撐建成了覆蓋沿海九省兩市的國網臺風監測預警網，電網臺風災害預測網格尺度優于1千米，在多次臺風過程中均實現線路跳閘精準預警。面對極端災害頻發的形勢，國家能源雷電災害監測預警與安全防護重點實驗室、中國氣象局雷電重點開放實驗室正在積極開展針對電網的強對流天氣預報、主動干預災害天氣等電力氣象技術研究，保障新型電力系統建設，全面服務國家能源安全。
氣象災害對電網設備運行的影響
隨著全球氣候變暖加劇，近年來我國極端天氣多發、廣發、頻發，相比往年，氣象災害發生規律、時空特征呈現新特點、新變化，雨區北抬、冰區北移、臺風路徑偏北、密集雷暴成為新常態。近40年降水線已逐步由秦嶺淮河向黃河方向移動，臺風每10年路徑向北移數十千米，今年上半年雷電活動密集程度已突破往年同期歷史極值。另外，災害極端性、影響廣度和難以預見性日益突出，區域極端強降水、高影響極端寒潮、高強度臺風等事件頻率增大。2018年以來，北方發生4次大范圍雨雪冰凍、3次大面積暴雨洪澇，2023年京津冀特大暴雨創造了百年以來歷史紀錄，“杜蘇芮”臺風登陸時最大風速50米/秒，是新中國成立以來我國遭遇的最強臺風之一。上述極端天氣極大威脅電網的安全穩定運行，對電網本體及相關設備提出了嚴峻考驗。由此可見，氣候變化導致的氣象條件改變已成為電網運行中必須考慮的重要因素。
隨著新型電力系統建設的加速推進，電網設備規模急劇增長，系統主體多元化、電網形態復雜化、運行方式多樣化等特點越發明顯，氣象對電網設備運行安全的影響范圍更廣，呈現電力全環節、時間全尺度、地域全覆蓋的特點，特別是電網遭受大范圍強對流天氣過程時，多種類災害鏈伴生、多物理因素共同作用，導致致災規律及機理也更加復雜。因此，我們急需掌握電網氣象災害中孕災環境、致災因子和承災體之間的耦合機理及關聯特性，切實降低氣象對電網設備運行的影響。
持續提升電力氣象技術能力
國家電網有限公司高度重視電力氣象工作，2022年10月成立公司電力氣象領導小組，發布了電力氣象管理提升三年方案，并在2023年設立電力氣象專項開展集中攻堅，提升電網防災抗災能力。為筑牢氣象防災減災第一道防線，進一步提升電力氣象技術應用實效，作為電網生產管控體系的技術支撐力量，依托國網電科院武漢南瑞建設的實驗室需在電力氣象技術能力建設方面持續發力：
一是加強氣象站網建設，提升精準監測能力。結合國家的電力發展需求和氣象站網布局，研發建設標準化電力氣象站，實現面向電力設施的高精度氣象要素監測，適應極端災害場景；制訂電力氣象監測標準，規范技術條件、入網檢測、數據接入和運維管理，推動氣象站網與電力氣象監測站點的融合提升，進一步強化特高壓和主網架氣象精準監測能力。
二是深化核心技術攻關，提升及時預警能力。依托與中國氣象局共建的實驗室資源，進一步加強技術優勢互補和數據共享復用，加快核心技術攻關，豐富業務場景應用，融合人工智能與電力氣象大模型技術，突破多氣象災種與電網運行風險的耦合致災機理研究，持續提升極端天氣預報水平，推進災害預警信息服務到站線、到班組。
三是加快防災體系構建，提升主動防御能力。強化雷電、覆冰、臺風等各災種風險評估能力，加快構建高氣候彈性電網氣象災害防御體系，研究面向電網運行氣象災害主動防御技術與裝備，建設覆蓋輸電通道和重大電力設施主動防御保障作業系統，實現電網應對極端氣象災害防御方式從被動向主動轉變，有效降低氣象災害對電力設施的影響。
今年迎峰度夏天氣形勢與應對措施
在氣候變化大背景下，今年春季以來，我國多地受到極端強對流天氣事件的嚴重影響，對電力設施構成了巨大挑戰。4月，江西等地區出現下擊暴流，廣州地區出現極端冰雹和強龍卷風等。根據國家氣候中心的宏觀預測，迎峰度夏期間我國極端天氣事件將偏多，東部地區降水增多，洪澇災害將重于干旱。國網雷電監測預警中心統計表明，今年1~5月，國家電網公司供區范圍內雷電活動異常活躍，雷電地閃次數高達546.9萬次，同比增加256%，預測迎峰度夏期間雷電活動很可能突破歷史極值，預計還會有強臺風北上，對東北地區造成影響。
為高效應對迎峰度夏期間可能面臨的氣象災害，實驗室還需重點開展以下工作：一是提升電力氣象監測預警水平，密切跟蹤雷暴大風、短時強降雨、臺風等極端天氣過程，聯合開展電力氣象會商，加強重大災害天氣對電網影響的研判，持續提升氣象監測預警的針對性、時效性、精準性；二是提高電網防災抗災能力，繼續推進重要線路雷害差異化治理，加強電網設備臺風暴雨致災風險評估，結合老舊設備改造加快防災薄弱環節補強，持續提升電網重要設施的災害設防水平；三是強化電力氣象技術服務支撐，嚴格執行7*24小時值班制度，確保雷電、臺風、暴雨等電力氣象裝置整體高質量在線，及時提供廣域氣象監測和局地災害預警信息，持續做好電網隱患和故障研判分析，全面支撐電網安全生產和應急處置。（作者系國家能源雷電災害監測預警與安全防護重點實驗室主任、中國氣象局雷電重點開放實驗室聯合主任）
責任編輯：余璇
