論壇丨不斷提升電力氣象技術(shù)應(yīng)用實效
來源：《國家電網(wǎng)》雜志 時間：2024-07-18 11:47
不斷提升電力氣象技術(shù)應(yīng)用實效
谷山強(qiáng)
我國電網(wǎng)設(shè)備規(guī)模巨大、涉及面廣、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，部分設(shè)備所在區(qū)域氣象災(zāi)害頻發(fā)多發(fā)，極易造成電力設(shè)施受災(zāi)停運(yùn)。據(jù)統(tǒng)計，近五年氣象災(zāi)害導(dǎo)致的電網(wǎng)故障占比超60%，氣象已成為影響電網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行和電力可靠供應(yīng)的重要因素。
依托國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司建設(shè)運(yùn)行的國家能源雷電災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與安全防護(hù)重點(diǎn)實驗室、中國氣象局雷電重點(diǎn)開放實驗室和國網(wǎng)雷電監(jiān)測預(yù)警中心，長期致力于雷電、臺風(fēng)等典型氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警、風(fēng)險評估與防護(hù)技術(shù)研究和裝備研制。
自20世紀(jì)80年代開始研發(fā)的雷電定位系統(tǒng)，經(jīng)過近40年創(chuàng)新發(fā)展，已建成覆蓋全國、技術(shù)水平全球領(lǐng)先的廣域雷電監(jiān)測網(wǎng)，雷電探測效率超過90%，定位精度優(yōu)于500米，實現(xiàn)針對重要輸電通道雷電2小時預(yù)警及72小時預(yù)報；支撐建成了覆蓋沿海九省兩市的國網(wǎng)臺風(fēng)監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)，電網(wǎng)臺風(fēng)災(zāi)害預(yù)測網(wǎng)格尺度優(yōu)于1千米，在多次臺風(fēng)過程中均實現(xiàn)線路跳閘精準(zhǔn)預(yù)警。面對極端災(zāi)害頻發(fā)的形勢，國家能源雷電災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與安全防護(hù)重點(diǎn)實驗室、中國氣象局雷電重點(diǎn)開放實驗室正在積極開展針對電網(wǎng)的強(qiáng)對流天氣預(yù)報、主動干預(yù)災(zāi)害天氣等電力氣象技術(shù)研究，保障新型電力系統(tǒng)建設(shè)，全面服務(wù)國家能源安全。
氣象災(zāi)害對電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)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(fā)、廣發(fā)、頻發(fā)，相比往年，氣象災(zāi)害發(fā)生規(guī)律、時空特征呈現(xiàn)新特點(diǎn)、新變化，雨區(qū)北抬、冰區(qū)北移、臺風(fēng)路徑偏北、密集雷暴成為新常態(tài)。近40年降水線已逐步由秦嶺淮河向黃河方向移動，臺風(fēng)每10年路徑向北移數(shù)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(zāi)害極端性、影響廣度和難以預(yù)見性日益突出，區(qū)域極端強(qiáng)降水、高影響極端寒潮、高強(qiáng)度臺風(fēng)等事件頻率增大。2018年以來，北方發(fā)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(chuàng)造了百年以來歷史紀(jì)錄，“杜蘇芮”臺風(fēng)登陸時最大風(fēng)速50米/秒，是新中國成立以來我國遭遇的最強(qiáng)臺風(fēng)之一。上述極端天氣極大威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對電網(wǎng)本體及相關(guān)設(shè)備提出了嚴(yán)峻考驗。由此可見，氣候變化導(dǎo)致的氣象條件改變已成為電網(wǎng)運(yùn)行中必須考慮的重要因素。
隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的加速推進(jìn)，電網(wǎng)設(shè)備規(guī)模急劇增長，系統(tǒng)主體多元化、電網(wǎng)形態(tài)復(fù)雜化、運(yùn)行方式多樣化等特點(diǎn)越發(fā)明顯，氣象對電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行安全的影響范圍更廣，呈現(xiàn)電力全環(huán)節(jié)、時間全尺度、地域全覆蓋的特點(diǎn)，特別是電網(wǎng)遭受大范圍強(qiáng)對流天氣過程時，多種類災(zāi)害鏈伴生、多物理因素共同作用，導(dǎo)致致災(zāi)規(guī)律及機(jī)理也更加復(fù)雜。因此，我們急需掌握電網(wǎng)氣象災(zāi)害中孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子和承災(zāi)體之間的耦合機(jī)理及關(guān)聯(lián)特性，切實降低氣象對電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的影響。
持續(xù)提升電力氣象技術(shù)能力
國家電網(wǎng)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(lǐng)導(dǎo)小組，發(fā)布了電力氣象管理提升三年方案，并在2023年設(shè)立電力氣象專項開展集中攻堅，提升電網(wǎng)防災(zāi)抗災(zāi)能力。為筑牢氣象防災(zāi)減災(zāi)第一道防線，進(jìn)一步提升電力氣象技術(shù)應(yīng)用實效，作為電網(wǎng)生產(chǎn)管控體系的技術(shù)支撐力量，依托國網(wǎng)電科院武漢南瑞建設(shè)的實驗室需在電力氣象技術(shù)能力建設(shè)方面持續(xù)發(fā)力：
一是加強(qiáng)氣象站網(wǎng)建設(shè)，提升精準(zhǔn)監(jiān)測能力。結(jié)合國家的電力發(fā)展需求和氣象站網(wǎng)布局，研發(fā)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化電力氣象站，實現(xiàn)面向電力設(shè)施的高精度氣象要素監(jiān)測，適應(yīng)極端災(zāi)害場景；制訂電力氣象監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范技術(shù)條件、入網(wǎng)檢測、數(shù)據(jù)接入和運(yùn)維管理，推動氣象站網(wǎng)與電力氣象監(jiān)測站點(diǎn)的融合提升，進(jìn)一步強(qiáng)化特高壓和主網(wǎng)架氣象精準(zhǔn)監(jiān)測能力。
二是深化核心技術(shù)攻關(guān)，提升及時預(yù)警能力。依托與中國氣象局共建的實驗室資源，進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)優(yōu)勢互補(bǔ)和數(shù)據(jù)共享復(fù)用，加快核心技術(shù)攻關(guān)，豐富業(yè)務(wù)場景應(yīng)用，融合人工智能與電力氣象大模型技術(shù)，突破多氣象災(zāi)種與電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險的耦合致災(zāi)機(jī)理研究，持續(xù)提升極端天氣預(yù)報水平，推進(jìn)災(zāi)害預(yù)警信息服務(wù)到站線、到班組。
三是加快防災(zāi)體系構(gòu)建，提升主動防御能力。強(qiáng)化雷電、覆冰、臺風(fēng)等各災(zāi)種風(fēng)險評估能力，加快構(gòu)建高氣候彈性電網(wǎng)氣象災(zāi)害防御體系，研究面向電網(wǎng)運(yùn)行氣象災(zāi)害主動防御技術(shù)與裝備，建設(shè)覆蓋輸電通道和重大電力設(shè)施主動防御保障作業(yè)系統(tǒng)，實現(xiàn)電網(wǎng)應(yīng)對極端氣象災(zāi)害防御方式從被動向主動轉(zhuǎn)變，有效降低氣象災(zāi)害對電力設(shè)施的影響。
今年迎峰度夏天氣形勢與應(yīng)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(qiáng)對流天氣事件的嚴(yán)重影響，對電力設(shè)施構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)。4月，江西等地區(qū)出現(xiàn)下?lián)舯┝鳎瑥V州地區(qū)出現(xiàn)極端冰雹和強(qiáng)龍卷風(fēng)等。根據(jù)國家氣候中心的宏觀預(yù)測，迎峰度夏期間我國極端天氣事件將偏多，東部地區(qū)降水增多，洪澇災(zāi)害將重于干旱。國網(wǎng)雷電監(jiān)測預(yù)警中心統(tǒng)計表明，今年1~5月，國家電網(wǎng)公司供區(qū)范圍內(nèi)雷電活動異常活躍，雷電地閃次數(shù)高達(dá)546.9萬次，同比增加256%，預(yù)測迎峰度夏期間雷電活動很可能突破歷史極值，預(yù)計還會有強(qiáng)臺風(fēng)北上，對東北地區(qū)造成影響。
為高效應(yīng)對迎峰度夏期間可能面臨的氣象災(zāi)害，實驗室還需重點(diǎn)開展以下工作：一是提升電力氣象監(jiān)測預(yù)警水平，密切跟蹤雷暴大風(fēng)、短時強(qiáng)降雨、臺風(fēng)等極端天氣過程，聯(lián)合開展電力氣象會商，加強(qiáng)重大災(zāi)害天氣對電網(wǎng)影響的研判，持續(xù)提升氣象監(jiān)測預(yù)警的針對性、時效性、精準(zhǔn)性；二是提高電網(wǎng)防災(zāi)抗災(zāi)能力，繼續(xù)推進(jìn)重要線路雷害差異化治理，加強(qiáng)電網(wǎng)設(shè)備臺風(fēng)暴雨致災(zāi)風(fēng)險評估，結(jié)合老舊設(shè)備改造加快防災(zāi)薄弱環(huán)節(jié)補(bǔ)強(qiáng)，持續(xù)提升電網(wǎng)重要設(shè)施的災(zāi)害設(shè)防水平；三是強(qiáng)化電力氣象技術(shù)服務(wù)支撐，嚴(yán)格執(zhí)行7*24小時值班制度，確保雷電、臺風(fēng)、暴雨等電力氣象裝置整體高質(zhì)量在線，及時提供廣域氣象監(jiān)測和局地災(zāi)害預(yù)警信息，持續(xù)做好電網(wǎng)隱患和故障研判分析，全面支撐電網(wǎng)安全生產(chǎn)和應(yīng)急處置。（作者系國家能源雷電災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與安全防護(hù)重點(diǎn)實驗室主任、中國氣象局雷電重點(diǎn)開放實驗室聯(lián)合主任）
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