极端自然灾害挑战电网安全电力气象合作应对

近年来，频发的地震、强降雨、台风、冰灾等极端自然灾害对电网安全提出越来越高的要求。目前，智能电网已经进入全面建设的重要阶段。

智能电网如何才能有效抵御自然灾害呢？“和传统的电网相比，智能电网具有网架坚强、广泛互联、开放互动、高度智能四个显著特点，是面向未来的现代化大电网。”中国电力科学研究院副总工程师兼输变电工程研究所所长程永锋介绍说，“当然，完备的电网防灾减灾技术是电网安全、稳定运行的可靠保障。”

多年来，我国电力部门高度重视电网防灾减灾工作，立项支持相关技术的研究和进步，推动电网防灾减灾技术的全面、有序发展。程永锋告诉记者：“我们针对输变电设施覆冰、风、雷电、地震等主要自然灾害开展的研究工作主要包括灾害机理及防治理论、灾害仿真及分析技术、灾害监测及预警技术、输变电工程抗灾设计、灾害防治装置及设备、灾害抢修及恢复技术、试验技术及试验等方面。”

2008年，南方地区遭遇低温雨雪冰冻灾害，电网受损严重的地区电线覆冰厚度普遍超过30毫米，甚至达到50毫米以上，不少地区电线覆冰突破历史极值，这导致部分地区出现电力设备掉闸、杆塔折倒断线和拉闸限电情况。为此，电力部门研制出了具有覆冰图像防雾、抗电磁干扰能力强等特点的红外动态图像监测装置，为开发图像清晰、数据准确、功耗低、抗干扰能力强、抵御恶劣气象条件性能优的输电线路覆冰自动监测系统奠定了基础。程永锋说：“这使检测系统真正成为了冰情观测的‘千里眼’和‘顺风耳’。”

同时，电力与气象部门合作，通过多年气象资料和微地形微气象条件分析，发现了影响电网覆冰的17个关键因子，揭示了“日地气耦合”电网覆冰规律，开发了电网覆冰自动预报系统，成功解决电网冰情预测这一世界难题；研制了不同容量、3个系列9 种型号的交直流融冰装置，性价比优于国内外同类产品,极大地提高了电网防冰融冰应急处置的效果和效率。

“自2008年起，我们每年都会开展电网覆冰长、中、短期预测，为电网抗冰工作赢得了宝贵的时间；推广应用冰情监测系统，及时准确监测线路覆冰情况；在湖南、江西、安徽、浙江等省推广直流融冰装置，实施数百次现场直流融冰，有效防止线路倒塔断线事故；推广应用防冰闪绝缘子，已应用线路至今未发生冰闪跳闸事故。”程永锋介绍道。其中，以国家电网湖南公司为主研发的“电网大范围冰冻灾害预防与治理关键技术及成套装备”获得今年获国家科技进步一等奖。

“高压电线覆冰舞动有可能导致电导线断裂、电杆受损，进而影响正常供电。”程永锋说，因此，电力部门研制了舞动监测装置，实现舞动监测装置的低功耗设计，能够满足装置在野外环境下的长期应用，同时还实现了线路舞动幅值、频率，风速风向等微气象参数的实时监测。“这套系统成功应用于山东、河南运行线路和真型舞动试验线路，多次记录到自然风条件下的线路真实舞动数据，并能将从现场传送来的视频、气象、导线舞动等数据进行分析比对，为舞动试验研究及分析提供了有效手段，以及时采取有效措施，确保高压输电线路的安全运行。”

国家电网公司董事长、党组书记刘振亚表示：“智能电网是新一轮能源革命的基础。因为新一轮能源革命的特征是大规模发展清洁能源，方向是从以化石能源为主、清洁能源为辅，向以清洁能源为主、化石能源为辅转变，清洁能源占据全球能源主导地位只是时间问题。”

据世界能源理事会估算，全球太阳能资源超过100万亿千瓦，陆地风电资源超过1万亿千瓦。比如，北极的风电资源十分丰富，利用小时数能够达到4000小时，接近常规火电的利用小时数；赤道附近的太阳能资源也非常丰富，光伏发电利用小时数一般在2000小时以上。此外，全球还有丰富的海洋风能、水能、生物质能、潮汐、地热资源，都可以转化为电能利用。

“要大规模开发清洁能源，关键在于建设网架坚强、广泛互联、开放互动、高度智能的智能电网，才能够适应风电、太阳能间歇性、随机性特征，解决清洁能源并网、配置和消纳难题。”程永锋说，“未来，我们和气象部门的沟通、合作会更加密切，智能电网防灾减灾能力也将逐步提升，以有效应对极端天气气候事件的发生。”