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上海电网台风、雷电监测预警系统助力电网安全稳定运行

发布时间: 2018-09-18 09:23:24   作者:本站编辑   来源:国家电网报  

       随着白露时节的到来,上海气温明显下降,上海电网2018年迎峰度夏也基本完成。今年夏天,上海电网在一个月内正面迎击了四个直接登陆的台风,也安稳度过了频繁多发的雷暴天气。在这背后,有两套监测预警系统功不可没。


       高精度预测台风


       及时响应有的放矢


       8月17日凌晨4时05分,台风“温比亚”在上海市浦东新区南部沿海地区登陆,中心附近最大风力达到9级(23米/秒)。这是上海继“安比”“云雀”“摩羯”后,正面迎来的第4场台风。也是上海电网台风监测预警系统在建成一个月内,经历的又一次实战。面对远频繁于往年、车轮战一般的台风群,国网上海市电力公司显得笃定坦然。


       “我们早在15日就启动了针对‘温比亚’的监测预警报告机制,获得了沪上重要输电通道的风速、降雨量预测数据,从而精准定位有遭受台风侵袭风险的杆塔。”国网上海电力运检部检修二处负责人纪航自信满满地表示,“另外,我们的预警消息由原来6小时发布一次增加到两小时更新一次,可以在台风灾害到来前,指导运维部门及时调整措施。这些让我们有了充足的信心,面对台风,做到及时响应、有的放矢。”


       4次台风过境期间,国网上海电力及时把预警信息告知调度部门,并通过会商,在其中3次台风过境时,做出了特高压复奉线降功率运行的决策,有效减少和避免了安全风险。


       上海濒江临海,属于亚热带季风气候,气象环境复杂多变。2011年的“梅花”、2012年的“海葵”、2014年的“凤凰”,几次台风及其次生灾害暴雨均给上海电网造成了较大影响。


       以往电力公司在迎战台风时,主要是从气象部门获得信息。但如果需要了解台风对特定线路通道和杆塔的影响,气象部门提供的大范围预测数据就显得过于宽泛。获得高精度台风信息,从而开展电网针对性防灾的需求,让开发并部署台风监测预警系统势在必行。


       上海电网台风监测预警系统前端包括55套分布于特高压复奉线、沿海区域线路杆塔上的微气象装置和1个地面气象雷达站。区别于气象部门提供的大范围气象观测和预测数据,上海电网台风监测与预警系统可以提供精确到每基杆塔的风速、降雨量的监测和预测值,并且通过与杆塔的设计值比较,在所有110千伏及以上电压等级线路中准确定位出存在台风灾害风险的杆塔。


       “我们将风场预报的水平分辨率从常规的9千米×9千米提升至1千米×1千米。这样一来,我们对重要输电线路的风害预报可以精细化至杆塔不同部位的主材的受损情况。”上海电科院工程师毛玮韵说道。


       “系统还提供了特高压杆塔风荷载力学动态分析功能,可以通过三维力学分析,得出杆塔所有构件的应力情况,一来评估台风过境时该杆塔的倒塔风险,二来为以后的杆塔设计提供有针对性的指导。”毛玮韵说。


       在上海电网台风监测预警系统的助力下,《国家电网有限公司台风灾害预警报告》第(2018081701)号里明确,“最大风速19.3米/秒,出现在复奉线3929~3931号(上海段),通道设备存在中等程度台风灾害风险”“建议相关各省做好线路运行状态监护工作,积极准备相关措施应对‘温比亚’台风带来的灾害风险”。


       加强雷电监测技术研究


       探索防灾减灾新思路


       “雷电预警发布:20时05分,上海市未来一段时间内将发生强雷暴活动,请密切关注重要线路运行安全。”5月25日晚间,上海电力检修公司收到上海电网雷电监测预警系统发来的信息后,迅速通知各区线路运维人员,密切关注所辖线路运行情况。


       5月25日21时02分,220千伏新余站余庄2B05线第一套、第二套差动保护动作,开关跳闸,重合成功。与此同时,雷电监测预警系统采集到故障前后1分钟、2000米范围内出现的雷电共计12次,最高雷电流39.1千安,均集中在余庄2B05线故障杆塔13号杆附近。次日,上海电力检修公司线路运维人员在余庄2B05线13号C相发现闪络痕迹。至此,雷电监测预警系统和运维人员双重定位了故障点,并明确该次故障由雷击引起。


       定位220千伏新余线故障点后,上海电科院又在雷电监测预警系统中对雷电发生位置和雷暴团沿线运动方向进行了反演,发现与系统之前的预测吻合度极高,再次证实了系统预测的有效性。


       “对于雷电活动的预测一直以来就是电网运维的重要需求。每年6到9月,上海地区雷电活动强烈,是上海电网输电线路夏季跳闸的最主要原因。”上海电科院工程师陆冰冰说。


       上海电科院自1996年就开始雷电定位与监测技术的研究。近几年,上海电科院通过统计分析20多年来积累的历史雷电监测信息,对数字探测站、预警探测站实施优化布局和配置,将局部的雷电空间定位精度由常规的几百米提升至了数十米,大大强化了对雷电防护重点保障区域的监控。目前已建成的包括8个数字化探测站和9个预警探测站在内的上海电网雷电监测预警系统,每天都会将落雷分布、雷电流幅值等雷电活动信息准时发送至国网上海电力线路运维管理部门。


       “随着输电线路规模的不断扩大,人工巡检方式完全无法满足当下的要求。而雷暴天气发生时,恶劣的气候条件和复杂的地理环境更是会威胁到运维人员的人身安全。雷电监测预警系统可以扩展到原先人工巡检覆盖不到的区域,使得雷电监测工作全天候无休。”陆冰冰补充介绍道,“此外,雷电空间定位精度提高至十米,对于运维人员来说,意味着线路故障现场确认时间缩短至分钟级。”


       今年6月25日,国网上海电力率先在国家电网有限公司系统完成了台风监测预警系统建设和雷电监测预警系统扩建,为兄弟单位提供了参照经验和范本。尤其是台风监测预警系统,刚完成建设就经历了4次台风,在证明其能力的同时也积累了宝贵的经验。接下来,国网上海电力将继续积极支撑公司气象灾害监测预警体系发展,不断探索防灾减灾新思路,推动灾害天气监测预警工作向气候风险管理工作转变。