隨著白露時節(jié)的到來，上海氣溫明顯下降，上海電網(wǎng)2018年迎峰度夏也基本完成。今年夏天，上海電網(wǎng)在一個月內(nèi)正面迎擊了四個直接登陸的臺風(fēng)，也安穩(wěn)度過了頻繁多發(fā)的雷暴天氣。在這背后，有兩套監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)功不可沒。

高精度預(yù)測臺風(fēng)

及時響應(yīng)有的放矢

8月17日凌晨4時05分，臺風(fēng)“溫比亞”在上海市浦東新區(qū)南部沿海地區(qū)登陸，中心附近最大風(fēng)力達(dá)到9級(23米/秒)。這是上海繼“安比”“云雀”“摩羯”后，正面迎來的第4場臺風(fēng)。也是上海電網(wǎng)臺風(fēng)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)在建成一個月內(nèi)，經(jīng)歷的又一次實戰(zhàn)。面對遠(yuǎn)頻繁于往年、車輪戰(zhàn)一般的臺風(fēng)群，國網(wǎng)上海市電力公司顯得篤定坦然。

“我們早在15日就啟動了針對‘溫比亞’的監(jiān)測預(yù)警報告機(jī)制，獲得了滬上重要輸電通道的風(fēng)速、降雨量預(yù)測數(shù)據(jù)，從而精準(zhǔn)定位有遭受臺風(fēng)侵襲風(fēng)險的桿塔。”國網(wǎng)上海電力運檢部檢修二處負(fù)責(zé)人紀(jì)航自信滿滿地表示，“另外，我們的預(yù)警消息由原來6小時發(fā)布一次增加到兩小時更新一次，可以在臺風(fēng)災(zāi)害到來前，指導(dǎo)運維部門及時調(diào)整措施。這些讓我們有了充足的信心，面對臺風(fēng)，做到及時響應(yīng)、有的放矢。”

4次臺風(fēng)過境期間，國網(wǎng)上海電力及時把預(yù)警信息告知調(diào)度部門，并通過會商，在其中3次臺風(fēng)過境時，做出了特高壓復(fù)奉線降功率運行的決策，有效減少和避免了安全風(fēng)險。

上海瀕江臨海，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，氣象環(huán)境復(fù)雜多變。2011年的“梅花”、2012年的“海葵”、2014年的“鳳凰”，幾次臺風(fēng)及其次生災(zāi)害暴雨均給上海電網(wǎng)造成了較大影響。

以往電力公司在迎戰(zhàn)臺風(fēng)時，主要是從氣象部門獲得信息。但如果需要了解臺風(fēng)對特定線路通道和桿塔的影響，氣象部門提供的大范圍預(yù)測數(shù)據(jù)就顯得過于寬泛。獲得高精度臺風(fēng)信息，從而開展電網(wǎng)針對性防災(zāi)的需求，讓開發(fā)并部署臺風(fēng)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)勢在必行。

上海電網(wǎng)臺風(fēng)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)前端包括55套分布于特高壓復(fù)奉線、沿海區(qū)域線路桿塔上的微氣象裝置和1個地面氣象雷達(dá)站。區(qū)別于氣象部門提供的大范圍氣象觀測和預(yù)測數(shù)據(jù)，上海電網(wǎng)臺風(fēng)監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)可以提供精確到每基桿塔的風(fēng)速、降雨量的監(jiān)測和預(yù)測值，并且通過與桿塔的設(shè)計值比較，在所有110千伏及以上電壓等級線路中準(zhǔn)確定位出存在臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險的桿塔。

“我們將風(fēng)場預(yù)報的水平分辨率從常規(guī)的9千米×9千米提升至1千米×1千米。這樣一來，我們對重要輸電線路的風(fēng)害預(yù)報可以精細(xì)化至桿塔不同部位的主材的受損情況。”上海電科院工程師毛瑋韻說道。

“系統(tǒng)還提供了特高壓桿塔風(fēng)荷載力學(xué)動態(tài)分析功能，可以通過三維力學(xué)分析，得出桿塔所有構(gòu)件的應(yīng)力情況，一來評估臺風(fēng)過境時該桿塔的倒塔風(fēng)險，二來為以后的桿塔設(shè)計提供有針對性的指導(dǎo)。”毛瑋韻說。

在上海電網(wǎng)臺風(fēng)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的助力下，《國家電網(wǎng)有限公司臺風(fēng)災(zāi)害預(yù)警報告》第(2018081701)號里明確，“最大風(fēng)速19.3米/秒，出現(xiàn)在復(fù)奉線3929～3931號(上海段)，通道設(shè)備存在中等程度臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險”“建議相關(guān)各省做好線路運行狀態(tài)監(jiān)護(hù)工作，積極準(zhǔn)備相關(guān)措施應(yīng)對‘溫比亞’臺風(fēng)帶來的災(zāi)害風(fēng)險”。

加強雷電監(jiān)測技術(shù)研究

探索防災(zāi)減災(zāi)新思路

“雷電預(yù)警發(fā)布：20時05分，上海市未來一段時間內(nèi)將發(fā)生強雷暴活動，請密切關(guān)注重要線路運行安全。”5月25日晚間，上海電力檢修公司收到上海電網(wǎng)雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)發(fā)來的信息后，迅速通知各區(qū)線路運維人員，密切關(guān)注所轄線路運行情況。

5月25日21時02分，220千伏新余站余莊2B05線第一套、第二套差動保護(hù)動作，開關(guān)跳閘，重合成功。與此同時，雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)采集到故障前后1分鐘、2000米范圍內(nèi)出現(xiàn)的雷電共計12次，最高雷電流39.1千安，均集中在余莊2B05線故障桿塔13號桿附近。次日，上海電力檢修公司線路運維人員在余莊2B05線13號C相發(fā)現(xiàn)閃絡(luò)痕跡。至此，雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)和運維人員雙重定位了故障點，并明確該次故障由雷擊引起。

定位220千伏新余線故障點后，上海電科院又在雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)中對雷電發(fā)生位置和雷暴團(tuán)沿線運動方向進(jìn)行了反演，發(fā)現(xiàn)與系統(tǒng)之前的預(yù)測吻合度極高，再次證實了系統(tǒng)預(yù)測的有效性。

“對于雷電活動的預(yù)測一直以來就是電網(wǎng)運維的重要需求。每年6到9月，上海地區(qū)雷電活動強烈，是上海電網(wǎng)輸電線路夏季跳閘的最主要原因。”上海電科院工程師陸冰冰說。

上海電科院自1996年就開始雷電定位與監(jiān)測技術(shù)的研究。近幾年，上海電科院通過統(tǒng)計分析20多年來積累的歷史雷電監(jiān)測信息，對數(shù)字探測站、預(yù)警探測站實施優(yōu)化布局和配置，將局部的雷電空間定位精度由常規(guī)的幾百米提升至了數(shù)十米，大大強化了對雷電防護(hù)重點保障區(qū)域的監(jiān)控。目前已建成的包括8個數(shù)字化探測站和9個預(yù)警探測站在內(nèi)的上海電網(wǎng)雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，每天都會將落雷分布、雷電流幅值等雷電活動信息準(zhǔn)時發(fā)送至國網(wǎng)上海電力線路運維管理部門。

“隨著輸電線路規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人工巡檢方式完全無法滿足當(dāng)下的要求。而雷暴天氣發(fā)生時，惡劣的氣候條件和復(fù)雜的地理環(huán)境更是會威脅到運維人員的人身安全。雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)可以擴(kuò)展到原先人工巡檢覆蓋不到的區(qū)域，使得雷電監(jiān)測工作全天候無休。”陸冰冰補充介紹道，“此外，雷電空間定位精度提高至十米，對于運維人員來說，意味著線路故障現(xiàn)場確認(rèn)時間縮短至分鐘級。”

今年6月25日，國網(wǎng)上海電力率先在國家電網(wǎng)有限公司系統(tǒng)完成了臺風(fēng)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)和雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)擴(kuò)建，為兄弟單位提供了參照經(jīng)驗和范本。尤其是臺風(fēng)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，剛完成建設(shè)就經(jīng)歷了4次臺風(fēng)，在證明其能力的同時也積累了寶貴的經(jīng)驗。接下來，國網(wǎng)上海電力將繼續(xù)積極支撐公司氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警體系發(fā)展，不斷探索防災(zāi)減災(zāi)新思路，推動災(zāi)害天氣監(jiān)測預(yù)警工作向氣候風(fēng)險管理工作轉(zhuǎn)變。