隨著白露時(shí)節(jié)的到來(lái)，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(gè)月內(nèi)正面迎擊了四個(gè)直接登陸的臺(tái)風(fēng)，也安穩(wěn)度過(guò)了頻繁多發(fā)的雷暴天氣。在這背后，有兩套監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)功不可沒。

高精度預(yù)測(cè)臺(tái)風(fēng)

及時(shí)響應(yīng)有的放矢

8月17日凌晨4時(shí)05分，臺(tái)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(jí)(23米/秒)。這是上海繼“安比”“云雀”“摩羯”后，正面迎來(lái)的第4場(chǎng)臺(tái)風(fēng)。也是上海電網(wǎng)臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)在建成一個(gè)月內(nèi)，經(jīng)歷的又一次實(shí)戰(zhàn)。面對(duì)遠(yuǎn)頻繁于往年、車輪戰(zhàn)一般的臺(tái)風(fēng)群，國(guó)網(wǎng)上海市電力公司顯得篤定坦然。

“我們?cè)缭?5日就啟動(dòng)了針對(duì)‘溫比亞’的監(jiān)測(cè)預(yù)警報(bào)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(cè)數(shù)據(jù)，從而精準(zhǔn)定位有遭受臺(tái)風(fēng)侵襲風(fēng)險(xiǎn)的桿塔。”國(guó)網(wǎng)上海電力運(yùn)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(lái)6小時(shí)發(fā)布一次增加到兩小時(shí)更新一次，可以在臺(tái)風(fēng)災(zāi)害到來(lái)前，指導(dǎo)運(yùn)維部門及時(shí)調(diào)整措施。這些讓我們有了充足的信心，面對(duì)臺(tái)風(fēng)，做到及時(shí)響應(yīng)、有的放矢。”

4次臺(tái)風(fēng)過(guò)境期間，國(guó)網(wǎng)上海電力及時(shí)把預(yù)警信息告知調(diào)度部門，并通過(guò)會(huì)商，在其中3次臺(tái)風(fēng)過(guò)境時(shí)，做出了特高壓復(fù)奉線降功率運(yùn)行的決策，有效減少和避免了安全風(fēng)險(xiǎn)。

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(tái)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(tái)風(fēng)時(shí)，主要是從氣象部門獲得信息。但如果需要了解臺(tái)風(fēng)對(duì)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(cè)數(shù)據(jù)就顯得過(guò)于寬泛。獲得高精度臺(tái)風(fēng)信息，從而開展電網(wǎng)針對(duì)性防災(zāi)的需求，讓開發(fā)并部署臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)勢(shì)在必行。

上海電網(wǎng)臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)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(gè)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(cè)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，上海電網(wǎng)臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)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(cè)和預(yù)測(cè)值，并且通過(guò)與桿塔的設(shè)計(jì)值比較，在所有110千伏及以上電壓等級(jí)線路中準(zhǔn)確定位出存在臺(tái)風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的桿塔。

“我們將風(fēng)場(chǎng)預(yù)報(bào)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(lái)，我們對(duì)重要輸電線路的風(fēng)害預(yù)報(bào)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(shuō)道。

“系統(tǒng)還提供了特高壓桿塔風(fēng)荷載力學(xué)動(dòng)態(tài)分析功能，可以通過(guò)三維力學(xué)分析，得出桿塔所有構(gòu)件的應(yīng)力情況，一來(lái)評(píng)估臺(tái)風(fēng)過(guò)境時(shí)該桿塔的倒塔風(fēng)險(xiǎn)，二來(lái)為以后的桿塔設(shè)計(jì)提供有針對(duì)性的指導(dǎo)。”毛瑋韻說(shuō)。

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

加強(qiáng)雷電監(jiān)測(cè)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(shí)05分，上海市未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)將發(fā)生強(qiáng)雷暴活動(dòng)，請(qǐng)密切關(guān)注重要線路運(yùn)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(cè)預(yù)警系統(tǒng)發(fā)來(lái)的信息后，迅速通知各區(qū)線路運(yùn)維人員，密切關(guān)注所轄線路運(yùn)行情況。

5月25日21時(shí)02分，220千伏新余站余莊2B05線第一套、第二套差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，開關(guān)跳閘，重合成功。與此同時(shí)，雷電監(jiān)測(cè)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(jì)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(hào)桿附近。次日，上海電力檢修公司線路運(yùn)維人員在余莊2B05線13號(hào)C相發(fā)現(xiàn)閃絡(luò)痕跡。至此，雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)和運(yùn)維人員雙重定位了故障點(diǎn)，并明確該次故障由雷擊引起。

定位220千伏新余線故障點(diǎn)后，上海電科院又在雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中對(duì)雷電發(fā)生位置和雷暴團(tuán)沿線運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行了反演，發(fā)現(xiàn)與系統(tǒng)之前的預(yù)測(cè)吻合度極高，再次證實(shí)了系統(tǒng)預(yù)測(cè)的有效性。

“對(duì)于雷電活動(dòng)的預(yù)測(cè)一直以來(lái)就是電網(wǎng)運(yùn)維的重要需求。每年6到9月，上海地區(qū)雷電活動(dòng)強(qiáng)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(shuō)。

上海電科院自1996年就開始雷電定位與監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究。近幾年，上海電科院通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析20多年來(lái)積累的歷史雷電監(jiān)測(cè)信息，對(duì)數(shù)字探測(cè)站、預(yù)警探測(cè)站實(shí)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(qiáng)化了對(duì)雷電防護(hù)重點(diǎn)保障區(qū)域的監(jiān)控。目前已建成的包括8個(gè)數(shù)字化探測(cè)站和9個(gè)預(yù)警探測(cè)站在內(nèi)的上海電網(wǎng)雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，每天都會(huì)將落雷分布、雷電流幅值等雷電活動(dòng)信息準(zhǔn)時(shí)發(fā)送至國(guó)網(wǎng)上海電力線路運(yùn)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(wú)法滿足當(dāng)下的要求。而雷暴天氣發(fā)生時(shí)，惡劣的氣候條件和復(fù)雜的地理環(huán)境更是會(huì)威脅到運(yùn)維人員的人身安全。雷電監(jiān)測(cè)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(cè)工作全天候無(wú)休。”陸冰冰補(bǔ)充介紹道，“此外，雷電空間定位精度提高至十米，對(duì)于運(yùn)維人員來(lái)說(shuō)，意味著線路故障現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)時(shí)間縮短至分鐘級(jí)。”

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