论坛丨不断提升电力气象技术应用实效

来源：《国家电网》杂志 时间：2024-07-18 11:47

不断提升电力气象技术应用实效

谷山强

　　我国电网设备规模巨大、涉及面广、运行环境复杂，部分设备所在区域气象灾害频发多发，极易造成电力设施受灾停运。据统计，近五年气象灾害导致的电网故障占比超60%，气象已成为影响电网设备安全运行和电力可靠供应的重要因素。

　　依托国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司建设运行的国家能源雷电灾害监测预警与安全防护重点实验室、中国气象局雷电重点开放实验室和国网雷电监测预警中心，长期致力于雷电、台风等典型气象灾害监测预警、风险评估与防护技术研究和装备研制。

　　自20世纪80年代开始研发的雷电定位系统，经过近40年创新发展，已建成覆盖全国、技术水平全球领先的广域雷电监测网，雷电探测效率超过90%，定位精度优于500米，实现针对重要输电通道雷电2小时预警及72小时预报；支撑建成了覆盖沿海九省两市的国网台风监测预警网，电网台风灾害预测网格尺度优于1千米，在多次台风过程中均实现线路跳闸精准预警。面对极端灾害频发的形势，国家能源雷电灾害监测预警与安全防护重点实验室、中国气象局雷电重点开放实验室正在积极开展针对电网的强对流天气预报、主动干预灾害天气等电力气象技术研究，保障新型电力系统建设，全面服务国家能源安全。

　　气象灾害对电网设备运行的影响

　　随着全球气候变暖加剧，近年来我国极端天气多发、广发、频发，相比往年，气象灾害发生规律、时空特征呈现新特点、新变化，雨区北抬、冰区北移、台风路径偏北、密集雷暴成为新常态。近40年降水线已逐步由秦岭淮河向黄河方向移动，台风每10年路径向北移数十千米，今年上半年雷电活动密集程度已突破往年同期历史极值。另外，灾害极端性、影响广度和难以预见性日益突出，区域极端强降水、高影响极端寒潮、高强度台风等事件频率增大。2018年以来，北方发生4次大范围雨雪冰冻、3次大面积暴雨洪涝，2023年京津冀特大暴雨创造了百年以来历史纪录，“杜苏芮”台风登陆时最大风速50米/秒，是新中国成立以来我国遭遇的最强台风之一。上述极端天气极大威胁电网的安全稳定运行，对电网本体及相关设备提出了严峻考验。由此可见，气候变化导致的气象条件改变已成为电网运行中必须考虑的重要因素。

　　随着新型电力系统建设的加速推进，电网设备规模急剧增长，系统主体多元化、电网形态复杂化、运行方式多样化等特点越发明显，气象对电网设备运行安全的影响范围更广，呈现电力全环节、时间全尺度、地域全覆盖的特点，特别是电网遭受大范围强对流天气过程时，多种类灾害链伴生、多物理因素共同作用，导致致灾规律及机理也更加复杂。因此，我们急需掌握电网气象灾害中孕灾环境、致灾因子和承灾体之间的耦合机理及关联特性，切实降低气象对电网设备运行的影响。

　　持续提升电力气象技术能力

　　国家电网有限公司高度重视电力气象工作，2022年10月成立公司电力气象领导小组，发布了电力气象管理提升三年方案，并在2023年设立电力气象专项开展集中攻坚，提升电网防灾抗灾能力。为筑牢气象防灾减灾第一道防线，进一步提升电力气象技术应用实效，作为电网生产管控体系的技术支撑力量，依托国网电科院武汉南瑞建设的实验室需在电力气象技术能力建设方面持续发力：

　　一是加强气象站网建设，提升精准监测能力。结合国家的电力发展需求和气象站网布局，研发建设标准化电力气象站，实现面向电力设施的高精度气象要素监测，适应极端灾害场景；制订电力气象监测标准，规范技术条件、入网检测、数据接入和运维管理，推动气象站网与电力气象监测站点的融合提升，进一步强化特高压和主网架气象精准监测能力。

　　二是深化核心技术攻关，提升及时预警能力。依托与中国气象局共建的实验室资源，进一步加强技术优势互补和数据共享复用，加快核心技术攻关，丰富业务场景应用，融合人工智能与电力气象大模型技术，突破多气象灾种与电网运行风险的耦合致灾机理研究，持续提升极端天气预报水平，推进灾害预警信息服务到站线、到班组。

　　三是加快防灾体系构建，提升主动防御能力。强化雷电、覆冰、台风等各灾种风险评估能力，加快构建高气候弹性电网气象灾害防御体系，研究面向电网运行气象灾害主动防御技术与装备，建设覆盖输电通道和重大电力设施主动防御保障作业系统，实现电网应对极端气象灾害防御方式从被动向主动转变，有效降低气象灾害对电力设施的影响。

　　今年迎峰度夏天气形势与应对措施

　　在气候变化大背景下，今年春季以来，我国多地受到极端强对流天气事件的严重影响，对电力设施构成了巨大挑战。4月，江西等地区出现下击暴流，广州地区出现极端冰雹和强龙卷风等。根据国家气候中心的宏观预测，迎峰度夏期间我国极端天气事件将偏多，东部地区降水增多，洪涝灾害将重于干旱。国网雷电监测预警中心统计表明，今年1~5月，国家电网公司供区范围内雷电活动异常活跃，雷电地闪次数高达546.9万次，同比增加256%，预测迎峰度夏期间雷电活动很可能突破历史极值，预计还会有强台风北上，对东北地区造成影响。

　　为高效应对迎峰度夏期间可能面临的气象灾害，实验室还需重点开展以下工作：一是提升电力气象监测预警水平，密切跟踪雷暴大风、短时强降雨、台风等极端天气过程，联合开展电力气象会商，加强重大灾害天气对电网影响的研判，持续提升气象监测预警的针对性、时效性、精准性；二是提高电网防灾抗灾能力，继续推进重要线路雷害差异化治理，加强电网设备台风暴雨致灾风险评估，结合老旧设备改造加快防灾薄弱环节补强，持续提升电网重要设施的灾害设防水平；三是强化电力气象技术服务支撑，严格执行7*24小时值班制度，确保雷电、台风、暴雨等电力气象装置整体高质量在线，及时提供广域气象监测和局地灾害预警信息，持续做好电网隐患和故障研判分析，全面支撑电网安全生产和应急处置。（作者系国家能源雷电灾害监测预警与安全防护重点实验室主任、中国气象局雷电重点开放实验室联合主任）

责任编辑：余璇