观察丨电力系统如何平稳穿越气候“沸腾年代”？

来源：《中国电力报》 时间：2024-11-05 17:21

张悦

　　近日，在世界上最干旱的地区之一——撒哈拉沙漠，洪水自沙漠腹地喷涌，穿越连绵沙丘与稀疏植被，将干涸长达半个世纪的伊里基湖重新填满。

　　地球的另一端，超强飓风“海伦妮”“米尔顿”接连肆虐美国佛罗里达州，造成超过300万户家庭断电，近三成的加油站陷入瘫痪。

　　不久前，中国海南亦经历了17级超强台风“摩羯”的无情冲击。高数十米、造价上千万元的风机被掀翻，粗如臂膀的树干如凌乱的糖屑般散落一地。数十万人用电受影响，灾损超600亿元。

　　破坏之强、影响之大，超乎想象。全球自然生态系统乃至整个人类社会，正因此面临无尽试炼与挑战。

　　“百年一遇”频现

　　早前，一条微博词条登上热搜：20岁，经历过3次“千年一遇”。越来越多人感受到，天气越来越“反常”了。

　　比如，2022年我国南方“百年一遇”持续高温，2023年北京“140年以来”最强降雨，2024年广东北江流域“百年一遇”洪水，杭州历经“史上高温最漫长的一年”。“南涝北旱”的传统印记正逐步被抹去。

　　极端天气是相对罕见的，且对人类社会和生态系统产生破坏的天气现象的统称。它指一定地区在一定时间内出现的历史上罕见的气象事件，其发生概率通常小于5%~10%。

　　极端天气频发的背后原因，均指向了全球变暖。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告指出，最近50年，全球变暖正以过去2000年以来前所未有的速度发生。

　　“受气候变暖影响，过去20年间，全球高温事件增加了232%，洪涝事件增加了134%，风暴事件增加了97%，山火事件增加了46%，干旱事件增加了29%。”联合国防灾减灾署发布的《灾害造成的人类损失2000~2019》报告显示。

　　联合国秘书长古特雷斯发出警示，全球变暖的时代已经结束，全球“沸腾年代”已然到来。伴随着全球变暖的，却非普遍而均匀地升温，而是极端的热与极端的冷共同肆虐。

　　去年，中国“史上最热年”与“史上同期最强寒潮”同年出现，今年7月22日全球日平均气温为17.15摄氏度，成为地球有记录以来最热的一天。

　　我们无法预知气象纪录何时被刷新，但可以确定的是，天气的极端不确定性在进一步加大。而极端天气引发的强风、洪涝、高温及冰冻等，正是电力系统最为忧虑的致命威胁。

　　敲响安全警钟

　　“紧急招募！报酬日结！”

　　台风“摩羯”登陆海南的第6天，海南文昌向社会紧急招募电工，要求专业电工或从事过电网电力工作经历的实操者，须能爬电杆，且需自带基本抢修工具。

　　在9月10日召开的海南省防御台风“摩羯”应急指挥部新闻发布会上，南方电网海南电网有限责任公司党委副书记赵有铖透露，几乎要重建一个文昌配网。

　　在自然之浩瀚苍穹下，人微如尘，人类精心构筑的现代电力系统亦是。

　　台风肆虐的数小时内，文昌全市房屋受损2.5万余间，全省110千伏及以上主网杆塔损坏68基，35千伏及以下配网线路受损1.42万千米，直接服务用户的配电变压器停运数量占总数63.94%，通信基站断电率82.3%。全市11家水厂有8家因停电停供。

　　据统计，全球80%以上的停电事故由极端天气引起，包括台风、暴风雪、干旱、洪水等。台风对电力设施的暴力破坏，仅是其中一种。极端天气与能源供需之间的关系，远比我们想象得更紧密。

　　一方面，拉尼娜现象持续推高能源需求。中国电力负荷“冬夏”双高峰特征日趋明显。2020年冬，寒潮造成江西、湖南多地限电。今夏，浙江用电负荷七创历史新高，夏季降温负荷占最高用电负荷比重超四成。

　　另一方面，电力供应也常常“看天吃饭”。2022年，川渝地区遭受60年一遇的极端高温干旱天气，导致占当地电力供应80%以上的水电发电能力“腰斩”、工业限电停产。能源市场暗流涌动，供不应求，度电难购。

　　极端天气下规模快速增长的光伏、风电项目同样“历劫”。2021年2月，美国得克萨斯州遭遇极端寒潮，天然气管道冻结，风光发电设备停运。极端低温带来电力需求激增和供应短缺，数百万居民在零下19摄氏度的极寒中无电可用。

　　越来越多的“压力测试”表明，能源风险和气候变化两大危机相互关联，甚至相互耦合、互为因果。极端天气事件已逐渐从偶尔出现的“附加挑战”转为更为频繁的“必答考题”，甚至是电力系统安全稳定运行的“关键难题”。

　　变数中寻求破解

　　极端天气带来的“痛”，必须治。

　　如何治？电力系统能否“未卜先知”，更坦然面对？电网需多么坚固，才能对冲气候风险？ 

　　今年8月9日，中国气象局与国家电网有限公司在京签署战略合作框架协议，共同推动“气象+电力”深度融合，发挥气象在新型电力系统建设与运行中的支撑保障作用。

　　“几十年来，我们这个行业都是‘看天吃饭’，如今正在转向‘知天而作’。”台风“贝碧嘉”登陆前夕，在国网台风预警中心工作台前，国网浙江电科院电力气象专家王振国与浙江省气象局首席预报团队联合办公，针对特高压通道、大跨越杆塔的定点精细化气象预报向浙江各市发布预警报告，指导预防措施制定。

　　2016年起，国家电网有限公司建立覆冰、山火、雷电、舞动、台风和地质灾害六大监测预警中心，防范提前至灾害来临前。

　　过去，气象部门预警信息面向社会公众，集中关注城市等人口密集区域。而电网设备多位于高山峻岭间等微地形区域，常规的台风预报难以满足电力生产运维实际需要。国网台风预警中心将气象、地形地貌、电网设备参数、专家经验、电网历史台风灾害等数据融合应用于台风灾害预测过程，将台风气象预测空间分辨率从3千米范围提升至1千米，为电网“量身定制”台风预报。

　　数据显示，在历次台风灾害过程中，国网台风监测预警中心对发生台风故障跳闸线路的预测准确率提高超70%。在前期精准预测下，受影响地区作出有效抗击台风预案和充足物资准备，将灾害损失降到最低。

　　今年7月23日，国网浙江省电力有限公司生产管控中心、浙江电力气象中心在国网台风监测预警中心的基础上进一步建强。“除了防灾减灾，电力气象服务体系的进一步完善，还能有效支撑新能源功率预测，辅助电力电量平衡调度。”王振国说。

　　2024年初，中国气象局《能源气象服务行动计划（2024~2027年）》还明确，到2027年，基本建成适应需求、技术先进、机制完善的能源气象服务体系，精准服务电力运行，建立预警标准，为能源生产、供给、消费和安全提供全链条高质量气象服务。

　　打铁还需自身硬。

　　地处东南沿海的浙江，4300多座海岛星罗棋布，全省受台风暴潮影响岸线长达6600千米，居全国之首。1949年至2023年，超50个台风“光临”此地。

　　浙江电力设备部相关负责人接受采访时说，构建新型电力系统需更加重视气候变化“新常态”，备受台风“青睐”的浙江，尤其需要一张“不怕台风的电网”。

　　由点及面，近年来，浙江应用“防台风抗灾电网”体系评价平台，通过47个评价指数对沿海城市供电网格进行“诊断”，针对城市电网开展查漏补缺。在各地靠海和“风口”地带，完成3000余基老旧薄弱和风偏杆塔改造，全密封、全绝缘、防洪型设备覆盖到位，持续建强电网本质安全。

　　当电网足够强大，是否可以抵御一切？“超强台风不常来，登陆地点‘捉摸不定’，按照抗超强台风的标准全面升级电网并不现实。”王振国表示，防灾减灾是一项系统性工程。

　　数年间，浙江灾后“修复模式”也在持续“上新”，从网格化抢修到电子沙盘助力快速决策，从无人机灾后巡线到结合卫星通信构建“空天地一体化”应急作战链，从电力灾害恢复指数为抢修指挥提供决策依据到基于北斗技术的平战一体智慧抢修平台，抢修更智慧，应对愈从容。

　　“防灾减灾也有蝴蝶效应。”王振国说，一个小小的措施，很难说起初会起多大作用，但一定会带来意想不到的变化。（作者单位：国网浙江省电力有限公司）

责任编辑：沈馨蕊