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，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)測預警系統(tǒng)功不可沒。

高精度預測臺風

及時響應有的放矢

8月17日凌晨4時05分，臺風“溫比亞”在上海市浦東新區(qū)南部沿海地區(qū)登陸，中心附近最大風力達到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。也是上海電網(wǎng)臺風監(jiān)測預警系統(tǒng)在建成一個月內(nèi)，經(jīng)歷的又一次實戰(zhàn)。面對遠頻繁于往年、車輪戰(zhàn)一般的臺風群，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)測預警報告機制，獲得了滬上重要輸電通道的風速、降雨量預測數(shù)據(jù)，從而精準定位有遭受臺風侵襲風險的桿塔。”國網(wǎng)上海電力運檢部檢修二處負責人紀航自信滿滿地表示，“另外，我們的預警消息由原來6小時發(fā)布一次增加到兩小時更新一次，可以在臺風災害到來前，指導運維部門及時調(diào)整措施。這些讓我們有了充足的信心，面對臺風，做到及時響應、有的放矢。”

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

上海瀕江臨海，屬于亞熱帶季風氣候，氣象環(huán)境復雜多變。2011年的“梅花”、2012年的“?？?rdquo;、2014年的“鳳凰”，幾次臺風及其次生災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)臺風時，主要是從氣象部門獲得信息。但如果需要了解臺風對特定線路通道和桿塔的影響，氣象部門提供的大范圍預測數(shù)據(jù)就顯得過于寬泛。獲得高精度臺風信息，從而開展電網(wǎng)針對性防災的需求，讓開發(fā)并部署臺風監(jiān)測預警系統(tǒng)勢在必行。

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

“我們將風場預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害預報可以精細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荷載力學動態(tài)分析功能，可以通過三維力學分析，得出桿塔所有構件的應力情況，一來評估臺風過境時該桿塔的倒塔風險，二來為以后的桿塔設計提供有針對性的指導。”毛瑋韻說。

在上海電網(wǎng)臺風監(jiān)測預警系統(tǒng)的助力下，《國家電網(wǎng)有限公司臺風災害預警報告》第(2018081701)號里明確，“最大風速19.3米/秒，出現(xiàn)在復奉線3929～3931號(上海段)，通道設備存在中等程度臺風災害風險”“建議相關各省做好線路運行狀態(tài)監(jiān)護工作，積極準備相關措施應對‘溫比亞’臺風帶來的災害風險”。

加強雷電監(jiān)測技術研究

探索防災減災新思路

“雷電預警發(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、第二套差動保護動作，開關跳閘，重合成功。與此同時，雷電監(jiān)測預警系統(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)閃絡痕跡。至此，雷電監(jiān)測預警系統(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)測預警系統(tǒng)中對雷電發(fā)生位置和雷暴團沿線運動方向進行了反演，發(fā)現(xiàn)與系統(tǒng)之前的預測吻合度極高，再次證實了系統(tǒng)預測的有效性。

“對于雷電活動的預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個預警探測站在內(nèi)的上海電網(wǎng)雷電監(jiān)測預警系統(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)模的不斷擴大，人工巡檢方式完全無法滿足當下的要求。而雷暴天氣發(fā)生時，惡劣的氣候條件和復雜的地理環(huán)境更是會威脅到運維人員的人身安全。雷電監(jiān)測預警系統(tǒng)可以擴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)完成了臺風監(jiān)測預警系統(tǒng)建設和雷電監(jiān)測預警系統(tǒng)擴建，為兄弟單位提供了參照經(jīng)驗和范本。尤其是臺風監(jiān)測預警系統(tǒng)，剛完成建設就經(jīng)歷了4次臺風，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害監(jiān)測預警體系發(fā)展，不斷探索防災減災新思路，推動災害天氣監(jiān)測預警工作向氣候風險管理工作轉變。