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电网企业怎样开展台风监测预警?

北极星输配电网  来源:国家电网报    2021/4/27 8:40:58  我要投稿  
所属频道: 电网建设  关键词:电网运行 国家电网 电网企业

北极星输配电网讯:核心提示:近年来,影响大的台风事件频发,对电网运行及设备安全造成威胁。为了应对台风影响,电网企业结合生产运维实际需要,开展有针对性的台风监测预警,让防台风抗台风工作更加精准有效。

前不久,国网台风监测预警中心向国家电网有限公司各单位发布2021年第一期台风灾害长期预警报告,预测今年主汛期台风活动强度和电网台风灾害总体情况。国网台风监测预警中心正式进入2021年台风监测预警实战状态。

电网是现代社会重要的基础设施之一,点多面广,易受灾害性天气影响。近年来,随着全球气候变暖,影响大的台风事件频发,对电网运行及设备安全造成了极大威胁。为保障电网安全稳定运行,国家电网有限公司于2017年启动台风监测预警工作,监测台风路径及影响范围,提前指导相关单位制订防台风措施、应急方案,全面提高电网抵御台风这一极端灾害天气的能力。

台风活跃,严重影响电网设备安全运行

台风是东南沿海地区电网面对的主要自然灾害之一。近年来,影响我国的台风频次总体有所下降。但由于台风登陆位置向东、向北偏移,国家电网经营区内,登陆的台风数量由每年平均3个上升至4个,且仍有上升趋势。

台风在我国东部主要影响的区域包括福建、浙江、上海、江西、安徽、江苏、山东、辽宁七省一市,其中对福建、浙江影响最为显著。1949~2020年,共有118个台风登陆福建,共有46个台风登陆浙江。随着台风活动的北移,台风对黑龙江、吉林两省的电网设备也将造成一定影响。

台风会给电网造成哪些损失?对于输电线路,台风导致的故障主要有导线风偏、跳线风偏、异物外破、杆塔受损、地线掉线等。对于变电设备,强风会导致变电站内母线倒塌、避雷器倒塌、异物外破等,强降雨还会引发变电站内洪涝、套管闪络等问题。配电设备在台风期间发生故障的原因较多,常见的有树竹倒伏引起的放电、老旧电杆倒杆、导线断线等。

台风灾害具有时间集中、影响面积大、破坏性强等特点,属于典型的小概率、高影响事件。以2019年第9号台风“利奇马”为例,该轮台风于8月10日1时45分前后在浙江省温岭市登陆,登陆时强度为超强台风级,中心附近最大风力16级。截至2019年8月12日7时,“利奇马”共造成浙江、上海、江苏、福建、山东、安徽、辽宁电网72座35千伏以上变电站、4330条10千伏及以上线路、9.97万个台区停电,676.95万用户用电受到影响;其中对浙江影响最大,共造成1808条输电线路停运,272.36万用户用电受到影响。

多元立体监测,电网防范台风更主动更精准

应对台风灾害,电网企业传统的应对方式是结合气象部门发布的台风监测预警信息,开展防台风、抗台风的物资和人员准备。气象部门的预警信息主要服务社会公众,集中关注城市等人口密集区域。电网设备多位于高山、微地形区域,常规的台风气象监测预报在时效和精度上无法满足电力生产运维的实际需要。为提升电网抵御台风灾害的能力,有必要开展针对电网的台风监测预警。

为此,公司于2017年8月成立了国网台风监测预警中心。自成立以来,该中心已在31轮台风过程中发布台风中期预警报告356份、短期预警报告63份,提升了电网防台风抗台风工作的针对性和效率,保障电网设备安全。

针对目前常规的台风气象监测预报精度低、缺乏针对性、预报周期长等问题,国网台风监测预警中心分别从台风全方位监测、台风气象精细化预报、台风灾害精准评估3个方面构建台风监测预警体系。其中,台风全方位监测构成感知网络,为台风气象预报提供数据基础;台风气象精细化预报可得到高分辨率的预报信息,是台风灾害精准评估的重要分析因素。

在台风全方位监测方面,国网台风监测预警中心建立了由气象卫星数据接收站、地面气象雷达站、微气象监测装置、台风移动观测车和台风观测塔组成的全方位立体台风监测网络。

气象卫星接收站部署在台风监测预警中心主站,用于接收和处理大尺度卫星云图,从宏观上监测台风移动的方向、速度,预测台风路径和登陆地点;地面气象雷达和台风移动观测车主要部署在沿海台风活跃区域,监测即将登陆台风的中尺度云层分布、移动和演变规律,实时掌握台风在运动中的发展和变化情况;微气象监测装置和台风观测塔分别部署在易受台风影响的杆塔及沿海台风登陆频繁的区域,用于监测微地形区域和台风密集登陆区域的微尺度风场,对输电杆塔、重要设备的具体部位受力是否超过设计值进行预警。

在台风气象预报方面,气象部门往往采用中尺度预报模式,最小输出3千米分辨率网格尺度的气象预报数据。对于电网设备受灾情况,此类分辨率下的预报精度仍有欠缺。国网台风监测预警中心基于台风监测数据,开展台风气象降尺度预报。这就好比透过放大镜来观察气象云图,将大尺度、低分辨率的台风气象预报模式输出的信息转化为小尺度、高分辨率区域地面气候变化信息。该中心融合卫星数据接收站、天气雷达、观测塔、输电线路微气象监测装置等多源观测资料,计算获得1千米网格下的台风气象预报数据,实现七省一市区域1千米分辨率台风气象精确预报。

电网设备受台风灾害影响情况还取决于设备的防灾水平及致灾机理。为此,国网台风监测预警中心研发了台风灾害预警模块,分析电网设备抗风、抗雨等抗灾特性,建立电网设备临界气象环境要素数据库,再通过对比气象监测预报数据和电网设备临界气象环境要素数据,在台风登陆前实现倒塔、风偏闪络、洪涝等灾害风险等级评估。

该中心还要根据电网设备风洞动力响应特性试验及仿真分析,准确掌握电网设备台风灾害下的动力响应特性,为台风风险评估提供数据支撑,同时定期开展台风灾害下电网故障历史信息的大数据挖掘,掌握台风致灾规律,持续提升台风监测预警精度。

在超强台风“利奇马”胚胎生成之初,国网台风监测预警中心就密切关注台风活动情况,预测台风“利奇马”将从浙江沿海一带登陆。在台风登陆前后,该中心基于地面气象雷达和台风移动观测车,获得了台风登陆期间苍南站地面到空中5千米高度内的高时空分辨率风速随高度变化信息,掌握台风运动演变规律,同时结合线路杆塔微气象监测装置获取局地微地形下的实时台风气象信息。

该中心预测,台风登陆时温州乐清至台州临海一带167基杆塔、43座变电站所在之处的最大风速将超过每秒30米,52座变电站的所处位置的日累计降水量将超过200毫米,台风登陆后实测结果与预报基本一致。结合电网设备受灾机理及电网设备台风风险评估结果,该中心及时发布台风监测预警报告,共计对200余回关键线路发布跳闸或者停运风险预警,指导运维单位做好加固工作,合理调整电网运行方式,优化应急资源配置。

国网台风监测预警中心发布的杆塔级、变电站级台风灾害预警,使电网防台风抗台风工作由被动变主动、由事后变事前,减少了电网设备台风灾害损失。

长期监测预警,支撑全年防抗台风早布局

为了进一步提高台风监测预警的针对性,国网台风监测预警中心基于台风灾害对输电、变电和配电设备的危害机理,建立了覆盖输变配电专业的台风灾害预警机制,并结合台风活动规律及影响过程,形成了长期、中期及短期的预警报告发布模式。

4月6日,国网台风监测预警中心开展2021年首次电网长期台风灾害风险预测工作。该中心根据前期大气海洋环流状况、海水温度变化趋势等数据,结合台风气候预测模型对今年台风季的台风数量、强度、主要登陆区域进行了预测。

预测结果表明:2021年台风对华东区域电网的影响较强,对东北电网的影响偏弱。在台风数量上,影响浙江省、上海市和安徽省的台风数量偏多;在台风强度方面,影响浙江省、江西省和上海市的台风强度偏强。本次电网台风灾害长期预警工作为公司相关单位在防台风抗台风物资准备、隐患排查整治方面提供了依据,促使相关单位尽早谋划、尽快预演、全面防范。

在台风过境期间,国网台风监测预警中心还将发布中期和短期预警,其中中期预警一天发布2次,短期预警一天最多发布4次,预测分析台风路径及影响范围,同时结合气象预报结果预警电网设备风害、暴雨次生灾害风险,指导应急物资、人员配置及电网运行方式调整。

结合近年来台风活动规律,国网台风监测预警中心的预警范围将扩展至整个东北地区。同时,该中心将在台风风险评估、电网设备洪涝风险的精确预警等方面开展科技攻关,进一步提升台风监测预警精度,提高电网灾害抵御能力,助力电网安全稳定运行。

(王振国 江航 汪冬辉 作者单位:国网台风监测预警中心)


原标题:电网企业怎样开展台风监测预警?

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