(正在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行融冰的直流融冰裝置。)
(電網(wǎng)融冰現(xiàn)場(chǎng)。)
。▏(guó)網(wǎng)湖南防災(zāi)減災(zāi)中心監(jiān)測(cè)室,攝像頭拍攝的常德壺瓶山某電塔實(shí)景。一張照片從被拍攝到被傳送回監(jiān)測(cè)室最快不到一分鐘。)
湖南壺瓶山上的某條輸電線(xiàn)路未來(lái)一周內(nèi)是否會(huì)覆冰?冰情會(huì)是怎樣?這個(gè)事,國(guó)家電網(wǎng)湖南省電力公司防災(zāi)減災(zāi)中心知道。
不僅是湖南,作為國(guó)家電網(wǎng)公司唯一的輸變電設(shè)備防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,目前在輸電線(xiàn)路防冰工作方面,國(guó)網(wǎng)湖南防災(zāi)減災(zāi)中心已經(jīng)服務(wù)到南方容易覆冰的湖南、江西、浙江、安徽、重慶等10個(gè)省份,開(kāi)展電網(wǎng)覆冰長(zhǎng)、中、短期預(yù)測(cè)。
除了覆冰,對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行可能有重大影響的還有山火。目前,國(guó)網(wǎng)湖南防災(zāi)減災(zāi)中心也已開(kāi)展國(guó)網(wǎng)12省市的山火預(yù)報(bào)與監(jiān)測(cè),并創(chuàng)下清明節(jié)無(wú)雨日湖南電網(wǎng)零跳閘的記錄。
1月8日與10日,國(guó)網(wǎng)湖南防災(zāi)減災(zāi)中心完成的針對(duì)防山火與防冰融冰的4個(gè)科研項(xiàng)目,分別通過(guò)了中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)組織的技術(shù)鑒定。中國(guó)科學(xué)院專(zhuān)家對(duì)國(guó)家電網(wǎng)公司在電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域取得的成就給予了高度評(píng)價(jià),鑒定這4個(gè)項(xiàng)目均為“國(guó)際領(lǐng)先水平”。
電網(wǎng)冰情預(yù)測(cè)
2008年南方地區(qū)的冰災(zāi)讓人記憶深刻,當(dāng)時(shí)電網(wǎng)損失重大。此后,每逢冰雪災(zāi)害,人們心中總是不禁有疑問(wèn):會(huì)影響供電嗎?如今電網(wǎng)抗冰能力是否有提升?電網(wǎng)人是否還談冰色變?
國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司防災(zāi)減災(zāi)中心副主任張紅先介紹,電網(wǎng)冰情預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是世界性難題,真正意義上可以證明我國(guó)電網(wǎng)從懼怕冰災(zāi)轉(zhuǎn)變?yōu)閺娜輵?yīng)對(duì)、降伏冰災(zāi)是“電網(wǎng)大范圍冰凍災(zāi)害預(yù)防與治理關(guān)鍵技術(shù)及成套裝備”項(xiàng)目的成功。該項(xiàng)目于2014年1月10日,榮獲了2013年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
電網(wǎng)為什么會(huì)覆冰?為什么南方輸電線(xiàn)路的覆冰強(qiáng)度會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)氣溫更低的北方?
對(duì)這個(gè)問(wèn)題,相關(guān)研究人員給出的解釋是,北方冬季由于氣溫較低,降下的是純雪,不容易結(jié)成冰。而南方由于濕度較大、大多數(shù)時(shí)候下的是凍雨,凍雨遇到物體極易結(jié)成冰,而且會(huì)一層一層越結(jié)越厚。這就使得南方遭遇的冰凍強(qiáng)度、范圍、持續(xù)時(shí)間都超過(guò)了北方。
要想準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電網(wǎng)覆冰,這些顯然不夠。國(guó)網(wǎng)湖南防災(zāi)減災(zāi)中心主任陸佳政和覆冰預(yù)測(cè)攻關(guān)組成員收集整理了過(guò)去60年間湖南的覆冰資料,繪制了上萬(wàn)張?zhí)?yáng)黑子、副熱帶高壓、電網(wǎng)地形等因子與覆冰的關(guān)系圖,力圖從海量的數(shù)據(jù)資料中分析尋找各因子的影響與規(guī)律。
最終,陸佳政等人發(fā)現(xiàn)了影響電網(wǎng)覆冰的17個(gè)關(guān)鍵因子,首次揭示了“日地氣耦合”電網(wǎng)覆冰規(guī)律,提出了電網(wǎng)覆冰長(zhǎng)、中、短期預(yù)報(bào)方法,開(kāi)發(fā)了國(guó)際首套電網(wǎng)覆冰自動(dòng)預(yù)報(bào)系統(tǒng)。電網(wǎng)冰情預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)這一世界性難題被陸佳政帶領(lǐng)的研究隊(duì)伍成功攻克。隨后,預(yù)報(bào)系統(tǒng)在多省應(yīng)用表明,長(zhǎng)、中、短期預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率分別高達(dá)90%、83.9%、98%。
覆冰監(jiān)測(cè)
觀(guān)察覆冰絕不是設(shè)一個(gè)瞭望哨或裝一個(gè)攝像頭那么簡(jiǎn)單。不僅要能看清楚,還要不受惡劣天氣影響;不僅能看得準(zhǔn),還要能測(cè)出覆冰有多厚。在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 直升機(jī)/無(wú)人機(jī) 人工觀(guān)察,讓電網(wǎng)人真正有了一雙全天候的“千里眼”。
覆冰在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用改變了過(guò)去純靠人力觀(guān)測(cè)的狀況,大幅降低了觀(guān)測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。然而,冰情監(jiān)測(cè)攝像頭卻要隨時(shí)經(jīng)受冰雪等惡劣天氣的考驗(yàn)。
攝像頭發(fā)生結(jié)冰或被濃霧覆蓋,無(wú)法清晰拍攝現(xiàn)場(chǎng)冰情,怎么辦?怎樣才能最大限度發(fā)揮攝像頭的作用?
國(guó)網(wǎng)湖南防災(zāi)減災(zāi)中心研究人員先后制定了數(shù)十種技術(shù)方案,并對(duì)每一種方案在零下15攝氏度以下的人工氣候室進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)300余次試驗(yàn)和改進(jìn),研究人員終于研制出了具有覆冰圖像防霧、抗電磁干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)的紅外動(dòng)態(tài)圖像監(jiān)測(cè)裝置,為開(kāi)發(fā)高可靠性的輸電線(xiàn)路覆冰自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
新系統(tǒng)還可自動(dòng)識(shí)別覆冰厚度,提供清晰的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)覆冰信息,監(jiān)測(cè)精度達(dá)1毫米,可靠性達(dá)92%,決策效率提高了95%,已在湖南、廣東等地區(qū)布點(diǎn)340余套,運(yùn)行可靠性高,目前仍在積極推廣中。
2012年12月,郴州電網(wǎng)出現(xiàn)重冰區(qū),當(dāng)時(shí)覆冰系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到輸電線(xiàn)路覆冰最厚達(dá)40毫米。有了“千里眼”的幫助,搶險(xiǎn)人員于第一時(shí)間迅速出動(dòng),贏(yíng)得了寶貴的抗擊冰凍災(zāi)害時(shí)間。
防凍融冰
用木棒人工敲除輸電線(xiàn)路上的覆冰曾被認(rèn)為是最有效的方法,F(xiàn)在,電網(wǎng)員工融冰的手段已經(jīng)今非昔比:3個(gè)系列9種型號(hào)直流融冰裝置,涵蓋10千伏到500千伏各個(gè)電壓等級(jí),90分鐘內(nèi)可實(shí)現(xiàn)上百千米線(xiàn)路融冰。人工敲冰,有了專(zhuān)業(yè)工具。
湖南隆回小沙江供電所所長(zhǎng)劉軍說(shuō),同樣的線(xiàn)路過(guò)去組織30多人分成3組,敲敲打打地忙碌一整天才能完成任務(wù);利用融冰工具,現(xiàn)在只需線(xiàn)路維護(hù)班6個(gè)人出動(dòng),用一個(gè)多小時(shí)就可以完成融冰任務(wù)。
張紅先介紹,近年來(lái),根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要,國(guó)網(wǎng)湖南防災(zāi)減災(zāi)中心陸續(xù)開(kāi)發(fā)了3個(gè)系列9種型號(hào)的直流融冰裝置,涵蓋了從10千伏到500千伏各個(gè)電壓等級(jí)。針對(duì)特高壓線(xiàn)路開(kāi)發(fā)的直流融冰裝置也已經(jīng)通過(guò)驗(yàn)收,即將投入實(shí)際應(yīng)用。
直流融冰裝置90分鐘內(nèi)可實(shí)現(xiàn)上百公里線(xiàn)路融冰,目前已在南方冰災(zāi)易發(fā)省份推廣應(yīng)用100多套,成功實(shí)施了數(shù)百次現(xiàn)場(chǎng)融冰,融冰成功率達(dá)100%,節(jié)省線(xiàn)路抗冰改造投資達(dá)63.5億元。
要想實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)“抗冰”,只有強(qiáng)健電網(wǎng)筋骨。2008年低溫雨雪冰凍災(zāi)害后,國(guó)網(wǎng)湖南防災(zāi)減災(zāi)中心的研究人員注意到,在冰災(zāi)中,大量輸電線(xiàn)路因發(fā)生冰閃而跳閘停電。研究人員因此確立了開(kāi)展復(fù)合絕緣子防冰閃試驗(yàn)研究的突破方向。
在陸佳政的帶領(lǐng)下,項(xiàng)目組人員堅(jiān)持完成了上千次冰閃試驗(yàn),終于攻克了電網(wǎng)防冰閃停電關(guān)鍵技術(shù),發(fā)明了高可靠性的防冰閃復(fù)合絕緣子,線(xiàn)路冰閃跳閘率降低了90%。目前,防冰閃復(fù)合絕緣子已在220千伏及以上線(xiàn)路推廣應(yīng)用8000多支,有效防止冰凌橋接,減少污穢晶析,應(yīng)用線(xiàn)路未發(fā)生一起冰閃跳閘事故。
除了覆冰,對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行可能有重大影響的還有山火。在輸電線(xiàn)路防山火方面,目前國(guó)網(wǎng)湖南防災(zāi)減災(zāi)中心開(kāi)展了國(guó)網(wǎng)12省市的山火預(yù)報(bào)與監(jiān)測(cè)。
截至目前,該中心準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)到國(guó)網(wǎng)220kV及以上線(xiàn)路山火達(dá)1200多處;發(fā)明系列防山火裝備和高效滅火液,已在國(guó)網(wǎng)推廣應(yīng)用160多套。應(yīng)用中心研發(fā)裝備撲滅現(xiàn)場(chǎng)山火80余起,并創(chuàng)下了清明節(jié)無(wú)雨日湖南電網(wǎng)零跳閘的記錄,獲帥總及國(guó)網(wǎng)運(yùn)檢部表彰。
1月8日與10日,國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司防災(zāi)減災(zāi)中心完成的“電網(wǎng)山火致災(zāi)機(jī)理研究、監(jiān)測(cè)預(yù)警及防治關(guān)鍵技術(shù)與裝備”、“輸電線(xiàn)路防冰實(shí)驗(yàn)室關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”、“基于長(zhǎng)中短期精細(xì)化預(yù)報(bào)的電網(wǎng)冰災(zāi)智能預(yù)警系統(tǒng)研發(fā)”、“特高壓輸電線(xiàn)路直流融冰關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研制”四個(gè)科研項(xiàng)目,分別通過(guò)了中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)組織的技術(shù)鑒定。
中國(guó)科學(xué)院專(zhuān)家對(duì)國(guó)家電網(wǎng)公司在電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域取得的成就給予了高度評(píng)價(jià),鑒定這4個(gè)項(xiàng)目均為“國(guó)際領(lǐng)先水平”。
相關(guān)鏈接 國(guó)網(wǎng)湖南防災(zāi)減災(zāi)中心介紹
國(guó)網(wǎng)湖南防災(zāi)減災(zāi)中心于2014年9月3日正式成為國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司直屬二級(jí)機(jī)構(gòu),主要職責(zé):負(fù)責(zé)對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有重大影響的自然災(zāi)害機(jī)理、預(yù)測(cè)、監(jiān)測(cè)、防治措施、應(yīng)急處置等技術(shù)的研究、推廣工作;負(fù)責(zé)電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)裝備的運(yùn)維工作;負(fù)責(zé)電網(wǎng)主要災(zāi)害的預(yù)測(cè)與預(yù)警工作;負(fù)責(zé)國(guó)網(wǎng)26省輸電線(xiàn)路覆冰、山火預(yù)測(cè)預(yù)警工作。
目前,設(shè)綜合管理部1個(gè)職能部門(mén),國(guó)網(wǎng)輸電線(xiàn)路覆冰預(yù)測(cè)預(yù)警中心、國(guó)網(wǎng)輸電線(xiàn)路山火監(jiān)測(cè)預(yù)警中心、災(zāi)害模擬與機(jī)理研究室、災(zāi)害預(yù)測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)室、防災(zāi)措施研究室、災(zāi)害評(píng)估與應(yīng)急研究室6個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)。在職員工32人,其中,國(guó)家中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才1人、國(guó)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)軍人才3人,博士9人、碩士13人。
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