前不久，國網(wǎng)臺風監(jiān)測預警中心向國家電網(wǎng)有限公司各單位發(fā)布2021年第一期臺風災害長期預警報告，預測今年主汛期臺風活動強度和電網(wǎng)臺風災害總體情況。國網(wǎng)臺風監(jiān)測預警中心正式進入2021年臺風監(jiān)測預警實戰(zhàn)狀態(tài)。
電網(wǎng)是現(xiàn)代社會重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，點多面廣，易受災害性天氣影響。近年來，隨著全球氣候變暖，影響大的臺風事件頻發(fā)，對電網(wǎng)運行及設(shè)備安全造成了極大威脅。為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，國家電網(wǎng)有限公司于2017年啟動臺風監(jiān)測預警工作，監(jiān)測臺風路徑及影響范圍，提前指導相關(guān)單位制訂防臺風措施、應急方案，全面提高電網(wǎng)抵御臺風這一極端災害天氣的能力。
臺風活躍，嚴重影響電網(wǎng)設(shè)備安全運行
臺風是東南沿海地區(qū)電網(wǎng)面對的主要自然災害之一。近年來，影響我國的臺風頻次總體有所下降。但由于臺風登陸位置向東、向北偏移，國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)內(nèi)，登陸的臺風數(shù)量由每年平均3個上升至4個，且仍有上升趨勢。
臺風在我國東部主要影響的區(qū)域包括福建、浙江、上海、江西、安徽、江蘇、山東、遼寧七省一市，其中對福建、浙江影響最為顯著。1949～2020年，共有118個臺風登陸福建，共有46個臺風登陸浙江。隨著臺風活動的北移，臺風對黑龍江、吉林兩省的電網(wǎng)設(shè)備也將造成一定影響。
臺風會給電網(wǎng)造成哪些損失？對于輸電線路，臺風導致的故障主要有導線風偏、跳線風偏、異物外破、桿塔受損、地線掉線等。對于變電設(shè)備，強風會導致變電站內(nèi)母線倒塌、避雷器倒塌、異物外破等，強降雨還會引發(fā)變電站內(nèi)洪澇、套管閃絡(luò)等問題。配電設(shè)備在臺風期間發(fā)生故障的原因較多，常見的有樹竹倒伏引起的放電、老舊電桿倒桿、導線斷線等。
臺風災害具有時間集中、影響面積大、破壞性強等特點，屬于典型的小概率、高影響事件。以2019年第9號臺風“利奇馬”為例，該輪臺風于8月10日1時45分前后在浙江省溫嶺市登陸，登陸時強度為超強臺風級，中心附近最大風力16級。截至2019年8月12日7時，“利奇馬”共造成浙江、上海、江蘇、福建、山東、安徽、遼寧電網(wǎng)72座35千伏以上變電站、4330條10千伏及以上線路、9.97萬個臺區(qū)停電，676.95萬用戶用電受到影響；其中對浙江影響最大，共造成1808條輸電線路停運，272.36萬用戶用電受到影響。
多元立體監(jiān)測，電網(wǎng)防范臺風更主動更精準
應對臺風災害，電網(wǎng)企業(yè)傳統(tǒng)的應對方式是結(jié)合氣象部門發(fā)布的臺風監(jiān)測預警信息，開展防臺風、抗臺風的物資和人員準備。氣象部門的預警信息主要服務社會公眾，集中關(guān)注城市等人口密集區(qū)域。電網(wǎng)設(shè)備多位于高山、微地形區(qū)域，常規(guī)的臺風氣象監(jiān)測預報在時效和精度上無法滿足電力生產(chǎn)運維的實際需要。為提升電網(wǎng)抵御臺風災害的能力，有必要開展針對電網(wǎng)的臺風監(jiān)測預警。
為此，公司于2017年8月成立了國網(wǎng)臺風監(jiān)測預警中心。自成立以來，該中心已在31輪臺風過程中發(fā)布臺風中期預警報告356份、短期預警報告63份，提升了電網(wǎng)防臺風抗臺風工作的針對性和效率，保障電網(wǎng)設(shè)備安全。
針對目前常規(guī)的臺風氣象監(jiān)測預報精度低、缺乏針對性、預報周期長等問題，國網(wǎng)臺風監(jiān)測預警中心分別從臺風全方位監(jiān)測、臺風氣象精細化預報、臺風災害精準評估3個方面構(gòu)建臺風監(jiān)測預警體系。其中，臺風全方位監(jiān)測構(gòu)成感知網(wǎng)絡(luò)，為臺風氣象預報提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；臺風氣象精細化預報可得到高分辨率的預報信息，是臺風災害精準評估的重要分析因素。
在臺風全方位監(jiān)測方面，國網(wǎng)臺風監(jiān)測預警中心建立了由氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站、地面氣象雷達站、微氣象監(jiān)測裝置、臺風移動觀測車和臺風觀測塔組成的全方位立體臺風監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。
氣象衛(wèi)星接收站部署在臺風監(jiān)測預警中心主站，用于接收和處理大尺度衛(wèi)星云圖，從宏觀上監(jiān)測臺風移動的方向、速度，預測臺風路徑和登陸地點；地面氣象雷達和臺風移動觀測車主要部署在沿海臺風活躍區(qū)域，監(jiān)測即將登陸臺風的中尺度云層分布、移動和演變規(guī)律，實時掌握臺風在運動中的發(fā)展和變化情況；微氣象監(jiān)測裝置和臺風觀測塔分別部署在易受臺風影響的桿塔及沿海臺風登陸頻繁的區(qū)域，用于監(jiān)測微地形區(qū)域和臺風密集登陸區(qū)域的微尺度風場，對輸電桿塔、重要設(shè)備的具體部位受力是否超過設(shè)計值進行預警。
在臺風氣象預報方面，氣象部門往往采用中尺度預報模式，最小輸出3千米分辨率網(wǎng)格尺度的氣象預報數(shù)據(jù)。對于電網(wǎng)設(shè)備受災情況，此類分辨率下的預報精度仍有欠缺。國網(wǎng)臺風監(jiān)測預警中心基于臺風監(jiān)測數(shù)據(jù)，開展臺風氣象降尺度預報。這就好比透過放大鏡來觀察氣象云圖，將大尺度、低分辨率的臺風氣象預報模式輸出的信息轉(zhuǎn)化為小尺度、高分辨率區(qū)域地面氣候變化信息。該中心融合衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站、天氣雷達、觀測塔、輸電線路微氣象監(jiān)測裝置等多源觀測資料，計算獲得1千米網(wǎng)格下的臺風氣象預報數(shù)據(jù)，實現(xiàn)七省一市區(qū)域1千米分辨率臺風氣象精確預報。
電網(wǎng)設(shè)備受臺風災害影響情況還取決于設(shè)備的防災水平及致災機理。為此，國網(wǎng)臺風監(jiān)測預警中心研發(fā)了臺風災害預警模塊，分析電網(wǎng)設(shè)備抗風、抗雨等抗災特性，建立電網(wǎng)設(shè)備臨界氣象環(huán)境要素數(shù)據(jù)庫，再通過對比氣象監(jiān)測預報數(shù)據(jù)和電網(wǎng)設(shè)備臨界氣象環(huán)境要素數(shù)據(jù)，在臺風登陸前實現(xiàn)倒塔、風偏閃絡(luò)、洪澇等災害風險等級評估。
該中心還要根據(jù)電網(wǎng)設(shè)備風洞動力響應特性試驗及仿真分析，準確掌握電網(wǎng)設(shè)備臺風災害下的動力響應特性，為臺風風險評估提供數(shù)據(jù)支撐，同時定期開展臺風災害下電網(wǎng)故障歷史信息的大數(shù)據(jù)挖掘，掌握臺風致災規(guī)律，持續(xù)提升臺風監(jiān)測預警精度。
在超強臺風“利奇馬”胚胎生成之初，國網(wǎng)臺風監(jiān)測預警中心就密切關(guān)注臺風活動情況，預測臺風“利奇馬”將從浙江沿海一帶登陸。在臺風登陸前后，該中心基于地面氣象雷達和臺風移動觀測車，獲得了臺風登陸期間蒼南站地面到空中5千米高度內(nèi)的高時空分辨率風速隨高度變化信息，掌握臺風運動演變規(guī)律，同時結(jié)合線路桿塔微氣象監(jiān)測裝置獲取局地微地形下的實時臺風氣象信息。
該中心預測，臺風登陸時溫州樂清至臺州臨海一帶167基桿塔、43座變電站所在之處的最大風速將超過每秒30米，52座變電站的所處位置的日累計降水量將超過200毫米，臺風登陸后實測結(jié)果與預報基本一致。結(jié)合電網(wǎng)設(shè)備受災機理及電網(wǎng)設(shè)備臺風風險評估結(jié)果，該中心及時發(fā)布臺風監(jiān)測預警報告，共計對200余回關(guān)鍵線路發(fā)布跳閘或者停運風險預警，指導運維單位做好加固工作，合理調(diào)整電網(wǎng)運行方式，優(yōu)化應急資源配置。
國網(wǎng)臺風監(jiān)測預警中心發(fā)布的桿塔級、變電站級臺風災害預警，使電網(wǎng)防臺風抗臺風工作由被動變主動、由事后變事前，減少了電網(wǎng)設(shè)備臺風災害損失。
長期監(jiān)測預警，支撐全年防抗臺風早布局
為了進一步提高臺風監(jiān)測預警的針對性，國網(wǎng)臺風監(jiān)測預警中心基于臺風災害對輸電、變電和配電設(shè)備的危害機理，建立了覆蓋輸變配電專業(yè)的臺風災害預警機制，并結(jié)合臺風活動規(guī)律及影響過程，形成了長期、中期及短期的預警報告發(fā)布模式。
4月6日，國網(wǎng)臺風監(jiān)測預警中心開展2021年首次電網(wǎng)長期臺風災害風險預測工作。該中心根據(jù)前期大氣海洋環(huán)流狀況、海水溫度變化趨勢等數(shù)據(jù)，結(jié)合臺風氣候預測模型對今年臺風季的臺風數(shù)量、強度、主要登陸區(qū)域進行了預測。
預測結(jié)果表明：2021年臺風對華東區(qū)域電網(wǎng)的影響較強，對東北電網(wǎng)的影響偏弱。在臺風數(shù)量上，影響浙江省、上海市和安徽省的臺風數(shù)量偏多；在臺風強度方面，影響浙江省、江西省和上海市的臺風強度偏強。本次電網(wǎng)臺風災害長期預警工作為公司相關(guān)單位在防臺風抗臺風物資準備、隱患排查整治方面提供了依據(jù)，促使相關(guān)單位盡早謀劃、盡快預演、全面防范。
在臺風過境期間，國網(wǎng)臺風監(jiān)測預警中心還將發(fā)布中期和短期預警，其中中期預警一天發(fā)布2次，短期預警一天最多發(fā)布4次，預測分析臺風路徑及影響范圍，同時結(jié)合氣象預報結(jié)果預警電網(wǎng)設(shè)備風害、暴雨次生災害風險，指導應急物資、人員配置及電網(wǎng)運行方式調(diào)整。
結(jié)合近年來臺風活動規(guī)律，國網(wǎng)臺風監(jiān)測預警中心的預警范圍將擴展至整個東北地區(qū)。同時，該中心將在臺風風險評估、電網(wǎng)設(shè)備洪澇風險的精確預警等方面開展科技攻關(guān)，進一步提升臺風監(jiān)測預警精度，提高電網(wǎng)災害抵御能力，助力電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
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