強化電網規劃建設應對極端天氣對電網的影響

摘 要：隨著全球氣候變化的加劇，各地極端天氣狀況頻發，引發的自然災害對電網等社會基層設施造成嚴重影響。雖然電網防災減災技術不斷進步，但在極端天氣引發的自然災害面前，也顯得十分脆弱。作者探討了極端天氣威脅下電網建設的幾點應對措施，與同行交流學習。

關鍵詞：極端天氣；電網；加強；建設

1 極端天氣對電網的影響

1.1 強降雨造成的洪災對電網的影響

今年7月份湖北省大部分地區面臨了強降雨帶來的洪澇災害，電網等基礎設施受損嚴重，無數條電力線路跳閘、配電變壓器燒損。強降雨在山區還引發了山洪、山體滑坡、泥石流等次災害，直接沖擊了某些線路塔桿，造成倒桿；此外，城市發生內澇，積水浸泡了地面或地下變電站、環網柜、開關站等電力設施，出現跳閘、閃絡、短路等故障。強降雨嚴重危害了本地區電網的正常運行，特別是低壓配網電力設施嚴重受損、廣大居民用戶停電，暴露出公司在配網建設和安全基礎管理中還存在薄弱環節。雖然各地供電公司均在這次的強降雨災害過程中響應多次的應急方案，搶修活動花費了大量的人力物力，卻也多次受阻。

1.2 高溫熱浪對電網的影響

在今年夏季高溫中，湖北電網統調最大負荷連續創新高。雖然省公司調控中心不斷落實迎峰度夏各項工作要求，做好了運行方式安排、負荷預測及電力電量平衡，加強設備監控和故障搶修指揮，統籌調配水火風發電資源，及時完善修訂調度事故處置預案，全力確保迎峰度夏期間湖北電網安全穩定運行和優質可靠供電，但除了電網高負荷運轉，異常的高溫熱浪對電網的影響也十分嚴重，持續的高溫熱浪會給電網造成電源性缺電，使供電公司不得不采取輪流拉閘限電。且在高溫熱浪襲擊及電網高負荷運行下，電網線路會出現過熱、跳閘，常見出現絕緣層融化燒斷，配變溢油或燒壞等。

1.3 冰雪高寒對電網的影響

冰雪高寒天氣對電網的影響主要出現在輸電線路部分。暴露在自然環境中的長距離輸電線路在寒凍季節常出現覆冰過重，部分塔桿會出現滿應力臨界受力狀態，發生桿塔變形甚至斷桿。另外，導地線覆冰后產生的應力超出導地線固有的破斷能力，造成導地線發生斷線等等，此外，線路通道旁的高大樹木可能在冰雪的重壓下倒向線路，造成線路跳閘或是拉脫導線等。

1.4 強風對電網的影響

我國東南沿海地區每年遭遇了臺風的侵擾，電力設施常常被嚴重破壞，雖然在內陸中部臺風不易到達，但引起強風天氣也時有發生。強風天氣時，電網的輸電線路轉角、耐張桿塔上的跳線以及變電站在構架上的設備引流線跳線，可能因強風的吹刮而搖晃，原本弧垂過大或固定不夠牢固的跳線，在強臺風作用下易發生偏向.使其與桿塔、橫擔或構架的電氣距離不足，產生放電。另外，強風天氣時避雷器、隔離開關、互感器等變電設備，由于線火靠單螺栓來緊固或螺栓缺少相關防松措施且引線較長，設備線夾固定螺母在長時間的強風吹刮中容易松脫，對附近一定范圍內的構件或設備放電。

2 面對極端天氣如何強化電網建設

2.1 不斷創新防災減災技術

隨著電網技術的不斷創新發展，在極端天氣面前，電力工作者們也在不斷進行防災減災技術的嘗試，不斷應用先進、可靠的高新技術和產品來提高電網的災害自我防御能力，隨著智能電網的發展，在重要的線路桿塔上安裝更加智能且能夠采集監測點的氣象數據的傳感器，風速、風向、溫度等數據通過移動網絡GSM或 CDMA實時傳送到數據中。

2.2 電網規劃建設時提高設計標準

隨著全球氣候變化的急劇發展，每年各地極端天氣發生頻率越來越高，持續時間也越來越長。因極端天氣對電網的損毀越來越嚴重，對于供電企業來說，在易發生極端天氣的區域提高設計標準十分必要。如在我省西部地區，山區多見，這些地區易發生寒凍覆冰、強降雨時發生泥石流等等，這些地區地形差異大，電網輸電線路設計時在高差、檔距變化范圍較大的區域應增設耐張桿，而同樣條件下的直線桿處，也應增設拉線，防止因強風或強降雨引發的倒桿甚至大范圍倒桿，將可能發生的災害損失減至最小，降低搶修、恢復線路難度。同時可適當提高桿塔、導線、拉線、橫擔使用等級和規格，增加砼桿、拉線角度及坑深，必要時加裝撐腳、連板等。在易發生極端天氣區域，應加大設計鐵塔的安全強度，避免在強風或者寒凍覆冰太大線路或塔桿不堪重負導致倒塌。此外，在強降雨時易發生洪澇的區域或是易發生強風天氣的區域均應提高電網設計標準，目前的變電所雖已按50年一遇的防洪標準設計，但在重要的樞紐變電站應按百年一遇的防洪標準設計。在輸電線路鐵塔防強風設計上，面對近年來頻發的強風天氣，也應提高鐵塔抗風標準，設計風速可考慮50年的重現周期。

2.3 加強極端天氣仿真系統的開發

極端天氣仿真系統的開發利用，有利于通過計算機系統模型分析各種極端天氣對電力設施的造成的損害，得出各種條件下電力線路、設備的故障概率，以便較好地評估極端天氣對于電網的影響，為制定預防和搶修提供數據支持。國家科技支撐計劃“中國主要極端天氣氣候事件及重大氣象災害監測、檢測和預測關鍵技術研究”項目，已通過針對中國干旱、洪澇、高溫熱浪、低溫、臺風等五種極端天氣氣候事件開展科技攻關，深入研究近百年來中國極端天氣氣候事件的發生規律，以及全球變暖背景下極端天氣氣候事件發生頻率、強度變化的成因和形成機理，進一步完善極端天氣氣候事件監測網絡體系，為中國各級政府和各行業應對氣象災害的決策、災害風險評估和科學管理提供及時、準確的科技支撐和服務保障，但在電網運用中還需不斷研究與創新。電網極端天氣仿真系統，需通過預先采集氣象、自然災害數據、地形和環境等數據，及歷史災后電力設施的故障數據，存入系統數據庫，在進行極端天氣模擬。近年來，湖北省電力公司正不斷完善電網極端天氣區劃圖智能繪制系統的建設，在電網防災減災中意義重大，在未來會進一步普及應用并完善。

2.4 加強電網信息化建設

完善信息化的極端天氣災害應急機制，保持信息渠道的通暢，能在極端天氣引發的災害中發揮應急功能。隨著全球氣候變化的加劇，各地均出現天氣變化無常，在發生強對流、臺風或強降雨等天氣時，通過多渠道、穩定的信息系統，并與當地政府指揮部、氣象等相關部門加強溝通。通過應急響應平臺及時獲取相關部門實時提供的風力、降雨量、溫度預報和實際風力、降雨量、溫度等報告，及時傳遞災情，根據預警等級，制定搶修方案、組織實施，并合理調整電網運行方式。

3 結束語

為了保障安全可靠用電和電網的安全穩定運行，在極端天氣即將發生時，全省電力單位將會在省公司電力調度控制中心精心準備下嚴密部署防災減災措施，合理安排運行方式和開機方式，充分挖潛調動電網供電能力，確保主網架及重要輸電通道的可靠運行和電力持續穩定供給。另外，強化電網實時調控，加強重要斷面和設備監視，及時調整電網潮流，投退無功設備，嚴控斷面潮流和中樞點電壓，嚴防設備超能力運行。第三，督促各運維單位切實加強發、輸、變電設備的維護，強化水電外送通道和重載斷面的特巡、特維，確保設備可靠運行。此外，針對薄弱環節制定周密的調度處置預案，并強化預控措施的落實，確保事故發生時預案能落地有效。

參考文獻

[1]黃俊杰，等.電網極端天氣區劃圖智能繪制系統的建設[J].電網與清潔能源，2014（05）.

[2]吳向東，張國威.冰雪災害對電網的影響及防范措施[J].供用電，2009（01）.

作者簡介：榮幸（1987，04-），男，本科學歷，助理工程師，現主要從事電力工程項目規劃評審工作。