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“数字观冰”助电网从容应对冰雪来袭

2022年2月25日   来源:时代讯网

 

 

 

今年的冬天格外冷。1月至2月,连续多轮冷空气来袭,给贵州大部、云南东北部、广东北部、广西北部带来持续低温雨雪冰冻天气,部分地区电网线路甚至出现覆冰现象。

 

研发融冰装置、构建覆冰感知体系……借力高科技,南方电网公司在全网开展了119次融除冰工作,实现了主网设备“零跳闸、零受损”,全力保障电力可靠供应。

 

            从“被动防冰”到“主动防冰”

 

雨雪冰冻天气是电网安全运行的大敌,它会引起电网覆冰,导致电网大面积停电、限电。最为严重的是2008年春节前后,我国南方发生特大冰雪凝冻灾害,冰雪天气使19个省区遭到了半个世纪以来最大的自然灾害,其中电力系统受损尤为严重。

 

这次特大冰雪凝冻灾害后,我国电力行业着力研究电网融冰技术。南方电网公司率先研制出大电流可调节晶闸管换流器、国内首套晶闸管可控电流源直流融冰装置和世界最大容量(225兆瓦)12脉动融冰装置,逐步攻克了架空地线和OPGW光缆融冰技术难题,实现了导线、地线及OPGW光缆的全面融冰。

 

“目前,我们的固定式直流融冰装置通过不断改进,可适用于110千伏至500千伏输电线路融冰,能够在1小时内有效融化350公里长、500千伏交流线路上10厘米厚的覆冰。”据贵州电网公司生产技术部副总经理虢韬介绍,经过十余年的发展,当年饱受冰灾肆虐的贵州电网现已拥有108套融冰设备和620个覆冰在线监测终端,形成了直流融冰保主网、方式融冰保县城、交流融冰保乡镇、人工除冰保村寨的“三级四保”融除冰体系,融冰范围覆盖贵州99%的220千伏及以上主网架线路。

 

如今,站在南方电网指挥中心的大厅中,融冰操作远程一键顺控和融冰全过程监控都可随时调度,电网从“被动防冰”到“主动防冰”的有效转变一屏可达。

 

直流融冰技术也已成为电网抗冰的主要手段。以南方电网公司为例,其共建成141套直流融冰装置,220千伏及以上变电站融冰刀闸全覆盖,可对1416条的110千伏及以上输电线路开展高效直流融冰;随着融冰技术和通信技术的发展,融冰小车、地线融冰自动接线装置、融冰故障监测装置、全桥MMC型直流融冰装置等智能装备陆续“破冰”问世,组团加入抗冰融冰利器组合。

 

            从“人工观冰”到“数字观冰”

 

李文涛是500千伏黎平变电站站长,他所负责的变电站地处黔东南,是南方5省区覆冰最为严重的区域之一。让他最为自豪的是,黎平变电站近年来融冰成功率近乎百分之百。

 

“在线观测系统功不可没。”他说,“我们早在2012年就对施黎双回和黎桂双回的光缆、地线全绝缘化改造,使得黎平变电站两侧线路具备导地线、光缆融冰功能,并在光缆、导线、地线上加装了覆冰在线监测装置,告别了人工观冰的历史,实现了数字观冰。”

 

从“人工观冰”到“数字观冰”,背后离不开技术加持。电网防冰抗冰首要面对的是覆冰“感知”问题。南方电网公司逐步构建了一套“在线监测为主,人工观冰为辅”的覆冰感知体系,建成了“网省两级部署、网省地三级应用”覆冰监测预警系统,接入覆冰监测装置1130套,实现了中重冰区重要线路和西电东送主网架753条输电线路冰情的实时监测。同时,大力推动覆冰预测技术研究,结合精确气象数值预报、大数据融合和深度学习等前沿技术,实现了未来3天重点线路覆冰的准确预测,为精准开展融除冰提供有力的技术支撑。

 

输电线路覆冰监测和预测技术仍在快速发展。南方电网科学研究院自主研发的等值覆冰厚度计算模型,在网省两级主站部署应用,确保了覆冰监测的准确性;新研发的AI覆冰监测终端,进一步提高了摄像头在冰冻雨雪天气下的观测可靠性;探索直升机、无人机观冰技术应用,让观冰的效率和准确性稳步提升。

 

为加快推动电网防灾抗灾从被动应对向主动防御转变,南方电网公司系统总结了2008年以来的防冰抗冰工作经验,健全防冰抗冰技术标准体系,将220千伏、110千伏、35千伏新建线路设防标准提高至50年一遇,不断优化融冰启动条件,确保在历史最严重冰灾条件下,不发生110千伏及以上重要线路倒塔。

 

“十四五”期间,南方电网公司将按照“强网架为主、融除冰为辅”的抗冰策略,计划投入资金72亿元,规划防冰抗冰项目4543项,预计2025年全面建成冰区城市保底电网。

 

 

 

(来源:科技日报)