中國儲能網(wǎng)訊：氣候變化已成為當(dāng)今全球各國共同面臨的重大挑戰(zhàn)之一。
第26屆聯(lián)合國氣候變化大會(huì)（COP26）于當(dāng)?shù)貢r(shí)間2021年11月13日在英國格拉斯哥閉幕，來自近200個(gè)國家的代表經(jīng)歷了多輪談判，最終達(dá)成《格拉斯哥氣候公約》。該公約旨在將全球變暖控制在1.5攝氏度以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)世界免遭災(zāi)難性氣候變化。
聯(lián)合國世界氣象組織（WMO）的一項(xiàng)新研究指出，氣候變化正在提升嚴(yán)重風(fēng)暴、洪水、干旱和極端高溫事件等極端天氣發(fā)生的頻率。而極端天氣變化跟能源行業(yè)甚為密切，尤其對電力安全運(yùn)行造成日益嚴(yán)峻的威脅和挑戰(zhàn)。
對電力行業(yè)來說，最慘痛的教訓(xùn)莫過于2008年的雪災(zāi)。2008年年初，安徽、江西、湖北、湖南、廣東、廣西等多省區(qū)均不同程度受到低溫、雨雪、冰凍災(zāi)害影響。多處電力線路發(fā)生冰閃跳閘、倒塔斷線的事故，電網(wǎng)設(shè)備受損嚴(yán)重，至少13個(gè)省區(qū)的電力系統(tǒng)運(yùn)行受到影響。電網(wǎng)承擔(dān)著電力的輸送功能，直接連接電廠與用戶，其安全是電力安全保障中至關(guān)重要的一環(huán)。面對極端自然災(zāi)害的襲擊，如何保證電網(wǎng)安全、盡量降低災(zāi)害可能造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響，是電網(wǎng)企業(yè)一直在努力思考和解決的問題。
2022年1月31日，農(nóng)歷除夕，一夜大雪過后梅花山等地勢高處的電網(wǎng)線路出現(xiàn)不同程度覆冰，南方電網(wǎng)六盤水供電局派出黨員突擊隊(duì)前往海拔2600多米的梅花山，對高壓輸電線路開展覆冰觀測等特巡特維。（李泵 攝）
2022年1月至2月期間，連續(xù)多輪冷空氣給貴州大部、云南東北部、廣東北部、廣西北部帶來持續(xù)低溫雨雪冰凍天氣，南方電網(wǎng)公司提前部署、積極應(yīng)對，全力做好防冰抗冰等應(yīng)急處置工作，實(shí)現(xiàn)公司主網(wǎng)設(shè)備“零跳閘、零受損”，保障了春節(jié)期間電力可靠供應(yīng)。近年來，南方電網(wǎng)公司從優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃、提升抗冰技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、提高電網(wǎng)抗冰應(yīng)急處置能力等方面開展了大量工作，直流融冰技術(shù)、覆冰監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、健全防冰抗冰技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、建設(shè)冰區(qū)城市保底電網(wǎng)等成為了南方電網(wǎng)公司抗冰保電的主要措施。
南方電網(wǎng)超高壓公司昆明局防冰特巡人員在昆柳龍直流157號塔觀測鐵塔覆冰情況、監(jiān)測現(xiàn)場風(fēng)速和溫濕度、測量模擬導(dǎo)線覆冰厚度。（楊兵 攝）
極端天氣發(fā)生頻率大幅上升
中國氣象局2021年8月4日發(fā)布的《中國氣候變化藍(lán)皮書（2021）》（下稱藍(lán)皮書）顯示，氣候系統(tǒng)的綜合觀測和多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)表明，氣候系統(tǒng)變暖仍在持續(xù)，極端天氣氣候事件風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步加劇。
極端天氣氣候事件一般指的是一定地區(qū)在一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的歷史上罕見的氣象事件，其發(fā)生概率通常小于5%或10%，總體可以分為極端高溫、極端低溫、極端干旱、極端降水等幾類，一般特點(diǎn)是發(fā)生概率小、社會(huì)影響大。
聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）第六次評估報(bào)告第一部分《氣候變化2021：自然科學(xué)基礎(chǔ)》單獨(dú)設(shè)立了“氣候變化中的極端天氣事件”一章，首次強(qiáng)調(diào)極端天氣事件是全球變暖的重要威脅，指出人類活動(dòng)引起的氣候變化已經(jīng)影響了全球各個(gè)地區(qū)的極端天氣與氣候事件，未來任何的持續(xù)增暖都會(huì)引起愈加頻繁和嚴(yán)重的極端事件。報(bào)告顯示，1950年以來，極端降水在大部分有觀測資料的區(qū)域呈增加趨勢：“全球氣溫每上升1℃，大氣水汽增加約7%，從而導(dǎo)致極端降水增加?！?
許多研究都指出，氣候變化正在加速極端天氣事件的發(fā)生。eo于2021年3月專訪了中國國家氣候中心主任、黨委書記巢清塵。對于極端天氣的影響和氣候變化的趨勢，巢清塵認(rèn)為未來全球氣候總體呈變暖趨勢，中國高溫?zé)崂耸录赡芾^續(xù)增加，降水強(qiáng)度變化更為明顯。
藍(lán)皮書還顯示，2020年全球平均溫度較工業(yè)化前水平（1850至1900年平均值）高出1.2攝氏度，是有完整氣象觀測記錄以來的三個(gè)最暖年份之一。而全球變暖加劇了氣候系統(tǒng)的不穩(wěn)定性和水循環(huán)，使得大氣不穩(wěn)定性增強(qiáng)，降水效率提高，強(qiáng)降水更加顯著。
強(qiáng)降水之外，城市熱島效應(yīng)則使城市遭受更多更強(qiáng)的高溫?zé)崂送{：1980年以來，全球海洋熱浪的數(shù)量增加了近一倍。2020年，全球超過80%的海域發(fā)生了海洋熱浪事件，南北極海冰和冰蓋的持續(xù)消融明顯。高溫也帶來火災(zāi)等災(zāi)難。北極圈以北地區(qū)經(jīng)歷了最近18年以來最為活躍的野火。2021年8月，美國加利福尼亞州的森林大火持續(xù)燃燒，燒毀近1.5萬英畝土地……
巢清塵介紹，極端天氣的形成包括了幾個(gè)主要因素：一是氣候系統(tǒng)內(nèi)外部自然因素，包括大氣圈、水圈、冰凍圈、陸地圈的變化，以及太陽活動(dòng)、火山活動(dòng)等外部因子；二是人類活動(dòng)等非自然因素，包括化石燃料的燃燒、砍伐樹木、毀林等，城市化發(fā)展導(dǎo)致的土地利用變化也是一個(gè)重要的非自然因素?！艾F(xiàn)在有大量研究認(rèn)為，人類活動(dòng)引起的氣候變化是導(dǎo)致極端天氣頻發(fā)和強(qiáng)發(fā)的重要原因。短期的氣候變化顯然是自然因素起的作用更大，但從長期來看，人類活動(dòng)排放引起的影響，尤其是對溫度的升高，比如高溫?zé)崂说陌l(fā)生，對氣候的影響非常明顯?！彼诮邮躤o專訪時(shí)表示。
極端天氣給人類造成的損失越來越嚴(yán)重。美國國家海洋和大氣管理局發(fā)布的報(bào)告顯示，2021年以來極端天氣已導(dǎo)致美國超過500人喪生，造成的財(cái)產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施損失高達(dá)1048億美元，這項(xiàng)數(shù)據(jù)在2020年為1002億美元。而在中國，2000年以前極端天氣氣候?yàn)?zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失平均每年約1200億元，而2000年以后，平均每年達(dá)到了2900多億元，增加了1.4倍以上。
中國是全球氣候變化的敏感區(qū)和影響顯著區(qū)，升溫速率明顯高于同期全球平均水平，自然災(zāi)害形勢復(fù)雜嚴(yán)峻，極端天氣氣候事件多發(fā)。其中，自然災(zāi)害以洪澇、風(fēng)雹、干旱、臺風(fēng)、地震和地質(zhì)災(zāi)害為主，低溫冷凍和雪災(zāi)、沙塵暴、森林草原火災(zāi)與海洋災(zāi)害等也不同程度發(fā)生。
根據(jù)《2020年中國氣候公報(bào)》，2020年中國平均降水量較常年多10.3%，暴雨日數(shù)較常年多24.1%，全國共出現(xiàn)了37次區(qū)域性暴雨天氣，造成了大量經(jīng)濟(jì)損失。
在中國，2021年7月河南暴雨的極端性最為顯著。2021年7月20日，河南多地遭遇極端強(qiáng)降雨，造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，此次降水過程創(chuàng)下“全球大中城市小時(shí)雨強(qiáng)的最大紀(jì)錄”。中國之外的其他國家和地區(qū)也遭受著極端天氣帶來的災(zāi)害問題。在河南暴雨發(fā)生前一周左右，德國西部地區(qū)同樣遭受強(qiáng)降雨天氣侵襲，暴雨席卷德國全境，德國陷入洪災(zāi)。在更早一些的2月，寒冷風(fēng)暴席卷了大半個(gè)美國，氣候相對溫暖的得克薩斯州意外地成了寒潮的重災(zāi)區(qū)。極端天氣下得克薩斯州能源供應(yīng)系統(tǒng)幾乎停擺，最嚴(yán)重時(shí)超過400萬戶家庭受到停電影響，多人因寒潮殞命。
電網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)的積極探索
2021年2月，美國得克薩斯州遭遇了一場史無前例的冬季風(fēng)暴襲擊，極端寒冷天氣造成該州大面積停電、電價(jià)飆升，限電負(fù)荷超過2000萬千瓦，影響人口超過400萬人。此事件引發(fā)了社會(huì)各界的關(guān)注，不少網(wǎng)友提出中國電網(wǎng)在極端天氣下能否安全穩(wěn)定運(yùn)行的疑問，引發(fā)了一波“如果中國遇上得州寒潮，會(huì)不會(huì)‘悲劇’”的網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)討論。
回顧2008年，中國南方地區(qū)遭受了50年來最嚴(yán)重的冰雪凝凍災(zāi)害，一度致使南方多省市電網(wǎng)設(shè)施嚴(yán)重故障，多地電力供應(yīng)被迫中斷，復(fù)電過程十分艱難。
災(zāi)害過后，南方電網(wǎng)公司吸取極端寒冷天氣應(yīng)急處理的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，在電網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、電網(wǎng)運(yùn)行控制、抗災(zāi)預(yù)防體制等方面進(jìn)行全面提升，投入研發(fā)防冰有效、除冰迅速的科學(xué)技術(shù)手段，研制了世界領(lǐng)先的線路融冰裝置和融冰技術(shù)，積累了豐富的電網(wǎng)防冰抗冰生產(chǎn)調(diào)度運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并構(gòu)建體系化、常態(tài)化的防冰管理和應(yīng)急保障體系，電網(wǎng)應(yīng)對長時(shí)間、大范圍、高強(qiáng)度雨雪冰凍災(zāi)害的能力實(shí)現(xiàn)質(zhì)的提升。
南方電網(wǎng)公司供電面積100萬平方公里，廣袤的供區(qū)內(nèi)氣候不一，供電區(qū)域覆蓋廣東、廣西、云南、貴州、海南五省區(qū)，多為臺風(fēng)、洪水、雨雪凝凍等自然災(zāi)害高發(fā)區(qū)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，氣象災(zāi)害導(dǎo)致的故障占電網(wǎng)總故障數(shù)的60%以上。冬季，南方地區(qū)尤其是貴州和云南容易受到北極極地渦旋、西北太平洋副熱帶高壓、南支槽等天氣系統(tǒng)的影響，出現(xiàn)輸電線路覆冰災(zāi)害。夏季，臺風(fēng)成為影響電網(wǎng)安全運(yùn)行最主要的氣象災(zāi)害。近幾年拉尼娜、厄爾尼諾等事件經(jīng)常發(fā)生，氣候異常和極端天氣事件發(fā)生概率明顯提升，各類災(zāi)害對電網(wǎng)的影響范圍和程度進(jìn)一步加劇。
為應(yīng)對極端天氣等災(zāi)害對電網(wǎng)造成危害，南方電網(wǎng)公司近年來從電網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)方面進(jìn)行了積極探索。
“十三五”期間南方電網(wǎng)連續(xù)規(guī)劃建成永富、金中、魯西背靠背、滇西北直流、海南聯(lián)網(wǎng)二回、貴互聯(lián)通道、烏東德直流等7項(xiàng)重點(diǎn)工程，至2020年底，已形成8條交流、11條直流的跨省送電通道，西電東送總能力超5800萬千瓦。在常態(tài)化確保南方五省區(qū)安全可靠供電的同時(shí)，局部極端天氣條件下不同地區(qū)能夠相互提供緊急備用支援，切實(shí)提升極端天氣下供需大幅波動(dòng)時(shí)的應(yīng)急保障能力。
2015年強(qiáng)臺風(fēng)“彩虹”過后，南方電網(wǎng)在國內(nèi)首次提出保底電網(wǎng)概念，并納入“十三五”電網(wǎng)規(guī)劃研究。2017年4月印發(fā)28個(gè)重要城市保底電網(wǎng)專項(xiàng)規(guī)劃，鋪開保底電網(wǎng)建設(shè)。歷時(shí)四年，南方電網(wǎng)基本建成66個(gè)城市保底電網(wǎng)，覆蓋供電區(qū)域的所有地市，將最大程度保障極端天氣等災(zāi)害下重要城市的重要負(fù)荷和民生用電，全力保障城市核心區(qū)域和關(guān)鍵用戶不停電、少停電。
保底電網(wǎng)指的是針對嚴(yán)重自然災(zāi)害、外力破壞等極端情況，以提高城市核心區(qū)域和關(guān)鍵用戶供電安全、提高嚴(yán)重故障下的快速復(fù)電能力為目標(biāo)，選取城市重要站點(diǎn)、關(guān)鍵線路和抗災(zāi)保障電源進(jìn)行差異化建設(shè)所形成的最小規(guī)模網(wǎng)架，是保底負(fù)荷與抗災(zāi)保障電源基本平衡的城市電網(wǎng)，極端故障下保底電網(wǎng)可按局部電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行。
為了建成安全可靠的保底電網(wǎng)，南方電網(wǎng)公司在建設(shè)上選取了“因地制宜、分類施策；突出重點(diǎn)、差異建設(shè)”的科學(xué)實(shí)施方案。
其中，保底電網(wǎng)的差異化建設(shè)主要體現(xiàn)在沿海電纜化、戶內(nèi)化電網(wǎng)建設(shè)，沿海差異化標(biāo)準(zhǔn)的架空線路建設(shè)，沿海電網(wǎng)防風(fēng)加固改造，中重冰災(zāi)區(qū)融冰裝置配置，地區(qū)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)完善以及重要指揮機(jī)構(gòu)電網(wǎng)供電電源完善等六大方面。
針對不同城市的特點(diǎn)和各類嚴(yán)重自然災(zāi)害特征，南方電網(wǎng)結(jié)合城市建設(shè)發(fā)展客觀需求、重要負(fù)荷供電保障要求，優(yōu)化保底電網(wǎng)防災(zāi)保障策略：在沿海地區(qū)，南方電網(wǎng)結(jié)合了城市規(guī)劃發(fā)展和綜合管廊建設(shè)等需求，推進(jìn)保底線路的電纜化改造、保底變電站的戶內(nèi)化改造；在中重冰區(qū)，保底線路將配置融冰裝置，確保冰災(zāi)情況下保底電網(wǎng)“網(wǎng)架不垮”。保底電網(wǎng)要保的“底”，就是重要城市的重要負(fù)荷和民生用電的需求；做好面對極端災(zāi)害的準(zhǔn)備，努力爭取最好的結(jié)果，力爭城市核心區(qū)域和關(guān)鍵用戶不停電、少停電?！爱?dāng)遭遇嚴(yán)重自然災(zāi)害、外力破壞等極端情況時(shí)，保底電網(wǎng)具有更強(qiáng)的抵御能力，是城市電網(wǎng)防災(zāi)抗災(zāi)的生命線?！蹦戏诫娋W(wǎng)規(guī)劃部負(fù)責(zé)人表示。
“十四五”期間，南方電網(wǎng)公司將按照“強(qiáng)網(wǎng)架為主、融除冰為輔”的抗冰策略，計(jì)劃投入資金72億元，規(guī)劃防冰抗冰項(xiàng)目4543項(xiàng)，預(yù)計(jì)2025年全面建成冰區(qū)城市保底電網(wǎng)，最大程度保障在極端氣候條件下，不發(fā)生110千伏及以上重要線路倒塔，保障涉及民生的重要用戶及縣城安全供電，最大程度降低冰災(zāi)對電網(wǎng)安全和電力供應(yīng)的影響，全面提升極端狀態(tài)下重點(diǎn)地區(qū)、重要用戶的電力供應(yīng)保障能力。
高新科技重新定義搶險(xiǎn)救災(zāi)
在電網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)升級的基礎(chǔ)上，做好電網(wǎng)設(shè)施維護(hù)工作則如身體保養(yǎng)，需要日積月累的投入和與時(shí)俱進(jìn)的技術(shù)更新。
做好輸電線路冰害事故管理和預(yù)防，是提高電網(wǎng)抗擊自然災(zāi)害能力不可或缺的一部分。以貴州為例，其地處云貴高原東北側(cè)，冬季風(fēng)盛行時(shí)極易形成凝凍等氣象災(zāi)害，進(jìn)而引起輸電線路覆冰，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成了極大的威脅，而這里也為電網(wǎng)技術(shù)的試驗(yàn)和實(shí)踐提供了重要的場景。
在貴州省六盤水市梅花山地區(qū)，大霧彌漫的山間屹立著一座高200米的永固型氣象監(jiān)測塔，這是南方電網(wǎng)防冰減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——梅花山防冰減災(zāi)綜合技術(shù)應(yīng)用示范基地（下稱梅花山基地）。梅花山位于貴州地理的屋脊，平均海拔2515米，低溫雨雪冰凍天氣持續(xù)時(shí)間較長，對開展電網(wǎng)輸變電設(shè)備冰凍試驗(yàn)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。梅花山基地為南方電網(wǎng)公司在高海拔地區(qū)開展輸電線路自然覆冰形成機(jī)理及融冰機(jī)理、輸電線路防冰及融除冰技術(shù)等研究提供了第一手?jǐn)?shù)據(jù)?！霸谶@里，通過對不同類型、不同線徑的導(dǎo)線冬季覆冰情況進(jìn)行觀測，可以獲知覆冰過程，對覆冰后融除冰處理提供技術(shù)資料和數(shù)據(jù)，為做好南網(wǎng)區(qū)域內(nèi)的防冰工作提供科學(xué)支持?！泵坊ㄉ椒辣剡\(yùn)維專責(zé)張露松說。
有效應(yīng)對極端天氣，科技創(chuàng)新與發(fā)展是其中一個(gè)關(guān)鍵變量。
現(xiàn)在，直流融冰技術(shù)已經(jīng)成為電網(wǎng)抗冰的主要手段。南方電網(wǎng)公司共建成141套直流融冰裝置，220千伏及以上變電站融冰刀閘全覆蓋，可對1416條的110千伏及以上輸電線路開展高效直流融冰；隨著融冰技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，融冰小車、地線融冰自動(dòng)接線裝置、融冰故障監(jiān)測裝置、全橋MMC型直流融冰裝置等智能裝備陸續(xù)“破冰”問世，組團(tuán)加入抗冰融冰利器組合。
2021年10月中上旬，第17號臺風(fēng)“獅子山”和第18號臺風(fēng)“圓規(guī)”先后在海南省瓊海市登陸。兩個(gè)臺風(fēng)間隔時(shí)間不到5天，影響范圍高度重合，疊加效應(yīng)明顯，給電網(wǎng)安全運(yùn)行和電力可靠供應(yīng)帶來較大威脅。面對“雙臺風(fēng)”襲擊，南方電網(wǎng)公司超前發(fā)布臺風(fēng)預(yù)警，及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)，應(yīng)急機(jī)制高效運(yùn)轉(zhuǎn)，創(chuàng)造了近年來同級別臺風(fēng)造成影響最小、恢復(fù)最快的“戰(zhàn)績”。
在廣東電網(wǎng)清遠(yuǎn)新能源技術(shù)園區(qū)，南方電網(wǎng)廣東電網(wǎng)公司建有4座氣象衛(wèi)星接收站和超算服務(wù)器?！拔覀儸F(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)氣象遙感衛(wèi)星的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接收運(yùn)行，支持氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收、處理、分析等全流程作業(yè)。”廣東電網(wǎng)電力科學(xué)研究院設(shè)備與環(huán)境監(jiān)控評價(jià)所專責(zé)魏瑞增向記者介紹，基于多源氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)，目前廣東電網(wǎng)已實(shí)現(xiàn)將臺風(fēng)中心定位定強(qiáng)頻次縮短至30分鐘，且具備向全網(wǎng)五省區(qū)提供臺風(fēng)、山火、雷電等災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警服務(wù)的能力。
2020年7月，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是由中國自主建設(shè)運(yùn)行的重要空間基礎(chǔ)設(shè)施，自提供服務(wù)以來，北斗三號系統(tǒng)已在交通運(yùn)輸、農(nóng)林漁業(yè)、氣象測報(bào)、電力調(diào)度、災(zāi)害預(yù)警、救災(zāi)減災(zāi)、公共安全等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
而早在2017年，南方電網(wǎng)已開始探索北斗技術(shù)在電網(wǎng)的應(yīng)用，并將成果試點(diǎn)應(yīng)用于電力運(yùn)檢、智慧安監(jiān)、災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域。截至目前，廣東全省126座北斗基準(zhǔn)站安裝調(diào)試完成，該系統(tǒng)在面對“人不能近、人不能及、人不能為”的復(fù)雜搶險(xiǎn)環(huán)境時(shí)，可為無人機(jī)等各類終端提供分米級、厘米級甚至毫米級的定位服務(wù)。
這126座基準(zhǔn)站作為南方電網(wǎng)公司北斗位置服務(wù)與通信管理系統(tǒng)的一部分，為整個(gè)南方電網(wǎng)的高精度位置服務(wù)提供支撐。
“超強(qiáng)臺風(fēng)來臨有可能導(dǎo)致大規(guī)模斷網(wǎng)斷電的情形，前線的應(yīng)急搶修工作很容易陷于被動(dòng)。為了應(yīng)對上述情況，我們在北斗系統(tǒng)上開發(fā)了相應(yīng)的短報(bào)文通信管理功能模塊，可在臺風(fēng)等自然災(zāi)害的應(yīng)急搶修過程中實(shí)現(xiàn)人員的安全定位和無網(wǎng)絡(luò)通信?！蔽喝鹪稣f，搶修時(shí)若出現(xiàn)無通信網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，搶修人員可以通過天上的北斗衛(wèi)星實(shí)時(shí)回傳定位坐標(biāo)，還能實(shí)現(xiàn)短報(bào)文通信，保障現(xiàn)場勘災(zāi)和搶修作業(yè)情況的可知可控。
廣東省地處多雨帶，強(qiáng)降雨會(huì)給變電站和輸電線路帶來嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)，還可能存在地基沉降、滑坡、水浸等風(fēng)險(xiǎn)。北斗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測到變電站和輸電桿塔地基的毫米級位移變化，對沉降風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全天候預(yù)警?！氨倍芳夹g(shù)賦能提升了防汛監(jiān)測預(yù)警的精準(zhǔn)度、勘災(zāi)搶險(xiǎn)的時(shí)效性，更大程度保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，可以說現(xiàn)代高科技正重新定義新時(shí)代搶險(xiǎn)救災(zāi)。”廣東電網(wǎng)公司安全監(jiān)管部應(yīng)急協(xié)調(diào)科經(jīng)理申原說。
從被動(dòng)防御到主動(dòng)防御
歷經(jīng)多年防災(zāi)抗災(zāi)淬煉，南方電網(wǎng)公司轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)防災(zāi)抗災(zāi)理念，從“被動(dòng)防御”到“主動(dòng)防御”，圍繞“三體系、一機(jī)制”應(yīng)急體系（應(yīng)急組織體系、應(yīng)急預(yù)案體系、應(yīng)急保障體系，應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制），建立具有鮮明特色的“平時(shí)預(yù)、災(zāi)前防、災(zāi)中守、災(zāi)后搶、事后評”五個(gè)階段的高效應(yīng)急機(jī)制，在充分利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)及氣象公共資源的基礎(chǔ)上，建設(shè)生產(chǎn)監(jiān)控指揮系統(tǒng)災(zāi)害監(jiān)測模塊，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)災(zāi)害精細(xì)化監(jiān)測預(yù)警、災(zāi)害精準(zhǔn)評估、決策支持等功能，使防災(zāi)抗災(zāi)救災(zāi)能力大幅提升。
以2021年10月抗擊雙臺風(fēng)災(zāi)害為例，南方電網(wǎng)公司在臺風(fēng)生成并確定初步路徑后就對臺風(fēng)防御工作進(jìn)行部署、檢查和再協(xié)調(diào)、再強(qiáng)化，相關(guān)單位立即進(jìn)入戰(zhàn)斗狀態(tài)。在新一代南方電網(wǎng)氣象信息應(yīng)用決策支持系統(tǒng)上，工作人員對第17號臺風(fēng)“獅子山”和第18號臺風(fēng)“圓規(guī)”的位置、強(qiáng)度、路徑、風(fēng)圈及可能對電網(wǎng)造成的影響預(yù)測等信息掌握充分，并在臺風(fēng)登陸之前向可能受到影響的相關(guān)單位同步發(fā)布預(yù)警和啟動(dòng)響應(yīng)，按照預(yù)案落實(shí)各項(xiàng)防范措施。同時(shí)派出督導(dǎo)組前往臺風(fēng)預(yù)測登陸地區(qū)檢查指導(dǎo)防御、搶修復(fù)電準(zhǔn)備等工作，“有備而戰(zhàn)”，迎接臺風(fēng)。
數(shù)據(jù)顯示，在相同等級臺風(fēng)情況下，南方電網(wǎng)近年在線路跳閘、用戶影響、設(shè)備受損等方面影響呈大幅降低趨勢。與2012年臺風(fēng)“啟德”、2015年臺風(fēng)“蓮花”等同級臺風(fēng)相比，2021年10月中上旬的雙臺風(fēng)期間，南方電網(wǎng)10千伏及以上線路跳閘逐次分別遞減了21%、49%，用戶影響逐次分別遞減了7.1%、48.2%，中低壓桿塔設(shè)備受損逐次分別遞減53.8%、90%。
中國電力事業(yè)起步比西方國家晚了80年，經(jīng)過幾代電力人的不懈努力和奮斗，中國現(xiàn)已建成世界上規(guī)模最大的全國互聯(lián)電網(wǎng)。與此同時(shí)，行業(yè)也認(rèn)識到，電力系統(tǒng)運(yùn)行特性的相對復(fù)雜性也加大了安全運(yùn)行的難度和挑戰(zhàn)。
南方電網(wǎng)科學(xué)研究院標(biāo)準(zhǔn)化與技術(shù)情報(bào)研究所所長涂亮指出：“南方電網(wǎng)公司近年來不斷完善保底電網(wǎng)建設(shè)，完善城市大面積停電應(yīng)急機(jī)制、建成‘1+3’應(yīng)急基地群，同時(shí)推動(dòng)優(yōu)化保底電源布局，推動(dòng)燃?xì)?、電煤等能源資源應(yīng)急儲備布局，積極推動(dòng)深化保底電力系統(tǒng)建設(shè)?！彼硎荆袊娋W(wǎng)企業(yè)在認(rèn)真踐行總體國家安全觀和能源安全新戰(zhàn)略的基礎(chǔ)上，逐步形成了能源整體安全理念，統(tǒng)籌推進(jìn)電源電網(wǎng)布局優(yōu)化，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各行業(yè)及居民生產(chǎn)生活用能需求，在能源生產(chǎn)受限、需求飆升等極端條件下，千方百計(jì)保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、協(xié)調(diào)發(fā)電用煤用氣等一次能源供應(yīng)。
中國人民大學(xué)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)院助理教授郭伯威接受eo采訪時(shí)表示，電力體系高度市場化國家的電力供給受價(jià)格導(dǎo)向影響很大，這在一定程度上增加了公共風(fēng)險(xiǎn)?！拔覈鴩衅髽I(yè)會(huì)在維護(hù)公共安全的前提下實(shí)現(xiàn)利益最大化。因此，一旦有極端天氣引起的災(zāi)害發(fā)生，電網(wǎng)公司可以將電力資源調(diào)配至受災(zāi)區(qū)域，優(yōu)先保障民眾生命及財(cái)產(chǎn)安全?！惫治?。
立足國家能源安全保障，南方電網(wǎng)公司從規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行維護(hù)、應(yīng)急處置等環(huán)節(jié)不斷提高和更新應(yīng)對措施，提升電力系統(tǒng)在極端天氣下的安全運(yùn)行和應(yīng)急保障能力。2021年春，南方地區(qū)遭遇強(qiáng)寒潮，南方電網(wǎng)提前部署，密切與國家相關(guān)部委、地方政府、電源企業(yè)和負(fù)荷中心聯(lián)系，超前應(yīng)對供電偏緊形勢，向內(nèi)挖潛、協(xié)調(diào)各方，從供給側(cè)和需求側(cè)有力實(shí)施保障舉措，全網(wǎng)未發(fā)生一起強(qiáng)制錯(cuò)峰事件，確保了南方五省區(qū)安全可靠供電。
新型電力系統(tǒng)需要精準(zhǔn)氣象分析
如前文所述，人類活動(dòng)等非自然因素是極端天氣頻發(fā)和強(qiáng)發(fā)的重要原因。能源利用作為重要的人類活動(dòng)，也正為應(yīng)對氣候變化做出相應(yīng)改變。
2021年10月27日，國務(wù)院新聞辦公室發(fā)表了《中國應(yīng)對氣候變化的政策與行動(dòng)》白皮書，指出中國正實(shí)施積極應(yīng)對氣候變化國家戰(zhàn)略，包括不斷提高應(yīng)對氣候變化力度、堅(jiān)定走綠色低碳發(fā)展道路、加大溫室氣體排放控制力度、充分發(fā)揮市場機(jī)制作用、增強(qiáng)適應(yīng)氣候變化能力、持續(xù)提升應(yīng)對氣候變化支撐水平。
“南方電網(wǎng)正加快建設(shè)承載新型電力系統(tǒng)的數(shù)字電網(wǎng)，著力打造原創(chuàng)技術(shù)策源地，大力推動(dòng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展，持續(xù)提升電力供應(yīng)能力和服務(wù)水平。”2021年10月28日，南方電網(wǎng)公司董事長孟振平在博鰲新型電力系統(tǒng)國際論壇致辭中表示，“十四五”期間，南方電網(wǎng)將推動(dòng)廣東、廣西、云南、貴州、海南等南方五省區(qū)新增新能源裝機(jī)1億千瓦以上，到2025年非化石能源裝機(jī)占比超過60%、電量占比達(dá)到55%。
數(shù)據(jù)顯示，在南方五省區(qū)，南方電網(wǎng)可再生能源利用率已達(dá)99%以上。依托西電東送工程消納大規(guī)模清潔水電，非化石能源裝機(jī)和電量占比高于全球和全國平均水平。未來，南方電網(wǎng)將全力支撐區(qū)內(nèi)新能源加快發(fā)展，同時(shí)積極引入?yún)^(qū)外清潔電力，2030年前爭取新增受入2000萬千瓦區(qū)外電力，新增區(qū)外送電100%為清潔能源。
新能源已逐漸成為電力系統(tǒng)的主力能源，但其波動(dòng)性、間歇性強(qiáng)，大規(guī)模并網(wǎng)將給電網(wǎng)運(yùn)行帶來巨大挑戰(zhàn)，構(gòu)建“源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動(dòng)”的新型電力系統(tǒng)是大勢所趨。
2021年3月15日，習(xí)近平總書記在中央財(cái)經(jīng)委第九次會(huì)議上，提出構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，明確了新型電力系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)中的基礎(chǔ)地位，為能源電力發(fā)展指明了科學(xué)方向、提供了根本遵循。南方電網(wǎng)公司表示，將在“十四五”期間全面建設(shè)安全、可靠、綠色、高效、智能的現(xiàn)代化電網(wǎng)，以數(shù)字化、智能化手段推動(dòng)傳統(tǒng)電網(wǎng)改造升級，增強(qiáng)電網(wǎng)對高比例新能源的接納、調(diào)控和優(yōu)化配置能力，以數(shù)字電網(wǎng)推動(dòng)構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
一方面，氣候變化影響著電力系統(tǒng)的升級轉(zhuǎn)型；另一方面，電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型也愈發(fā)依賴精準(zhǔn)的氣象分析。目前，氣象預(yù)測已經(jīng)在電網(wǎng)氣象災(zāi)害預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測、水力發(fā)電預(yù)測及電網(wǎng)設(shè)備防災(zāi)減災(zāi)等方面發(fā)揮越來越重要的作用。
精準(zhǔn)的氣象預(yù)測是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的有效手段之一，可以提前預(yù)知極端天氣的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，評估災(zāi)害對電力系統(tǒng)的影響程度，提前做好防災(zāi)準(zhǔn)備及電力調(diào)度規(guī)劃，如對發(fā)電設(shè)備進(jìn)行提前加固、提前關(guān)閉發(fā)電機(jī)組等措施，進(jìn)而有效減少電力企業(yè)的損失，防止大面積停電的風(fēng)險(xiǎn)。
而隨著新能源發(fā)電的大力發(fā)展，氣象預(yù)測所扮演的角色越來越重要。
“相比傳統(tǒng)電源，風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電更容易受到大風(fēng)、低溫、暴雨、雷害等極端天氣的影響，極端氣象災(zāi)害可導(dǎo)致風(fēng)光等新能源出力銳減、發(fā)電設(shè)施破壞，具有長時(shí)間大面積停電的風(fēng)險(xiǎn)?！蹦戏诫娋W(wǎng)公司生產(chǎn)技術(shù)支持中心高級技術(shù)專家李銳海指出。
構(gòu)建精準(zhǔn)化電力氣象預(yù)報(bào)分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同時(shí)空氣象資源分析基礎(chǔ)上的可再生能源規(guī)劃布局，可以有效提升新能源發(fā)電功率的預(yù)測水平以及抵御極端氣象災(zāi)害的能力。
珠海桂山海上風(fēng)電示范項(xiàng)目，是廣東省首個(gè)開工建設(shè)并投入運(yùn)營的海上風(fēng)電場。（林強(qiáng) 攝）
據(jù)eo了解，南方電網(wǎng)于2021年10月制定并印發(fā)了《中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)氣象業(yè)務(wù)管理辦法》，致力于加強(qiáng)全網(wǎng)氣象業(yè)務(wù)管理，提高電網(wǎng)氣象監(jiān)測預(yù)測能力，全力消納清潔能源，做好電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行和防災(zāi)減災(zāi)工作，確保電網(wǎng)安全和電力可靠供應(yīng)。
針對極端天氣頻發(fā)對可再生能源的穩(wěn)定性影響更甚的情況，南網(wǎng)總調(diào)水電及新能源處經(jīng)理李崇浩在接受eo采訪時(shí)說道：“南方電網(wǎng)將充分整合氣象、電力、IT多行業(yè)專業(yè)技術(shù)力量，開展氣象數(shù)值預(yù)報(bào)及新能源功率預(yù)測能力建設(shè)及新能源調(diào)度運(yùn)行領(lǐng)域技術(shù)攻關(guān)，提升風(fēng)電、光伏等發(fā)電預(yù)測準(zhǔn)確性，持續(xù)提高新能源可觀可測可控水平?！贬槍ε_風(fēng)、寒潮等極端天氣下的新能源出力波動(dòng)，李崇浩表示南網(wǎng)總調(diào)將科學(xué)動(dòng)態(tài)優(yōu)化水、火、核、蓄等各類電源發(fā)電安排，平抑新能源出力，最大限度減少其隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性對電網(wǎng)安全和電力可靠供應(yīng)的不利影響，并積極推動(dòng)火電機(jī)組靈活性改造、新能源配置儲能相關(guān)政策實(shí)施，深入研究源網(wǎng)荷儲一體化及風(fēng)光水火儲多能互補(bǔ)調(diào)度機(jī)制與技術(shù)應(yīng)用，充分發(fā)揮包括電化學(xué)儲能在內(nèi)的電力調(diào)節(jié)手段，應(yīng)對大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電不確定性影響。
隨著高比例可再生能源接入電網(wǎng)，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，是能源行業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。涂亮表示，未來中國應(yīng)深入評估可能發(fā)生的極端氣候條件，全面研究電力系統(tǒng)在極端氣候條件下供給側(cè)、需求側(cè)等面臨的挑戰(zhàn)和存在問題?！熬唧w來看，應(yīng)該推進(jìn)氣象超算中心和全網(wǎng)氣象數(shù)據(jù)信息中心建設(shè)，提高極端氣象監(jiān)測預(yù)警能力?！?
巢清塵也表示，能源行業(yè)要形成大范圍區(qū)域間互聯(lián)互動(dòng)調(diào)度工作，強(qiáng)化與氣象監(jiān)測預(yù)警預(yù)報(bào)服務(wù)的緊密對接，以提供相應(yīng)的應(yīng)急調(diào)度和保障。
據(jù)了解，南方電網(wǎng)目前已與五省區(qū)各級氣象部門建立了初步合作，在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)形勢下，將與氣象部門開展深度合作，著重提升電網(wǎng)氣象監(jiān)測預(yù)測能力。南網(wǎng)總調(diào)水電及新能源處氣象業(yè)務(wù)主管王凌梓在接受采訪時(shí)提到：“未來，南方電網(wǎng)與氣象部門的合作方向主要包括深化電力和氣象資源的共享應(yīng)用、深化電力氣象技術(shù)服務(wù)機(jī)制，以及深化跨專業(yè)科技研究幾個(gè)方面?！?
南方電網(wǎng)公司期望與氣象部門建立更緊密的數(shù)據(jù)交互模式，擴(kuò)大氣象信息共享范圍，提高在電力設(shè)施附近的氣象監(jiān)測預(yù)測水平，讓氣象數(shù)據(jù)結(jié)合電網(wǎng)生產(chǎn)實(shí)際深度應(yīng)用，滿足更加專業(yè)化、精細(xì)化、準(zhǔn)確率高的多時(shí)空尺度電網(wǎng)運(yùn)行、防災(zāi)減災(zāi)需求，并共同開展能源、氣象跨專業(yè)科技研究，建立電力與氣象行業(yè)交流與融合平臺，加快能源氣象跨專業(yè)復(fù)合人才培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)電力氣象行業(yè)的深度融合與雙贏發(fā)展。據(jù)了解，南方電網(wǎng)已建成行業(yè)內(nèi)首個(gè)云超算平臺，并正在與氣象部門合作，建設(shè)全網(wǎng)精細(xì)化數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)，建成投入應(yīng)用后，能為全網(wǎng)提供高分辨率網(wǎng)格化氣象預(yù)報(bào)，支撐負(fù)荷預(yù)測、新能源預(yù)測、來水預(yù)測，并可為后續(xù)更小時(shí)空尺度的災(zāi)害預(yù)報(bào)提供技術(shù)支撐。
