智能电网气象防灾减灾预警系统v0.9

智能电网气象防灾减灾预警系统

一、概述

中国是一个灾害多发的国家，在频繁发生的自然灾害中，气象灾害约占70%，每年都给国民经济带来巨大损失。电网的正常运行与气象条件息息相关，气象的变化对电网负荷高峰出现的时间及峰值等有明显的影响，而气象灾害更会影响到电网的安全运行。2008年1月我国南方低温雨雪冰冻灾害造成大范围电网瘫痪，直接经济损失1516亿元。据中国电力科学研究院近20年的统计结果显示，自然灾害己成为造成电网系统稳定破坏事故当中仅次于设备故障的第二大因素。

因此随着社会、经济的发展，了解本地区气象灾害的特征，分析对电力系统影响的工作势在必行，怎么样提高防灾减灾能力是摆在电力系统面前的一个迫切问题，这些工作做好必会有效地抵御和减轻气象灾害造成的损失，对防灾减灾有着重要意义。

应充分整合应用信息系统、计算机技术及通讯技术等高新技术，对气象灾害进行实时的监测预警评估，为电力相关专业部门提供及时、准确、可靠的信息，使防灾减灾有充分的科学预警依据，智能电网的气象防灾预警是智能电网建设和运行以及电力系统精细化管理平台的重要组成部分。

二、气象灾害对电力运行的影响

随着电力建设的快速发展，供电质量的可靠性指标要求日益提高，“提高供电可靠性，确保主网安全运行”是电网发展的根本要求。随着社会经济发展,气象灾害对电力生产的影响越来越明显，由于架空输电线路点多面广，变电站多数一次设备常年累月暴露于大自然中，一旦遇到气象灾害如：狂风暴雨、雷电、冰雪等来临时，电力系统安全运行就面临巨大考验，线路跳闸常有发生，严重影响着电力系统生产安全。下面就影响电力系统安全运行的主要天气情况做一简单介绍，以便于自然灾害的致灾原因和防范对策进行分析和探讨。

(一)热带气旋危害

热带气旋是影响我国沿海及部分内陆地区的主要灾害性天气系统之一。国家标准（ GB/T 19201 -2006 ）将我国预报责任区内的热带气旋划分为：热带低压（ tropical de-pression ， TD ）、热带风暴（ tropical storm ， TS ）、强热带风暴（ severe tropical storm ， STS ）、台风（ typhoon ， TY ）、强台风（ severe typhoon ， STY ）和超强台风（ super typhoon ， SUTY 或SuperTY ）等 6 个等级。

热带气旋对电网的影响主要有强风及暴雨两种方式，其中强风危害主要有：

1)线路倒杆（塔）断线。

2)导线风偏放电。线路中有大跨越、大档距、弧垂的导线，在强风作用下

产生较大风偏，使导与距离较近的建筑物、树木、其他交叉跨越的线等

因电气距离不足而造成放电。

3)线路杆塔上的跳线和变电站构架上的跳线风偏放电。

4)变电站设备引线线夹固定不牢脱落放电。

5)间接危害主要是强风造成线路及变电站以外的其他设备（物品）倒塌或

飞落，导致电力设备的故障。

暴雨的危害主要有：

1)造成线路杆塔倾倒。

2)暴雨侵害变电站电气设备绝缘，致使设备运行异常或故障，或造成二次

控制回路接地、短路故障，导致保护及开关误动。

3)暴雨引起的城市内涝造成水淹地下（或低洼地带）的配电网开关站、配

电室、电缆环网柜等，造成重要用户的长时间停电。

(二)微风危害

输电线路长期处于风速较低的环境，这种持续反复的振动可能造成杆塔螺栓连接松动和构件疲劳破坏。同时由于铁塔与导地线的振动耦合作用，挂点部位钢管构件的高频振动会与导线的高阶振动产生共振，影响导地线防振器的减振效果。水平或接近水平构件的高频振动也会对攀塔维护人员带来身体不适。

(三)雷电危害

特别是大范围的雷暴对高压输电线路和变压器等供电设备危害极大。其不利影响，可以分为机械的、热力的和电磁的影响。机械的影响主要的是各种建筑物

（例如电杆、烟囱和房屋等）的劈裂、倒塌；热力的影响主要是各种导线、避雷针有可能被雷电流熔化甚至蒸发；雷电对电力系统的电磁的影响，就是对绝缘物加以很高的冲击过电压，从而可能引起闪络或击穿现象，这个过电压是感应过电压（又叫感应雷或间接雷）或直击雷。一般的规律是：热而潮湿的区域要比冷而干燥的区域多雷暴；陆地上要比海上多雷暴；山坡上要比平原上多雷暴。

(四)冰雪灾危害

雪灾冻害造成的输电线路覆冰是造成重大事故的主要原因。当导线表面的覆冰超过导线自重及所覆冰重力产生的拉力将通过导线、绝缘子等传递给杆塔，杆塔又将拉力传给拉线，只要导线、绝缘子、杆塔、拉线等其中一个环节承受不住所受拉力，就将会出现倒塔(杆)和断线的事故。

积冰一般会造成电网机械性损伤，如杆塔倒塌、导线断线等，恢复时间长，难度大；电网经济损失严重，恢复重建投资巨大；恶劣天气有发生和发展过程，可以预测。

(五)雾霾污闪

雾霾天气易造成电网设备绝缘性降低，发生污闪、雾闪或导线覆冰，加之气温降低，用电负荷增大，对电网安全运行带来考验。

(六)寒潮危害

寒潮造成的电线积冰对电网造成的影响大得多，其特点是影响范围广。一般在初冬或冬末初春季节，寒潮降温天气产生的云中过冷却液态降水碰到地面物体后会直接冻结成冰，形成雨凇。寒潮引发的冻雨天气会造成使电线上积满雨凇，雨凇最大的危害是使供电线路中断，高压线高高的钢塔在下雪天时，可以会承受2－3倍的重量，但是如果有雨凇的话，可能会承受10－20倍的电线重量，电线或树枝上出现雨凇时，电线结冰后，遇冷收缩，加上风吹引起的震荡和雨凇重量的影响，能使电线和电话线不胜重荷而被压断，几公里以致几十公里的电线杆成排倾倒，造成输电、通讯中断，严重影响当地的工农业生产，历史上许多城市出现过高压线路因为雨凇而成排倒塌的情况。

另外寒潮来袭，还会加重电力部门的负荷，根据电力部门常年的经验，天越冷，电网负荷就会越大，并且增长幅度每年递增。

通过上述分析可以看出诸多气象条件对电力系统的运行安全及调度都会产