气象灾害下电力系统风险及应对措施

发表时间:2021/6/25   来源:《中国电业》2021年第7期   作者:陈祥飞
[导读] 对于大部分电力设备来说,通常所处的位置是曝露在外界
        陈祥飞
        上海电力大学
        摘要:对于大部分电力设备来说,通常所处的位置是曝露在外界,会面临着各种极端天气包括洪水,冰雪,冻雨,飓风以及地震等等。这些自然灾害不仅会引发电网线路跳闸、断电、通讯故障等,严重的话还可能引起电力输送路径的改变甚至破坏。这些问题的发生无疑会影响到电力系统的正常运行,阻碍供电的进行,因此,为了有效地解决极端现象事件对电力系统运行的过程中造成的重大影响就需要针对所存在的极端气象事件风险进行研究和分析。下面将针对气象灾害下电力系统风险进行研究和分析并提出应对措施。
        关键词:气象灾害;电力系统;风险;策略
        引言:随着社会的不断进步,各项基础设施正在不断完善,并向着更好的方向发展,电力系统也不例外。作为支撑人们日常生活进行的基础,电力系统的发展备受国家和人们的关注。近年来,由于极端气象事件导致的电力系统出现故障而影响了电力系统的正常运行的情况越来越多为了有效地避免由于极端天气导致的电力系统运行故障,需要针对气象事件对电网的风险进行综合的分析,找到应对风险的策略,确保电力系统能够正常的运行,保郑正常的供电。
        一、气象灾害
        1.1气象灾害概述
        气象灾害也就是原生灾害等一种,属于自然界中的自然灾害。对于这种灾害来说,这是自然界的灾害中发生最为频繁并且破坏和影响巨大的灾害,影响着人们的生命安全以及国家的经济建设和国防建设。我国是频繁发生自然灾害的国家之一,并且损失十分严重,每年都干旱,台风,暴雨等自然灾害的发生,使得我国国民经济受到严重冲击,而且虽然经济飞速发展起来,但面临的自然灾害也呈上升的趋势不断发展,严重的影响着当下的社会,稳定和经济的发展。
        1.2气象灾害的分布
        地球上最大的陆地群就是亚洲大陆,亚洲大陆所处的位置是太平洋的西边,北冰洋的南边,南临印度洋,因此,亚洲大陆横跨寒、温、热三带。由于所处的位置特点导致亚洲大陆具有气候类型,复杂多变,大陆性显著和季风气候典型的主要气候特征。也正是由于气候类型复杂多变,也使得亚洲各地区的国家面临着严重的气象灾害导致的电力系统风险。不同种类的灾害在不同的地区危险程度也不同,对于东亚和东南亚以及南亚地区来说,主要的电力系统风险为强降水引发的洪涝灾害和台风类得灾害,西亚和中亚地区面临的是极端温度的影响,导致的电力系统出现故障。
        1.3气候变化及其影响
        近年来,由于气候不断变暖,导致极端天气和重大灾害频繁发生,与过去的四十年相比,全球的自然灾害频率增长了三倍。并且观察近年来的数据发现洪水和气象事件的数量不断增加,相比之下,气候事件和地质灾害的变化趋势并不明显。根据联合国气候变化小组的研究结果显示,由于气温的上升给全球带来了极大的自然影响,表现最为明显的地区,就是亚太地区逐渐面临着降雨形式的改变,季风变化无常、洪灾以及热带气旋等自然灾害。
与其他洲相比,亚洲是最容易受到气温上升影响的地区。根据相关的资料显示,亚洲做遭受的自然灾害可能是非洲的四倍,并且比欧洲或是北美地区整整高出了25倍。亚洲地区在全球变暖这个大环境下,不得不面临着气温升高,气候变暖带来的洪涝、极端气温以及冰雪灾害等气象灾害。而这些灾害的发生无疑影响到了国家的电力系统,而电力系统的运行作为维持人们日常生活进行的基础,一旦运行出现故障就会引起一系列问题为了有效地降低由于极端天气造成的电力运行系统故障,就应该及时进行气象灾害的分析,找到应对措施,提高电力系统抵抗灾害的能力。
        二、气象灾害下电力系统面临的风险
        随着气候变暖,许多各种极端天气出现的频率越来越高,对电力行业造成了严重的影响,导致电力的生产传输和消费环节的正常进行受到阻碍,影响着电力系统的持续发展。
        2.1电力生产环节面临的风险
        随着社会的不断发展,以及经济的进步,我国进行电力生产的方式也越来越多,包括水电风电,核电、化石能源,光伏和储能等。由于自然灾害的不断频发,使得电力生产环节面临着巨大的风险。对于水力发电来说,降水量和温度的变化会直接影响着电力系统。

降水减少不仅会使得发电量减小还会引起水资源的竞争加剧,并且使得水力发电的系统灵活性下降。而降水过多的话也会导致水量超过库容,面临水坝受到破坏的影响。而强风天气的增多以及温度的上升会使得水分的蒸发加快,库容下降,发电量减小。
        2.2风力发电面临的风险
        对于风力发电来说,面临的主要气象灾害风险就是风速的变化和强风天气。风速的变化,必然会引起风力发电的风机选型无法及时确定,从而影响到风电的经济性和风力发电的开发力度。强风天气增多也会导致风力发电的利用率过高,长时间的负荷运转,可能会导风机停运。而强风天气减少会导致风力发电的时间,降低影响发电量和发电效果。
        2.3核电及化石能源发电风险
        极端天气的增多和温度等变化都会直接影响到核电发电的运行。极端天气的频发会影响到核电发电的安全性而温度的升高,也会使得冷却水的温度增加影响核电发电的机组运行强度。对于化石能源发电来说,温度的升高也会出现冷却水温度上升,导致机组运行强度下降的问题发生。温度升高还会使得空气的密度迅速下降,导致燃气机组的发电量降低。除此之外,影响化石能源发电的气象因素还包括降水量的减少。降水的减少,必然会引起水资源的竞争加剧,导致电厂冷却水用量迅速减少。
        2.4电力传输过程面临的风险
        影响电力传输过程的气象灾害,包括温度上升类型的灾害,以及导致降水增多的灾害和暴风天气等。温度上升,会使电力传输的设备运输量下降,使得系统的安全性降低增加消耗的能量。而降水增多,会导致发生洪水,泥石流等重大气象灾害,损坏电力传输的设备。暴风天气的增多也会使得设备出现受损。
        三、应对的总体策略
        3.1发展可再生资源
        根据全球的发展趋势来看,经济发展可再生能源已经在全球的范围内持续推进,减少化石能源的依赖已经成为了当下主要发展趋势。探索和发展可再生资源,可以有效地降低极端天气的发生。近年来,全球气候变暖所导致的冰冻干旱等极端天气造成了电力系统运行的极大阻碍。要想维持电网运行的安全,就要考虑全球变暖的影响。积极发展可再生资源帮助降低温室气体的排放,缓解全球变暖的问题,从一定程度上降低由于全球变暖导致的自然灾害的发生。
        3.2结合气象因素优化结构
        各个地区所处的地势条件不同,所面临的气象灾害风险也不同。因此,各个地区为了保证电网的顺利运行,就应该结合当地的气象因素,优化电源结构。首先应该保障能源的供应。在考虑时就应该将当地的自身资源与气候变化的趋势结合,充分发挥不同类型电源间的互补性的优势。其次,加强系统的灵活性。要想有效地利用可再生能源,就应该加强电力系统的灵活性,增加电力系统不仅可以有效地利用可再生能源还可以,有效地应对极端天气带来的灾害,使得电力系统安全弹性的发展。
        3.3加强区域间的电网互联互通
        亚洲的可再生能源分布广泛,但可再生能源富集的地区分布却并不广泛。例如,一些地区的可再生能源分布较少,因此在进行开发和利用时受到的限制也较多,而部分能源所处的地区可能自然条件较差,远离了经济增长中心。因此,为了防止气候灾害造成的可再生能源资源无法实现,有效地利用就应该加强区域间的电脑互联互通有效地应对极端天气带来的灾害,实现能源的合理运用。
        四、结束语
        综上所述,随着全球气候变暖带来的各种气象灾害,使得电力系统面临着较大的风险。为了有效地应对的埃及时进行气象灾害风险分析,加强电网互联互通,优化能源结构,在合理的应用能源的基础上,提升电力系统的抵抗灾害的能力。
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作者:陈祥飞?1993年出生?性别:女?汉族?籍贯:山东省莒南县??单位:上海电力大学?研究方向:工程管理。
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