杨庆
国网新疆电力有限公司吐鲁番供电公司 新疆 吐鲁番 838000
摘要：电网电力系统中大量线路等输变电设备都是长时间暴露在大气环境中的，运行安全性会对电力系统安全运行有着直接影响。长期运行经验表明，外部气象环境导致的输变电设备失效是影响电力系统安全的主要原因之一。在气候变化的大背景下，恶劣天气、极端气候事件的强度和发生频率有增强的趋势，如何应对气象灾害是电力系统亟需解决的关键问题之一，气象灾害预警、风险防控相关理论及技术已成为电气工程领域的长期研究热点。下面就对其进行分析。
关键词：电网系统；气象灾害；风险分析；预警方法
前言：因为当前人们对电力系统气象风险的认识还不够，基于静态、设备级的安全防护理论与技术还不能完全满足电力系统安全运行的需要，在线、动态风险辨识及防控手段是完善电力系统整体风险防控的重要手段。
1 输电线路主要面临的气象灾害
气象又被称为大气现象，是大气物理现象和物理过程的总称。天气则为某一时间和某一区域的大气状况，主要通过温度、湿度、气压、降水量、日照等基本的气象要求表现。气候是对某一地区气候要素的平均值、方差、极值概率进行长期情急的天气状况的综合表现。
气象灾害是大气环境对人类的生命财产和生产生活以及国防建设等造成直接或简洁的损害。气象灾害包括台风、暴雨、雷电、大风、冰雹、沙尘、龙卷风、冻雨、高温、低温、干旱、干热风、热浪、洪涝、积涝等灾害现象。通过电网的运行经验调查得知，影响输电线路和附属设施的主要气象灾害是：雷电、冰灾（冻雨）、风灾（台风、强风、飓风）、山火以及泥石流滑坡等地质灾害。
1.1 雷电
雷电是伴有雷声和闪电的强对流天气，通常与大风、强降水和冰雹等相伴发生。雷电作为一种自然灾害，它对人类的生命财产构成了一定的威胁，尤其是在电网运行中会产生重要的影响。雷电对电网的危害主要是直接击中（包括反击与绕击）、感应以及侵入等。雷击导致雷电过电压具有陡度高、幅值大的特点，对电网中的变压器和绝缘薄弱的设备产生巨大的危害性。雷电对户外架设的输电线路和变电站内的断路器以及隔离开关、互感器都产生威胁，甚至威胁到户内的电气设备使用，除了损害设备，它还可能伴随着跳闸、大面积断电的现象出现。
1.2 冰灾
导线覆冰是影响输电线路正常安全运行的主要气象灾害，尤其对高山地区的线路来说尤为关键。通常输电线路的覆冰会增大线路与杆塔的负荷，使得导线受风的面积增加，容易使输电线路诱发不稳定的驰振，导致跳头、扭动、冰闪跳闸等恶性事故出现，导致电网出现大范围的停电现象。中国近十几年的输电线路受到冰灾的影响，产生过几次重大的电网安全事故，比如2008年的冰灾是最为严重的一次，多年罕见持续的冻雨、冰雪天气，对南方的多个省区造成了重要的影响，对电网安全构成了极大的威胁。
1.3 风灾
全球多个地区的输电线路受到风灾的威胁，其对输电线路的破坏该表现在大风将输电杆塔损坏、对导线的状态造成振动风偏等影响。风灾包括飓风、台风和强风。在强风和飓风的影响下，导线在空中强烈的晃动，导致风偏放电、跳闸、断电等现象反复出现。台风对输电线路的破坏也是空前的，中国是受台风影响最为严重的地区之一，台灯对杆塔的强烈晃动且对杆塔放电，导致电网设施遭受严重直接的破坏，输电线路不能正常运行，影响人们的工作和生活。
1.4 山火
随着水电资源的不断开发，水电外送的通过会穿过丘陵等森林覆盖区域，这些区域的自然地理条件以及气候因素较为复杂，导致架空输电线路的故障。山火即森林火灾，它对输电线路的安全影响极大，会导致送电通道的多回线路出现同时跳闸的现象，导致大量的输电不能正常输出，影响用电的安全与稳定。
另外，山火烟雾也使闪路跳闸的成功率较低，等到火势得到控制、烟雾散开以后可以强送，使得线路被迫停运的时间比较长。
1.5 地质灾害
滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地震等地质灾害是影响我国户外输电线路运行安全的重要因素，严重还会导致大电网解列运行。尤其是地震灾害对输电线路和电网的影响，使多条输电线路跳闸，导致电力中断、电厂设备损坏停运等危害。
2 电网输电线路气象风险预警研究现状
2.1 灾害性天气预报预警现状
当前中国初步构建了报刊中尺度分析、临近预报（0~2h）、气象检测、短时预报（0~12h）、短期预报（0~72h）、中期预报（3~10d）和延伸期预报（10~30d）等无缝衔接的天气预报业务体系。当前天气预报产品的精细化程度越来越高，我国目前已经逐步开展了全国范围灾害性天气的实时监测，由单一的天气尺度分析到以天气尺度和中尺度分析相结合的综合分析转变。另外，气象要素的天气预报精细到了乡镇，格点产品时空分辨率可达3h和10km；开展了大风、冰雹、短时强降水等分类强对流天气短临、短期预报业务、
2.2 电网气象信息系统建设的现状
为了应对气象灾害，保护电网安全，电网公司展开了气象信息的接入与信息系统建设的工作，尤其是在2008年大范围的冰灾过后，国家电网工地与中国气象局联合下发了《关于进一步加强威胁电网安全灾害性天气预警和应对工作的通知》，2010年12越国家电网公司与中国气象局又签署了《关于提高电网气象防灾减灾能力的合作框架协议》，南方电网公司建设了“南方电网气象信息应用决策支持系统”，这些举措对于电力系统气象信息应用水平具有推动和提升的作用，有利于促进气象科学与电力技术的结合，推动气象服务向精细化预报和深度融入用户需求的方向调整。
3 建立完善的输电线路灾害风险的预警系统
输电线路的气象风险预警系统通过对气象信息的接收，然后在电子地图为核心的地理信息系统上进行多形式多角度的标记，并以全方位的方式进行展示，有利于对输电线路、杆塔、地理区域实施实时监测，对天气造成的线路故障进行风险的评估与研究，研究出量化的故障风险概率以及风险等级的预警信息。电网调度、维修作业、应急强求等需要风险预警系统提供决策的支持，加强电网应对恶劣气象条件的能力，提升电网安全运行的水平。
输电线路风险预警系统涵盖了气象信息、GIS信息等基础信息平台，其他各种风险评估与预警模型，在电力生产的各个环节实现相应的应用。在一般情况下输电线路气象风险预警主要涵盖设备地理信息与精细化气象信息。
输电线路的地理信息建设包括设备地理信息，主要涵盖杆塔的地理信息和基本的参数。如杆塔的类型、编号、经度、维度与海拔高度、安装位置、地质环境信息等。杆塔绝缘的子串型号、串数、绝缘子片数等。除此之外，精细化的气象信息有利于对气象灾害预警系统的建立提供分析数据。
结束语：
综上所述，输电线路的灾害风险对电网的稳定影响是空前的，气象灾害作为影响输电线路运行的主要威胁因素，需要加强对灾害的分析与预警。气象灾害的分析与预警，要采取相应的措施，严把灾害预测关卡，建立精细化的输电线路气象风险分析与预警理论体系，对气象灾害进行预测、对输电线路的状况进行监测，能够降低输电线路遭遇灾害风险带来的损失，及时的采取应急预警办法，保护电网的稳定安全运行。
参考文献：
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