無懼冰火雷電 預測防範超前——記國網湖南電力防災減災中心

湖南日報·華聲在線記者 彭雅惠 通訊員 武彥秀

4月,湖南入汛,雨水豐盈。4月19至21日,全省連降大雨,資江處於三大暴雨中心(梅城、郴州、瀏陽)之間,流域中下游地區洪災風險增高。“幸好降雨前已加大發電騰空了庫容。”柘溪水電站是資江干流防洪調峰的重要工程,其負責人表示,由於提前做了防範,水電站精確計算了放水比例,可保證防洪安全。

今年以來,這樣的“幸運”之事,我省已經歷多次。剛剛過去的清明節,全省山林先後發生19次火情,但每個火點都在初燃之際就被發現並迅速撲滅。

這些“幸運”,並非僥倖。其背後是國網湖南電力防災減災中心科技創新成果的運用。

4月中旬,記者走進位於長沙縣㮾梨鎮的國網湖南電力防災減災中心,探訪這個以防控自然災害為己任的國家重點實驗室,如何為人們安居樂業保駕護航。

攻克國際性難題

——電網再也無懼冰災、山火、雷擊

湖南是一個自然災害多發省份。冰凍、山火、雷擊、洪水、地質災害……幾乎每年都有天災導致省內居民用電不可靠、不安全。

2008年初發生的嚴重的冰凍天氣災害,對湖南在內的我國南方電網造成巨大損害:倒塔數以萬計,京廣鐵路一度停運,上億人口遭遇停電。

面對災難,國網湖南電力組建專門的科研團隊,向世界級難題——電網冰災防治宣戰!

國網湖南電力防災減災中心破殼而出,科研銜枚疾行:

為收集第一手冰情資料,科研團隊成員連續3個春節駐守在全省電網輸電線路易覆冰地區;

為了破解冰雪惡劣天氣下冰情監測設備無法正常工作的難題,科研人員在零攝氏度以下的低溫人工氣候室,先後完成了幾千次針對性試驗;

為攻克直流融冰難關,科研團隊對10多種融冰拓撲方案反覆論證,仿真計算報告長達1000多頁……

經過多年潛心研究,國網湖南電力防災減災中心開發出首套電網覆冰預報預警系統,突破了輸電線路覆冰自動監測技術,發明了系列高效直流融冰裝備。

該中心主持完成的“電網大範圍冰凍災害預防與治理關鍵技術及成套裝備”項目,一舉獲得2013年度國家科學技術進步一等獎!這一科技創新成果目前已運用到27省(市)電網,準確預測了近些年來全國61次電網覆冰過程。

山火,也是危及電網的一大災害。湖南電網一度因山火一天內跳閘20多條次。

“對遠距離高山上的電網杆塔附近火災,傳統消防設備、消防材料基本上是‘束手無策’;而且山林間輸電線路複雜,停電滅火還會危及電網整體安全運行。”國網湖南電力防災減災中心吳傳平解釋,防山火及帶電滅火長期以來都是全球技術難題。

救電網于山火,成為國網湖南電力防災減災中心啟動的第二個電網災害防治項目。

經過不斷攻關,該中心開發出首套輸電線路山火衛星監測預警系統,並陸續發明新型山火絕緣滅火劑,可1分鐘帶電撲滅百平方米山火;研製的山火帶電高揚程滅火裝置,將山地滅火揚程從100米提高到500米。

成功應對數千起大範圍電網山火災害後,“電網大範圍山火災害帶電防治關鍵技術”項目,榮獲2018年度國家技術發明二等獎。

國網湖南電力防災減災中心肩負起整個國家電網山火災害預測預警重任。湖南電網在山火高發的清明期間,已連續5年未發生一起220KV及以上線路山火跳閘事故。

作為電網防災減災“國家隊”,國網湖南電力防災減災中心始終保持“進擊狀態”,不斷規劃新的電網防災重大項目。近年,在電網水庫流域暴雨數值預報、防雷防冰閃絕緣子研發等新的世界性難題攻關上,都實現突破性進展,電網抗天災能力從防冰、防山火向防雷擊、防暴雨致水電調度失衡等更多領域擴展,災害防治範圍也由電網主網架向直接關係居民的配網不斷延伸。

科研成果服務社會

——從專注電網安全向注重全社會安全轉變

今年春節,新冠肺炎疫情襲來。防疫形勢最為嚴峻的時期恰逢春運高峰,同時也是低溫雨雪冰凍災害易發時段,公眾出行及防疫物資運輸安全令人擔憂。

“根據系統計算,1月26日至27日,廈蓉高速郴州段覆冰。”1月23日,國網湖南電力防災減災中心向湖南省應急廳、省交警總隊和省高速公路公司發佈了道路覆冰預測,輔助相關部門提前部署應急處理方案。

為提高災害預測、監測精細化水平,國網湖南電力防災減災中心大力建設超級計算機,實現了每秒630萬億次的數值計算,將電網災害預測網格由30千米細化至3千米,微地形區域細化至30米。

從2019年開始,該中心收集了湖南境內29條、共6730公里高速公路的道路座標信息,冰凍災害預防技術與超算平臺“雙劍合璧”,開發出精細到高速公路區段的結冰、覆雪預測模型,建立了高速公路結冰覆雪預測預警系統,可提前3天精細預測高速公路路面結冰情況。

藉助超算平臺的強大算力,國網湖南電力防災減災中心還分析了近15年全國100多萬個火點數據,得到了二十四節氣山火分佈規律表,並獲取人為活動對山火的影響規律,開發出山火災害風險預測與監測預警系統,可在全國範圍內預測未來3至7天山火風險,精度達90%以上。

2019年這套預測與監測系統上線運行,用於服務國家應急部、湖南省應急廳森林火災防治工作。迄今為止,已成功監測到四川木裡大火、湖北孝感森林火災、四川涼山大火等十餘起森林草原火災。

自2014年國網湖南電力防災減災中心正式掛牌後,先後承擔了35項國家科技支撐計劃、國家電網重大科研計劃項目,將對電網災害的預測、監測和防治擴展到了對災害的評估及應急處置方向,從專注電網安全向注重全社會安全轉變。

“人民電業為人民。”國網湖南電力董事長孟慶強介紹,國網湖南電力防災減災中心開創的暴雨衛星水汽同化定位預測技術,也投入社會服務領域,在我省資水、酉水等洪澇災害易發流域推廣應用,對保護流域周邊人民生命財產安全起著舉足輕重的作用。


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