以特高壓為主干網架的大區域電網,是我國電能跨區域輸送的通道,也是提高新能源并網率、實現清潔能源消納的核心載體,更是實現我國碳達峰碳中和戰略目標的重要保障。據相關統計數據顯示,由于大區域電網跨越地理氣候區復雜多變,因強降水、地質災害、風振、強雷暴、臺風、覆冰等極端條件造成60%以上的電網重大故障,嚴重影響經濟社會生產生活,威脅電網安全穩定運行。
近日,由中國電力科學研究院有限公司牽頭的國家重點研發計劃項目“極端條件下的大區域電網設施安全保障技術”順利通過項目綜合績效評價。歷時3年,15家優勢單位組成“產學研用”聯合攻關團隊,成功建立“成災機理—監測預警—風險評估—韌性提升—應急處置”的安全保障技術體系,為大區域電網安全穩定運行提供重要支撐。
“項目從電網極端氣象數值預報、山區輸電線路地質災害、大跨越導線微風振動、變電站(換流站)抗震、接地網雷擊暫態地電位升及其危害的抑制、安全保障平臺等六個方面開展研究,綜合利用理論分析、數值仿真、模擬實驗、現場實測等技術手段,系統解決強降雨、地質災害、風振、強地震、強雷暴、臺風、覆冰等極端條件下電網復雜巨系統設施的安全風險防控難題。”項目負責人中國電科院副總工程永鋒在接受采訪時表示,通過建立極端條件下大區域電網設施安全保障的理論體系、防護技術和安全保障平臺,顯著提升電網防災減災技術能力,提高電網安全穩定運行水平。
據了解,2018年,中國電力科學研究院聯合中國地質大學(武漢)、國網浙江省電力有限公司等14家單位,組成“產學研用”團隊,啟動國家重點研發計劃“公共安全風險防控與應急技術裝備”專項項目“極端條件下的大區域電網設施安全保障技術”,圍繞制約大區域電網設施安全穩定運行的共性關鍵技術進行聯合攻關。
據介紹,該項目從基礎理論層面,推動了電網設施成災機理研究。在硬件裝置方面,研制了具有完全自主知識產權的相關裝備,并在多個工程中實現了示范應用,顯著提升了電網設施韌性。在軟件平臺方面,研發了相關分析軟件和安全保障平臺,推動了電網防災技術由局域單風險應對向廣域多風險防控的轉變。
目前,項目成果已經在全國14個省28項工程中開展示范應用,并在2020年2月環渤海地區大范圍覆冰舞動、2020年6月四川大規模“泥石流—堰塞湖—滑坡群”重大災害、2021年“7·20”河南重大汛情等事件中,及時提供監測預警服務和應急處置支撐。
“我們既要面對500kV西堠門超大型大跨越工程(目前世界最高輸電塔 380m)防風振難題,還要克服塔上強風、晃動、恐高等物理和心理挑戰。”研發負責人中國電科院李丹煜博士提起扎根工程一線,最終建成世界最高輸電塔梯度風場實測系統,自豪滿滿。
據李丹煜介紹,項目組通過積累沿海區域線路風場及風振數據,支撐舟山大跨越工程微風振動風險評估和2019年“利奇馬”、2020年“黑格比”、2021年“煙花”等超強臺風及2021年江蘇“4·30”等強對流天氣的快速應對。
值得一提的是,2020年2月14日至16日,正值新冠疫情形勢嚴峻,一場大范圍雨雪冰凍天氣襲擊了我國環渤海地區,團隊成員將個人安危拋之腦后,堅持返崗值守,提前48小時成功預警了電網的大范圍舞動事件,支撐了運維部門的提前部署和科學應對,極大的降低災害影響。
危難之處顯身手。2020年6月18日,四川發生大規模“泥石流-堰塞湖-滑坡群”重大災害,嚴重威脅220kV丹金一二線多基桿塔的安全運行,研發骨干中國電科院趙斌濱博士“聞災即動”,帶領團隊第一時間從北京飛赴災害現場,采用“天-空-地”一體化立體監測,開展災害應急監測和風險持續評估,為線路應急處置和防治過渡提供了堅實支撐。
程永鋒表示,研發團隊將進一步深化各項研究成果,持續開展成災機理研究,不斷提升監測預警能力,穩步推進新型防護措施的工程應用,依據應用效果持續開展迭代升級,為大區域電網的安全穩定運行提供基礎支撐,為保障社會公共安全奠定堅實基礎。