2月20日晚，南方電網(wǎng)公司應(yīng)急指揮中心，張厚榮緊盯著電腦屏幕，反復(fù)將監(jiān)測到的110千伏南先線的實(shí)時圖片放大、縮小。“這是廣東片區(qū)覆冰比較嚴(yán)重的線路，今天已經(jīng)融冰了。”張厚榮是南方電網(wǎng)公司生產(chǎn)技術(shù)中心的一名技術(shù)人員，他當(dāng)晚正在開展北京冬奧會閉幕式保供電應(yīng)急值班，“今天主要關(guān)注的就是兩條線路，一條是桂山乙線，一條就是南先線。”
在南方電網(wǎng)公司自主研發(fā)的覆冰監(jiān)測系統(tǒng)上，輕點(diǎn)鼠標(biāo)，就可以清晰地看到遠(yuǎn)在千里之外的輸電線路鐵塔、導(dǎo)線實(shí)時覆冰情況、周邊溫度、濕度，早已不是什么稀奇事了。自2009年覆冰監(jiān)測技術(shù)首次應(yīng)用，到統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范、建立數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)省兩級部署、網(wǎng)省地三級應(yīng)用”，再到2016年結(jié)合冰區(qū)分布圖統(tǒng)一監(jiān)測布點(diǎn)，歷經(jīng)數(shù)年實(shí)踐探索、應(yīng)用改良，南方電網(wǎng)公司已構(gòu)建了一套成熟的“在線監(jiān)測為主，人工觀冰為輔”覆冰感知體系，為防冰抗冰“運(yùn)籌帷幄之中，決勝千里之外”提供精準(zhǔn)“情報”，防冰監(jiān)測感知能力達(dá)到國際領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)防冰抗冰工作從被動到主動的華麗轉(zhuǎn)身。
建系統(tǒng)
數(shù)年修煉打造觀冰“千里眼”
在廣西電力科學(xué)研究院生產(chǎn)監(jiān)控指揮中心，技術(shù)人員唐捷正通過南方電網(wǎng)覆冰監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，遠(yuǎn)距離在線監(jiān)測冰區(qū)輸電線路冰情。這套系統(tǒng)，也在近年來被譽(yù)為觀冰“千里眼”。
“觀冰效率提高的同時，也大大解放了人力資源。以前，靠的是人工觀冰，一組人員一天下來有時候只能看一條線路;現(xiàn)在，一線人員可以把更多的精力投入到搶修復(fù)電中去了。”唐捷介紹說，廣西電網(wǎng)188套覆冰監(jiān)測終端分布在桂林、河池、柳州、賀州、百色5個地區(qū)的中冰區(qū)、重冰區(qū)和特殊地理位置的輸電線路桿塔上，可實(shí)時、連續(xù)獲取線路的即時氣溫、覆冰厚度、導(dǎo)線最大拉力等詳細(xì)情況。
這套系統(tǒng)的研發(fā)，始于2008年冰災(zāi)之后的痛定思痛。當(dāng)時，電網(wǎng)企業(yè)對覆冰的觀測僅限于人工觀冰，惡劣環(huán)境下人工作業(yè)量大、安全風(fēng)險高，同時難以持續(xù)掌握冰情的發(fā)展趨勢，防冰抗冰陷入“被動”局面。
如何全面、及時、準(zhǔn)確掌握線路覆冰情況，下好“先手棋”?長期專注于覆冰監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的南網(wǎng)科研院生產(chǎn)技術(shù)支持中心副主任工程師李昊說，當(dāng)時首先要解決的問題，就是如何選擇覆冰監(jiān)測技術(shù)路線。就拿計(jì)算方法來說，就有圖像法、傾角法、稱重法等諸多方案，每一種方案都各有優(yōu)劣。
經(jīng)過反復(fù)論證，南方電網(wǎng)公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過對不同技術(shù)方案的比選，最終選擇了基于稱重法原理的覆冰監(jiān)測技術(shù)路線。2009年底，南方電網(wǎng)公司第一套覆冰監(jiān)測系統(tǒng)在貴州投入試運(yùn)行，邁出了全面建設(shè)覆冰監(jiān)測體系的第一步。
2012年底，南方電網(wǎng)公司基本實(shí)現(xiàn)了覆冰監(jiān)測系統(tǒng)的“網(wǎng)省兩級部署、網(wǎng)省地三級應(yīng)用”，也就是說，在南網(wǎng)總部、省級電網(wǎng)公司、地市供電局三個層級的相關(guān)人員，都可以隨時利用這套系統(tǒng)，實(shí)時掌握線路覆冰情況。
貴州電網(wǎng)公司生技部副總經(jīng)理虢韜表示：“有了覆冰監(jiān)測系統(tǒng)，無論何時何地，我們都可以第一時間掌握線路冰情，及時做好融除冰計(jì)劃，人工觀冰的工作量也大幅減輕，面對冰災(zāi)心里就有底氣了。”
四統(tǒng)一
構(gòu)建具有南網(wǎng)特色的覆冰監(jiān)測體系
覆冰系統(tǒng)建立初期，覆冰監(jiān)測裝置在線率較低，只有30%左右，嚴(yán)重影響了覆冰監(jiān)測可靠性。同時，由于覆冰計(jì)算模型、數(shù)據(jù)傳輸方式等方面未統(tǒng)一，制約了覆冰監(jiān)測的整體效果。對此，南方電網(wǎng)公司針對監(jiān)測技術(shù)各環(huán)節(jié)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化工作，全面推進(jìn)覆冰監(jiān)測體系建設(shè)。
“概括起來，就是四個統(tǒng)一，即統(tǒng)一覆冰監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范、統(tǒng)一入網(wǎng)檢測、統(tǒng)一數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)一監(jiān)測布點(diǎn)。”李昊表示，通過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化系列工作，確保了監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和應(yīng)用，為進(jìn)一步推進(jìn)覆冰在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展打下了基礎(chǔ)。
南方電網(wǎng)公司不斷深入覆冰計(jì)算模型研究，優(yōu)化直線塔覆冰計(jì)算模型，并在耐張塔導(dǎo)線覆冰計(jì)算模型方面有了巨大的突破，成功研發(fā)了可工程應(yīng)用的耐張塔導(dǎo)線覆冰計(jì)算模型，解決了張塔導(dǎo)線覆冰厚度的監(jiān)測問題，使覆冰監(jiān)測技術(shù)實(shí)用性更強(qiáng)。
2013年，南方科研院建立了國內(nèi)首個覆冰監(jiān)測裝置檢測實(shí)驗(yàn)室，制定了以效能、成本和風(fēng)險三大維度裝置運(yùn)行質(zhì)量評價體系，定期對裝置運(yùn)行情況進(jìn)行綜合評價，并針對覆冰監(jiān)測裝置開展常態(tài)化入網(wǎng)檢測和運(yùn)行抽檢。近年來，南方電網(wǎng)公司覆冰監(jiān)測裝置數(shù)量在不斷增加的情況下，裝置運(yùn)行質(zhì)量也持續(xù)走高，可用率一直保持在99%以上，有效保障了監(jiān)測可靠性。
“西南地區(qū)微地形微氣象特征明顯，幾公里的距離，輸電線路覆冰情況可能就天差地別，因此覆冰監(jiān)測的布點(diǎn)非常關(guān)鍵，需布置在覆冰最嚴(yán)重的塔位才有效果。”公司生技部主管李成表示，覆冰監(jiān)測裝置的科學(xué)布點(diǎn)，也是覆冰監(jiān)測技術(shù)的關(guān)鍵。近年來，南方電網(wǎng)公司滾動繪制修編了30年一遇、50年一遇、100年一遇相對應(yīng)的南方電網(wǎng)冰區(qū)分布圖，為更加科學(xué)有效的開展覆冰監(jiān)測裝置的布點(diǎn)提供了依據(jù)，重點(diǎn)在冰區(qū)分界點(diǎn)、抗冰薄弱點(diǎn)加密布點(diǎn)，公司覆冰監(jiān)測整體有效性穩(wěn)步提升。
再出發(fā)
開展重點(diǎn)項(xiàng)目攻關(guān) 進(jìn)一步提升覆冰感知能力
目前，南方電網(wǎng)公司覆冰監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)接入覆冰監(jiān)測裝置1130套，實(shí)現(xiàn)了中重冰區(qū)重要線路和西電東送主網(wǎng)架753條輸電線路冰情的實(shí)時監(jiān)測，有效支撐了“在線監(jiān)測為主，人工觀冰為輔”的覆冰感知體系的構(gòu)建，在防冰抗冰工作中發(fā)揮的作用不容小覷。
今年春節(jié)期間，連續(xù)多輪冷空氣給南方區(qū)域帶來持續(xù)低溫雨雪冰凍天氣。以覆冰監(jiān)測系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)為支撐，南方電網(wǎng)公司提前發(fā)布預(yù)警，要求預(yù)警范圍內(nèi)各單位開展24小時覆冰監(jiān)測值班，及時根據(jù)覆冰監(jiān)測冰情開展融除冰措施，實(shí)現(xiàn)公司主網(wǎng)設(shè)備“零跳閘、零受損”。
為進(jìn)一步完善覆冰感知體系，南方電網(wǎng)公司大力推動覆冰預(yù)測技術(shù)研究，組織貴州電網(wǎng)公司、南網(wǎng)科研院聯(lián)合攻關(guān)，結(jié)合精確氣象數(shù)值預(yù)報、大數(shù)據(jù)融合和深度學(xué)習(xí)等前沿技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了未來3天重點(diǎn)線路覆冰的準(zhǔn)確預(yù)測，為精準(zhǔn)開展融除冰提供有力的技術(shù)支撐。同時，通過研發(fā)AI覆冰監(jiān)測裝置，提高了攝像頭在冰凍雨雪天氣下的觀測可靠性。
接下來，南方電網(wǎng)公司將對覆冰中長期預(yù)測、微地形覆冰機(jī)理、配網(wǎng)和變電站覆冰監(jiān)測等技術(shù)難題開展重點(diǎn)項(xiàng)目攻關(guān)，進(jìn)一步完善覆冰監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，研發(fā)自動觀冰站，穩(wěn)步提升公司覆冰感知能力。（黃勇華、陳欽榮）
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