南方電網公司科技防冰抗冰系列報道之監測篇:從被動到主動

信息來源:南方電網報  發布時間:2022-02-22

  工作人員安裝耐張塔導線覆冰監測裝置(資料圖片)

  覆冰監測系統開發應用歷程

 

  2月20日晚,南方電網公司應急指揮中心,張厚榮緊盯著電腦屏幕,反復將監測到的110千伏南先線的實時圖片放大、縮小?!斑@是廣東片區覆冰比較嚴重的線路,今天已經融冰了?!睆埡駱s是南方電網公司生產技術中心的一名技術人員,他當晚正在開展北京冬奧會閉幕式保供電應急值班,“今天主要關注的就是兩條線路,一條是桂山乙線,一條就是南先線?!?/p>

  在南方電網公司自主研發的覆冰監測系統上,輕點鼠標,就可以清晰地看到遠在千里之外的輸電線路鐵塔、導線實時覆冰情況、周邊溫度、濕度,早已不是什么稀奇事了。自2009年覆冰監測技術首次應用,到統一技術規范、建立數據模型,實現“網省兩級部署、網省地三級應用”,再到2016年結合冰區分布圖統一監測布點,歷經數年實踐探索、應用改良,南方電網公司已構建了一套成熟的“在線監測為主,人工觀冰為輔”覆冰感知體系,為防冰抗冰“運籌帷幄之中,決勝千里之外”提供精準“情報”,防冰監測感知能力達到國際領先水平,實現防冰抗冰工作從被動到主動的華麗轉身。

  建系統

  數年修煉打造觀冰“千里眼”

  在廣西電力科學研究院生產監控指揮中心,技術人員唐捷正通過南方電網覆冰監測預警系統,遠距離在線監測冰區輸電線路冰情。這套系統,也在近年來被譽為觀冰“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;現在,一線人員可以把更多的精力投入到搶修復電中去了?!碧平萁榻B說,廣西電網188套覆冰監測終端分布在桂林、河池、柳州、賀州、百色5個地區的中冰區、重冰區和特殊地理位置的輸電線路桿塔上,可實時、連續獲取線路的即時氣溫、覆冰厚度、導線最大拉力等詳細情況。

  這套系統的研發,始于2008年冰災之后的痛定思痛。當時,電網企業對覆冰的觀測僅限于人工觀冰,惡劣環境下人工作業量大、安全風險高,同時難以持續掌握冰情的發展趨勢,防冰抗冰陷入“被動”局面。

  如何全面、及時、準確掌握線路覆冰情況,下好“先手棋”?長期專注于覆冰監測系統開發應用的南網科研院生產技術支持中心副主任工程師李昊說,當時首先要解決的問題,就是如何選擇覆冰監測技術路線。就拿計算方法來說,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劣。

  經過反復論證,南方電網公司技術團隊通過對不同技術方案的比選,最終選擇了基于稱重法原理的覆冰監測技術路線。2009年底,南方電網公司第一套覆冰監測系統在貴州投入試運行,邁出了全面建設覆冰監測體系的第一步。

  2012年底,南方電網公司基本實現了覆冰監測系統的“網省兩級部署、網省地三級應用”,也就是說,在南網總部、省級電網公司、地市供電局三個層級的相關人員,都可以隨時利用這套系統,實時掌握線路覆冰情況。

  貴州電網公司生技部副總經理虢韜表示:“有了覆冰監測系統,無論何時何地,我們都可以第一時間掌握線路冰情,及時做好融除冰計劃,人工觀冰的工作量也大幅減輕,面對冰災心里就有底氣了?!?/p>

  四統一

  構建具有南網特色的覆冰監測體系

  覆冰系統建立初期,覆冰監測裝置在線率較低,只有30%左右,嚴重影響了覆冰監測可靠性。同時,由于覆冰計算模型、數據傳輸方式等方面未統一,制約了覆冰監測的整體效果。對此,南方電網公司針對監測技術各環節進行了標準化工作,全面推進覆冰監測體系建設。

  “概括起來,就是四個統一,即統一覆冰監測系統技術規范、統一入網檢測、統一數據分析、統一監測布點?!崩铌槐硎?,通過技術標準化系列工作,確保了監測數據的統一管理和應用,為進一步推進覆冰在線監測技術發展打下了基礎。

  南方電網公司不斷深入覆冰計算模型研究,優化直線塔覆冰計算模型,并在耐張塔導線覆冰計算模型方面有了巨大的突破,成功研發了可工程應用的耐張塔導線覆冰計算模型,解決了張塔導線覆冰厚度的監測問題,使覆冰監測技術實用性更強。

  2013年,南方科研院建立了國內首個覆冰監測裝置檢測實驗室,制定了以效能、成本和風險三大維度裝置運行質量評價體系,定期對裝置運行情況進行綜合評價,并針對覆冰監測裝置開展常態化入網檢測和運行抽檢。近年來,南方電網公司覆冰監測裝置數量在不斷增加的情況下,裝置運行質量也持續走高,可用率一直保持在99%以上,有效保障了監測可靠性。

  “西南地區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,因此覆冰監測的布點非常關鍵,需布置在覆冰最嚴重的塔位才有效果?!惫旧疾恐鞴芾畛杀硎?,覆冰監測裝置的科學布點,也是覆冰監測技術的關鍵。近年來,南方電網公司滾動繪制修編了30年一遇、50年一遇、100年一遇相對應的南方電網冰區分布圖,為更加科學有效的開展覆冰監測裝置的布點提供了依據,重點在冰區分界點、抗冰薄弱點加密布點,公司覆冰監測整體有效性穩步提升。

  再出發

  開展重點項目攻關 進一步提升覆冰感知能力

  目前,南方電網公司覆冰監測預警系統接入覆冰監測裝置1130套,實現了中重冰區重要線路和西電東送主網架753條輸電線路冰情的實時監測,有效支撐了“在線監測為主,人工觀冰為輔”的覆冰感知體系的構建,在防冰抗冰工作中發揮的作用不容小覷。

  今年春節期間,連續多輪冷空氣給南方區域帶來持續低溫雨雪冰凍天氣。以覆冰監測系統的核心數據為支撐,南方電網公司提前發布預警,要求預警范圍內各單位開展24小時覆冰監測值班,及時根據覆冰監測冰情開展融除冰措施,實現公司主網設備“零跳閘、零受損”。

  為進一步完善覆冰感知體系,南方電網公司大力推動覆冰預測技術研究,組織貴州電網公司、南網科研院聯合攻關,結合精確氣象數值預報、大數據融合和深度學習等前沿技術,實現了未來3天重點線路覆冰的準確預測,為精準開展融除冰提供有力的技術支撐。同時,通過研發AI覆冰監測裝置,提高了攝像頭在冰凍雨雪天氣下的觀測可靠性。

  接下來,南方電網公司將對覆冰中長期預測、微地形覆冰機理、配網和變電站覆冰監測等技術難題開展重點項目攻關,進一步完善覆冰監測預警系統,研發自動觀冰站,穩步提升公司覆冰感知能力。

  南網傳媒全媒體記者 黃勇華 通訊員 陳欽榮

  圖片提供:南網科研院南方電網防災減災中心

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