11月下旬，兩年來強度最大的一次寒潮天氣自北向南影響我國大部及浙江全境。浙江省位于東部沿海，冬季極端最低氣溫可達-2.2～-17.4攝氏度，中北部處于貴州-湖南-江西-浙江凍雨帶末端，易出現(xiàn)凍雨、覆冰災(zāi)害。2008年、2013年和2019年發(fā)生了3次較為嚴(yán)重的冰災(zāi)，輸電線路桿塔、導(dǎo)線覆冰過厚導(dǎo)致倒塔、桿塔受損、斷線，引發(fā)電力供應(yīng)中斷，造成了較為嚴(yán)重的損失。面對覆冰災(zāi)害，電網(wǎng)抗冰在預(yù)警手段、監(jiān)測手段、覆冰干預(yù)方面存在諸多挑戰(zhàn)。

一是預(yù)警手段不足，難以準(zhǔn)確預(yù)警電網(wǎng)覆冰厚度。浙江電網(wǎng)輸電線路猶如血管脈絡(luò)分布于全省，輸電大動脈往往建設(shè)于人煙稀少的山區(qū)，氣象部門監(jiān)測點位較少。當(dāng)寒潮來臨，依據(jù)氣象部門監(jiān)測數(shù)據(jù)推算的覆冰厚度存在偏差。

二是監(jiān)測手段不足，難以快速實現(xiàn)線路覆冰態(tài)勢感知。覆冰多發(fā)生于高海拔山區(qū)。冬季覆冰時道路結(jié)冰，電網(wǎng)公司人員需要冒著極大的危險開展線路巡視。然而覆冰時常伴隨大霧，巡視人員難以看清線路、鐵塔覆冰情況。同時視頻、圖像監(jiān)測裝置鏡頭被冰雪覆蓋，影響遠程巡視開展。此外觀測冰厚無法反映線路斷線風(fēng)險，以上因素導(dǎo)致了線路覆冰狀態(tài)無法準(zhǔn)確快速獲取。

圖1 國網(wǎng)紹興供電公司輸電運檢黨支部紅船黨員服務(wù)隊現(xiàn)場巡視

三是地線覆冰干預(yù)能力不足，難以及時阻斷覆冰增長。前期省內(nèi)已具備220千伏及以上線路導(dǎo)線融冰能力，但是線路地線存在接地設(shè)計，無法應(yīng)用傳統(tǒng)手段開展融冰。由于沒有負荷電流的加熱作用，其覆冰厚度較導(dǎo)線更厚，易引發(fā)地線斷線、塔頭受損故障。

為解決上述難題，近年來國網(wǎng)浙江電力在覆冰預(yù)測模型、覆冰狀態(tài)感知、地線融冰三個方面開展了針對性工作。

加強輸電線路冰情預(yù)測。通過電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)構(gòu)建覆冰模型，提升線路覆冰厚度預(yù)測精準(zhǔn)程度。將沿電網(wǎng)線路布置的分布式氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)用于輸電線路覆冰厚度預(yù)測，更能反映實際線路桿塔氣象與微地形環(huán)境，提升了電網(wǎng)覆冰厚度預(yù)測精度。

圖2 國網(wǎng)浙江電科院開展覆冰預(yù)警

準(zhǔn)確感知覆冰狀態(tài)。采用拉力及自加熱圖像手段開展組合監(jiān)測，實現(xiàn)惡劣天氣下線路與桿塔承受能力實時感知。采用在導(dǎo)線上安裝帶鏡頭加熱功能的圖像監(jiān)測設(shè)備，確保能夠在低溫環(huán)境中實現(xiàn)裝置附近導(dǎo)線覆冰的觀測。采用拉力監(jiān)測裝置配合線路空間角度的感知獲得線路覆冰厚度，實現(xiàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)受損風(fēng)險判斷。

圖3 霧天覆冰監(jiān)測效果

主動開展線路融冰。通過架空地線改造實現(xiàn)輸電線路主動融冰，持續(xù)實施易覆冰區(qū)段線路的地線絕緣化改造，結(jié)合固定式融冰裝置或移動融冰車，利用導(dǎo)地線串聯(lián)實現(xiàn)地線、導(dǎo)線的聯(lián)合融冰。2021年12月，國網(wǎng)浙江電力開展了國內(nèi)首次超高壓架空線路導(dǎo)地線聯(lián)合融冰演練。

圖4 地線融冰示意

上述三方面工作逐步增強了浙江電網(wǎng)的抗冰能力，2008年、2013年、2019年三次冰災(zāi)，省內(nèi)主網(wǎng)架線路跳閘次數(shù)從59條次降低至24條次、8條次，2022年1月至2月，浙江全省范圍遭受了持續(xù)性的低溫雨雪天氣，湖州、杭州、紹興、寧波、麗水均出現(xiàn)了嚴(yán)重覆冰，在不利氣象條件下浙江電網(wǎng)實現(xiàn)主網(wǎng)架線路0跳閘，切實保障了全省電力供應(yīng)。

目前基于拉力的覆冰監(jiān)測裝置、具備加熱功能的圖像監(jiān)測裝置已廣泛應(yīng)用于浙江省內(nèi)輸電線路。地線融冰技術(shù)正在向更高電壓等級擴展，后續(xù)將應(yīng)用于特高壓直流線路。

浙江電網(wǎng)抗冰能力的提升，有力保障了全省電能供應(yīng)，為全省社會經(jīng)濟發(fā)展注入源源不斷的動力，也為全省電網(wǎng)應(yīng)對本次寒潮影響提供堅實保障。此外寒潮天氣時常發(fā)生在春節(jié)假期，電網(wǎng)抗冰能力的提升也保障了人民能夠安享和諧的假期。

未來，國網(wǎng)浙江電力將在覆冰圖像監(jiān)測的智能化、更高電壓等級的地線融冰技術(shù)研發(fā)等方面進一步開展技術(shù)創(chuàng)新，持續(xù)提升線路覆冰監(jiān)測智能化水平和工作效率，提升地線融冰的覆蓋面和工作效率，為電網(wǎng)迎峰度冬保駕護航。