今年的冬天格外冷。1月至2月，連續(xù)多輪冷空氣來襲，給貴州大部、云南東北部、廣東北部、廣西北部帶來持續(xù)低溫雨雪冰凍天氣，部分地區(qū)電網(wǎng)線路甚至出現(xiàn)覆冰現(xiàn)象。

研發(fā)融冰裝置、構(gòu)建覆冰感知體系……借力高科技，南方電網(wǎng)公司在全網(wǎng)開展了119次融除冰工作，實(shí)現(xiàn)了主網(wǎng)設(shè)備“零跳閘、零受損”，全力保障電力可靠供應(yīng)。

從“被動(dòng)防冰”到“主動(dòng)防冰”

雨雪冰凍天氣是電網(wǎng)安全運(yùn)行的大敵，它會引起電網(wǎng)覆冰，導(dǎo)致電網(wǎng)大面積停電、限電。最為嚴(yán)重的是2008年春節(jié)前后，我國南方發(fā)生特大冰雪凝凍災(zāi)害，冰雪天氣使19個(gè)省區(qū)遭到了半個(gè)世紀(jì)以來最大的自然災(zāi)害，其中電力系統(tǒng)受損尤為嚴(yán)重。

這次特大冰雪凝凍災(zāi)害后，我國電力行業(yè)著力研究電網(wǎng)融冰技術(shù)。南方電網(wǎng)公司率先研制出大電流可調(diào)節(jié)晶閘管換流器、國內(nèi)首套晶閘管可控電流源直流融冰裝置和世界最大容量(225兆瓦)12脈動(dòng)融冰裝置，逐步攻克了架空地線和OPGW光纜融冰技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)線、地線及OPGW光纜的全面融冰。

“目前，我們的固定式直流融冰裝置通過不斷改進(jìn)，可適用于110千伏至500千伏輸電線路融冰，能夠在1小時(shí)內(nèi)有效融化350公里長、500千伏交流線路上10厘米厚的覆冰。”據(jù)貴州電網(wǎng)公司生產(chǎn)技術(shù)部副總經(jīng)理虢韜介紹，經(jīng)過十余年的發(fā)展，當(dāng)年飽受冰災(zāi)肆虐的貴州電網(wǎng)現(xiàn)已擁有108套融冰設(shè)備和620個(gè)覆冰在線監(jiān)測終端，形成了直流融冰保主網(wǎng)、方式融冰保縣城、交流融冰保鄉(xiāng)鎮(zhèn)、人工除冰保村寨的“三級四保”融除冰體系，融冰范圍覆蓋貴州99%的220千伏及以上主網(wǎng)架線路。

如今，站在南方電網(wǎng)指揮中心的大廳中，融冰操作遠(yuǎn)程一鍵順控和融冰全過程監(jiān)控都可隨時(shí)調(diào)度，電網(wǎng)從“被動(dòng)防冰”到“主動(dòng)防冰”的有效轉(zhuǎn)變一屏可達(dá)。

直流融冰技術(shù)也已成為電網(wǎng)抗冰的主要手段。以南方電網(wǎng)公司為例，其共建成141套直流融冰裝置，220千伏及以上變電站融冰刀閘全覆蓋，可對1416條的110千伏及以上輸電線路開展高效直流融冰;隨著融冰技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，融冰小車、地線融冰自動(dòng)接線裝置、融冰故障監(jiān)測裝置、全橋MMC型直流融冰裝置等智能裝備陸續(xù)“破冰”問世，組團(tuán)加入抗冰融冰利器組合。

從“人工觀冰”到“數(shù)字觀冰”

李文濤是500千伏黎平變電站站長，他所負(fù)責(zé)的變電站地處黔東南，是南方5省區(qū)覆冰最為嚴(yán)重的區(qū)域之一。讓他最為自豪的是，黎平變電站近年來融冰成功率近乎百分之百。

“在線觀測系統(tǒng)功不可沒。”他說，“我們早在2012年就對施黎雙回和黎桂雙回的光纜、地線全絕緣化改造，使得黎平變電站兩側(cè)線路具備導(dǎo)地線、光纜融冰功能，并在光纜、導(dǎo)線、地線上加裝了覆冰在線監(jiān)測裝置，告別了人工觀冰的歷史，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字觀冰。”

從“人工觀冰”到“數(shù)字觀冰”，背后離不開技術(shù)加持。電網(wǎng)防冰抗冰首要面對的是覆冰“感知”問題。南方電網(wǎng)公司逐步構(gòu)建了一套“在線監(jiān)測為主，人工觀冰為輔”的覆冰感知體系，建成了“網(wǎng)省兩級部署、網(wǎng)省地三級應(yīng)用”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(shí)監(jiān)測。同時(shí)，大力推動(dòng)覆冰預(yù)測技術(shù)研究，結(jié)合精確氣象數(shù)值預(yù)報(bào)、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。

輸電線路覆冰監(jiān)測和預(yù)測技術(shù)仍在快速發(fā)展。南方電網(wǎng)科學(xué)研究院自主研發(fā)的等值覆冰厚度計(jì)算模型，在網(wǎng)省兩級主站部署應(yīng)用，確保了覆冰監(jiān)測的準(zhǔn)確性;新研發(fā)的AI覆冰監(jiān)測終端，進(jìn)一步提高了攝像頭在冰凍雨雪天氣下的觀測可靠性;探索直升機(jī)、無人機(jī)觀冰技術(shù)應(yīng)用，讓觀冰的效率和準(zhǔn)確性穩(wěn)步提升。

為加快推動(dòng)電網(wǎng)防災(zāi)抗災(zāi)從被動(dòng)應(yīng)對向主動(dòng)防御轉(zhuǎn)變，南方電網(wǎng)公司系統(tǒng)總結(jié)了2008年以來的防冰抗冰工作經(jīng)驗(yàn)，健全防冰抗冰技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，將220千伏、110千伏、35千伏新建線路設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)提高至50年一遇，不斷優(yōu)化融冰啟動(dòng)條件，確保在歷史最嚴(yán)重冰災(zāi)條件下，不發(fā)生110千伏及以上重要線路倒塔。

“十四五”期間，南方電網(wǎng)公司將按照“強(qiáng)網(wǎng)架為主、融除冰為輔”的抗冰策略，計(jì)劃投入資金72億元，規(guī)劃防冰抗冰項(xiàng)目4543項(xiàng)，預(yù)計(jì)2025年全面建成冰區(qū)城市保底電網(wǎng)。(葉 青)

關(guān)鍵詞： 數(shù)字觀冰 直流融冰技術(shù) 電力可靠 電力行業(yè)