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前不久，國網臺風監測預警中心向國家電網有限公司各單位發布2021年第一期臺風災害長期預警報告，預測今年主汛期臺風活動強度和電網臺風災害總體情況。國網臺風監測預警中心正式進入2021年臺風監測預警實戰狀態。
電網是現代社會重要的基礎設施之一，點多面廣，易受災害性天氣影響。近年來，隨著全球氣候變暖，影響大的臺風事件頻發，對電網運行及設備安全造成了極大威脅。為保障電網安全穩定運行，國家電網有限公司于2017年啟動臺風監測預警工作，監測臺風路徑及影響范圍，提前指導相關單位制訂防臺風措施、應急方案，全面提高電網抵御臺風這一極端災害天氣的能力。
1、臺風活躍，嚴重影響電網設備安全運行
臺風是東南沿海地區電網面對的主要自然災害之一。近年來，影響我國的臺風頻次總體有所下降。但由于臺風登陸位置向東、向北偏移，國家電網經營區內，登陸的臺風數量由每年平均3個上升至4個，且仍有上升趨勢。
臺風在我國東部主要影響的區域包括福建、浙江、上海、江西、安徽、江蘇、山東、遼寧七省一市，其中對福建、浙江影響最為顯著。1949～2020年，共有118個臺風登陸福建，共有46個臺風登陸浙江。隨著臺風活動的北移，臺風對黑龍江、吉林兩省的電網設備也將造成一定影響。
臺風會給電網造成哪些損失？對于輸電線路，臺風導致的故障主要有導線風偏、跳線風偏、異物外破、桿塔受損、地線掉線等。對于變電設備，強風會導致變電站內母線倒塌、避雷器倒塌、異物外破等，強降雨還會引發變電站內洪澇、套管閃絡等問題。配電設備在臺風期間發生故障的原因較多，常見的有樹竹倒伏引起的放電、老舊電桿倒桿、導線斷線等。
臺風災害具有時間集中、影響面積大、破壞性強等特點，屬于典型的小概率、高影響事件。以2019年第9號臺風“利奇馬”為例，該輪臺風于8月10日1時45分前后在浙江省溫嶺市登陸，登陸時強度為超強臺風級，中心附近最大風力16級。截至2019年8月12日7時，“利奇馬”共造成浙江、上海、江蘇、福建、山東、安徽、遼寧電網72座35千伏以上變電站、4330條10千伏及以上線路、9.97萬個臺區停電，676.95萬用戶用電受到影響；其中對浙江影響最大，共造成1808條輸電線路停運，272.36萬用戶用電受到影響。
2、多元立體監測，電網防范臺風更主動更精準
應對臺風災害，電網企業傳統的應對方式是結合氣象部門發布的臺風監測預警信息，開展防臺風、抗臺風的物資和人員準備。氣象部門的預警信息主要服務社會公眾，集中關注城市等人口密集區域。電網設備多位于高山、微地形區域，常規的臺風氣象監測預報在時效和精度上無法滿足電力生產運維的實際需要。為提升電網抵御臺風災害的能力，有必要開展針對電網的臺風監測預警。
為此，公司于2017年8月成立了國網臺風監測預警中心。自成立以來，該中心已在31輪臺風過程中發布臺風中期預警報告356份、短期預警報告63份，提升了電網防臺風抗臺風工作的針對性和效率，保障電網設備安全。
針對目前常規的臺風氣象監測預報精度低、缺乏針對性、預報周期長等問題，國網臺風監測預警中心分別從臺風全方位監測、臺風氣象精細化預報、臺風災害精準評估3個方面構建臺風監測預警體系。其中，臺風全方位監測構成感知網絡，為臺風氣象預報提供數據基礎；臺風氣象精細化預報可得到高分辨率的預報信息，是臺風災害精準評估的重要分析因素。
在臺風全方位監測方面，國網臺風監測預警中心建立了由氣象衛星數據接收站、地面氣象雷達站、微氣象監測裝置、臺風移動觀測車和臺風觀測塔組成的全方位立體臺風監測網絡。
氣象衛星接收站部署在臺風監測預警中心主站，用于接收和處理大尺度衛星云圖，從宏觀上監測臺風移動的方向、速度，預測臺風路徑和登陸地點；地面氣象雷達和臺風移動觀測車主要部署在沿海臺風活躍區域，監測即將登陸臺風的中尺度云層分布、移動和演變規律，實時掌握臺風在運動中的發展和變化情況；微氣象監測裝置和臺風觀測塔分別部署在易受臺風影響的桿塔及沿海臺風登陸頻繁的區域，用于監測微地形區域和臺風密集登陸區域的微尺度風場，對輸電桿塔、重要設備的具體部位受力是否超過設計值進行預警。
在臺風氣象預報方面，氣象部門往往采用中尺度預報模式，最小輸出3千米分辨率網格尺度的氣象預報數據。對于電網設備受災情況，此類分辨率下的預報精度仍有欠缺。國網臺風監測預警中心基于臺風監測數據，開展臺風氣象降尺度預報。這就好比透過放大鏡來觀察氣象云圖，將大尺度、低分辨率的臺風氣象預報模式輸出的信息轉化為小尺度、高分辨率區域地面氣候變化信息。該中心融合衛星數據接收站、天氣雷達、觀測塔、輸電線路微氣象監測裝置等多源觀測資料，計算獲得1千米網格下的臺風氣象預報數據，實現七省一市區域1千米分辨率臺風氣象精確預報。
電網設備受臺風災害影響情況還取決于設備的防災水平及致災機理。為此，國網臺風監測預警中心研發了臺風災害預警模塊，分析電網設備抗風、抗雨等抗災特性，建立電網設備臨界氣象環境要素數據庫，再通過對比氣象監測預報數據和電網設備臨界氣象環境要素數據，在臺風登陸前實現倒塔、風偏閃絡、洪澇等災害風險等級評估。
該中心還要根據電網設備風洞動力響應特性試驗及仿真分析，準確掌握電網設備臺風災害下的動力響應特性，為臺風風險評估提供數據支撐，同時定期開展臺風災害下電網故障歷史信息的大數據挖掘，掌握臺風致災規律，持續提升臺風監測預警精度。
在超強臺風“利奇馬”胚胎生成之初，國網臺風監測預警中心就密切關注臺風活動情況，預測臺風“利奇馬”將從浙江沿海一帶登陸。在臺風登陸前后，該中心基于地面氣象雷達和臺風移動觀測車，獲得了臺風登陸期間蒼南站地面到空中5千米高度內的高時空分辨率風速隨高度變化信息，掌握臺風運動演變規律，同時結合線路桿塔微氣象監測裝置獲取局地微地形下的實時臺風氣象信息。
該中心預測，臺風登陸時溫州樂清至臺州臨海一帶167基桿塔、43座變電站所在之處的最大風速將超過每秒30米，52座變電站的所處位置的日累計降水量將超過200毫米，臺風登陸后實測結果與預報基本一致。結合電網設備受災機理及電網設備臺風風險評估結果，該中心及時發布臺風監測預警報告，共計對200余回關鍵線路發布跳閘或者停運風險預警，指導運維單位做好加固工作，合理調整電網運行方式，優化應急資源配置。
國網臺風監測預警中心發布的桿塔級、變電站級臺風災害預警，使電網防臺風抗臺風工作由被動變主動、由事后變事前，減少了電網設備臺風災害損失。
3、長期監測預警，支撐全年防抗臺風早布局
為了進一步提高臺風監測預警的針對性，國網臺風監測預警中心基于臺風災害對輸電、變電和配電設備的危害機理，建立了覆蓋輸變配電專業的臺風災害預警機制，并結合臺風活動規律及影響過程，形成了長期、中期及短期的預警報告發布模式。
4月6日，國網臺風監測預警中心開展2021年首次電網長期臺風災害風險預測工作。該中心根據前期大氣海洋環流狀況、海水溫度變化趨勢等數據，結合臺風氣候預測模型對今年臺風季的臺風數量、強度、主要登陸區域進行了預測。
預測結果表明：2021年臺風對華東區域電網的影響較強，對東北電網的影響偏弱。在臺風數量上，影響浙江省、上海市和安徽省的臺風數量偏多；在臺風強度方面，影響浙江省、江西省和上海市的臺風強度偏強。本次電網臺風災害長期預警工作為公司相關單位在防臺風抗臺風物資準備、隱患排查整治方面提供了依據，促使相關單位盡早謀劃、盡快預演、全面防范。
在臺風過境期間，國網臺風監測預警中心還將發布中期和短期預警，其中中期預警一天發布2次，短期預警一天最多發布4次，預測分析臺風路徑及影響范圍，同時結合氣象預報結果預警電網設備風害、暴雨次生災害風險，指導應急物資、人員配置及電網運行方式調整。
結合近年來臺風活動規律，國網臺風監測預警中心的預警范圍將擴展至整個東北地區。同時，該中心將在臺風風險評估、電網設備洪澇風險的精確預警等方面開展科技攻關，進一步提升臺風監測預警精度，提高電網災害抵御能力，助力電網安全穩定運行。
