韩晓平

中国能源网首席信息官

中国能源网

面对“霸王级”寒潮的肆虐,如果突然断电,会怎样?尤其对于没有集中供暖的南方人民来说。

2008年冬天的雨雪冰冻灾害,曾给南方人民带来深切的痛楚,彼时南方13个省份的电力系统受到影响,多片电网解列(即与整个电网切断联系),全国停电县(市)多达170个,部分地区停电时间长达10多天。

2008年后,国家电网公司和南方电网公司采取各种措施,来提升电网防冰等级,研究融冰方法。这些措施的成效如何?这一轮寒潮成一个检验的契机。

此轮寒潮虽被称为“霸王级”,但因持续时间短,实际上并未对电网造成太大的挑战,电网覆冰一般不过十几毫米,远逊于2008年时的上百毫米。

遗憾的是,国家电网官网1月25日发布的消息称,此次寒潮中仍有261.5万客户停电,主要集中在浙江、江西、湖北、四川和福建电网。所幸抢修及时,至24日傍晚,已有250.3万客户恢复供电,仅四川部分地区的11.2万客户尚未恢复供电。

而为广东、广西、海南、贵州、云南5省提供电力的南方电网公司,目前尚未有断电报告。

“中国能源网”首席信息官韩晓平认为:“单纯提高电网的可靠性不能解决所有问题,最好的办法还是积极发展分布式能源,只有这样城市才能在电网大面积故障的时候尽量减少因缺电造成的损失。”

国家电网上千条线路出现跳闸或停运

2008年冬天的低温雨雪冰冻气候灾害,曾对中国南方电网造成巨大伤害。

来自国家电监会的一份报告称,2008年,浙江、安徽、福建、河南、湖南、湖北、江西、四川、重庆、广东、广西、云南和贵州共13个省份的电力系统受到影响,多片电网解列。

全国因灾害停运电力线路36740条,停运变电站2018座,110千伏及以上电力线路因灾倒塔8381基。全国停电县(市)多达170个,部分地区停电时间长达10多天。

灾害还造成部分铁路牵引变电站失电,京广、沪昆、鹰厦等电气化铁路中断运行。

时隔8年后,我国电网在这一轮“霸王级”寒潮中表现如何?

国家电网公司网站1月25日发布的消息显示,截至24日18时,国家电网供区144条35千伏及以上线路存在覆冰,雨雪冰冻过程导致220千伏线路跳闸1条(已恢复运行),35千伏线路跳闸21条,10千伏线路停运1607条,41847个台区(一台公用配电变压器的供电范围)、261.5万客户停电,主要集中在浙江、江西、湖北、四川和福建电网。

国家电网表示,累计出动应急人员57612人次,车辆12609台次,21条35千伏、1575条10千伏线路和40268个台区、250.3万客户已恢复供电,还有32条10千伏线路和1579个台区、11.2万客户未恢复供电,主要集中在四川内江、资阳、眉山地区。

而为广东、广西、海南、贵州、云南5省提供电力的南方电网公司也遭遇了大面积覆冰的情况,不过并未有停电报告。

南方电网1月25日提供给澎湃新闻(www.thepaper.cn)的通报显示,截至24日20时,南方电网所辖10千伏及以上线路覆冰1082条,比前一日减少22条,广东、广西、贵州区域均有所缓解,云南区域少量增加。

南方电网超高压输电公司所辖8条交流、7条直流线路中有11条(段)出现覆冰,最大覆冰厚度达到13.66毫米。覆冰地区多为较高海拔的山地或丘陵地区,主要出现在云南昭通地区,贵州毕节、黔南、黔东南地区,广西桂林地区。

南方电网媒体联络人刘静告诉澎湃新闻,截至25号上午10时,并没有收到南方电网各个分公司有关断电的情况汇报。

刘静称,小范围、短时间的断电可能有发生,但如果短时间内就恢复供电的话就不会汇报到南方电网总部。

而对于电网来说,此轮的低温雨雪挑战还未结束。

根据中央气象台1月25日18时发布的短期天气预报,预计27日至29日,我国南方大部地区将有一次明显的降雨天气过程,其中,江南中南部、华南等地的部分地区有大到暴雨。

而在四川和贵州,未来仍有雨雪天气,两省仍有许多地区处于霜线以北,输电线路覆冰不会自然融化。

“停电原因现在还无法给出答案”

江西和浙江两省在此轮寒潮中都经历了大范围的雨雪天气,部分地区积雪厚度接近30厘米,而落在电网线路上的积雪也形成了大量的覆冰。

国家电网江西电力公司外联部新闻处1月23日傍晚向澎湃新闻发来的通报显示,在此次强降温和雨雪冰冻天气中,江西北部(九江、宜春)和西部(吉安)局部高寒山区和微地形的覆冰略有增长,江西中部(赣州、抚州)有轻度覆冰。此外,线路覆冰共11条,其中500千伏交流线路4条(最大覆冰线路为咸梦Ⅰ回线,等效覆冰厚度为10毫米)。江西电网主网运行正常,但在此次寒潮中,江西省停电用户56.97万户。

根据国家电网公司专门从事新闻宣传的网络平台“英大网”发布的消息,截至1月24日1时,浙江因低温雨雪冰冻天气影响导致停电的92万余客户,已基本恢复供电,全省跳闸、拉停的1条220千伏线路、6条35千伏线路、426条10千伏线路均已排除故障恢复运行。

“这次的情况绝对不是什么大面积停电,2008年最严重的时候,全省1000万用户中有700万以上电力中断,而此次受影响的用户只有几十万,并且很快就恢复电力了。”国家电网江西电力公司外联部新闻处工作人员向澎湃新闻表示,在此轮的抗冰抢修过程中,无论是设备水平还是应急反应能力都远比2008年理想,因此受灾影响范围并不算大。

“至于停电的具体原因,我们未来几天会进行汇总和分析,现在还无法给出答案。”上述工作人员说道。

不过,停电地区不仅局限在大雪天气的主战场赣、浙两省,福建、四川、安徽、湖北在寒潮中也出现了停电报告。

在冻雨或雨夹雪天气,电力线路极易出现覆冰。根据《中国电力》杂志2014年7月刊载的论文《中国电网主要自然灾害运行数据及特征分析》,湖南、江西、贵州以及邻近地区容易出现持续时间较长的冻雨或者雨夹雪天气,电网冰害较为严重。在2008年,上述三省出现冰灾断线都在1000次以上。

北方不湿,下来的雪是干雪,就不会形成冰凌。但南方的雨雪是湿的,特别是冰雨下来之后,就会在高压线上大规模地覆冰,这种情况很难办的。”“中国能源网”首席信息官韩晓平对澎湃新闻解释。

“断电的原因需要具体问题要具体分析。”国家电网能源研究院副院长胡兆光对澎湃新闻表示,冰结在输电线上、变压器上还是电路的断路器上,情况都不一样,很难一概而论,但都属于由天气造成的机械故障。

就此次停电的具体原因,澎湃新闻25日发函给国家电网公司,但截至发稿尚未收到回复。

2008年后“面对冰灾的底气”

对于电网来说,冬季覆冰几乎是不可避免。

中国每年因覆冰造成的跳闸和非正常停运都有上百次之多,而2008年的冰灾更是几乎让南方的电网系统瘫痪。

根据贵州电力试验研究院2008年6月在2008年抗冰保电技术论坛的一份报告,当时出现故障的线路设计覆冰厚度大部分为10毫米,最高者为20毫米,而实际覆冰厚度大大超过设计标准,普遍达到设计标准的2至6倍,最大覆冰厚度甚至达到130毫米。覆冰导致大量倒塔断线事故,灾害最严重时电网解列成中西部、北部、东部及东南部四片电网运行,仅中西部电网经50千伏安八线与南方电网主网联络。

从2008年至今,电网系统一直在检讨当年的冰灾教训。

南方电网科研院综合处主管肖前对澎湃新闻介绍,自2008年之后,各地大力开展冰区输配电线路的抗冰加固改造工作,至2014年该项工作已全面完成。

肖前说,以广东省为例,目前电网防冰设计等级均在20毫米以上,重冰区杆段设计防冰等级达到50毫米,35千伏及以上线路均采用加固等方式提高防冰等级,10千伏配网线路采用双瓷横担等方式提高了线路防冰等级。

“一方面设备得到了较大的更新,另一方面我们也一直在强调“科技融冰”,肖前称,对抗此次寒潮,南方电网超高压输电公司积极采取了防冰改造、安装覆冰预警系统、建设融冰装置、引入了直升机开展巡视作业等多种措施。

“英大网”消息也称,从2008年起,国家电网公司防冰减灾关键技术研究安排了52项课题,研究经费1.47亿元。8年来,从冰灾机理、冰灾预防、冰灾处置、灾后恢复、冰灾防控体系等全方位入手,冰灾机理研究搞清楚了冰灾的“病理”,灾情监测技术利用互联网更新换代,除冰技术和装备全面大幅创新和提升。

2008年冰冻雨雪灾害之后,国家电网还加快创新步伐,直流融冰、无人机航巡、除冰机器人等科技手段给力出场,“有效地提高了抗冰冻灾害工作效率”。

2013年,国家电网公司“电网大范围冰冻灾害预防与治理关键技术及成套装备”还获得国家科技进步一等奖。“这些科研成果……转化成了生产力,也就是——我们面对冰灾的底气”。

以浙江为例,近年来,国家电网浙江省电力公司累计投入8.1亿元实施冰改项目51个,涉及59条220千伏及以上线路,研制直流融冰系统,全省配置9辆移动融冰车辆,建成4座固定式融冰装置,融冰作业范围覆盖9个地市303条主网线路,全面提升融冰能力。

遗憾的是,国家电网采取的一系列措施,仍然未能避免在此轮寒潮中出现大范围断电现象。

直流融冰能解决问题吗

电力专家、中国工程院院士李立浧1月23日向澎湃新闻介绍,目前的电网可以使150公里长的输电线路在1小时左右融化10毫米厚覆冰,这次的寒潮是完全可以抵御的。

李立浧所形容的是目前在电网主干中广泛应用的直流融冰装置,主要通过对输电线路施加直流电压并在输电线路末端进行短路,使导线发热对输电线路进行融冰,从而避免线路因结冰而倒杆断线。

直流融冰技术在这次寒潮天气中也有实际运用。

“英大网”消息称,1月22日,根据人工现场观冰和输电线路在线监测远程监控数据显示,国家电网浙江省电力公司220千伏桐乡线在海拔400米高山段覆冰严重,且有增长趋势。

经观冰折算,导线覆冰厚达6毫米,已达到覆冰设计值的60%。随着强寒潮的持续,如不及时处理,很可能导致断线、倒塔等事故的发生。

为此,浙江省电力公司特地成立融冰工作组,制订并实施首次跨越金华、绍兴、台州三个地区的220千伏线路直流融冰方案。

当夜22时整,浙江省电力公司启动移动直流融冰装置,系统平稳地向线路输出760安培直流电流,经过近两小时持续过大电流,线路温度渐渐升高,导线上的冰层融化直至全部脱落,确保了220千伏桐乡线正常运行。

这也是浙江省首次成功实施跨区域220千伏线路直流融冰。

不过“中国能源网”首席信息官韩晓平认为,直流融冰装置并不能完全解决电网覆冰的问题。

增加短路电流,提高导线的温度,然后把冰融掉,这个只能解决电线上的覆冰问题,电塔上的覆冰问题却解决不了,有时候就靠一些工人上去敲。”韩晓平说。

因此人们依然可以看到,在南方各省本轮的抗冰保电工作中,所耗费的人力也是相当巨大。

根据“英大网”的报道,浙江省出动了2万人、江西出动了9411人,四川、湖南、湖北出动的抢险人员都在3000人以上。

“单纯提高电网的可靠性不能解决所有问题,最好的办法还是积极发展分布式能源,只有这样城市才能在电网大面积故障的时候尽量减少因缺电造成的损失。”韩晓平说。

 

来源:澎湃