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如何当好电网防灾绘图师?

浏览:1217 作者: 来源: 时间:2023-12-15 分类:
如何当好电网防灾绘图师?,他,是沿海追风的年轻人,扛着200斤的雷达与台风赛跑;她,是深山观冰的女汉子,车开不到的地方她用脚步丈量。第一次见到台风,他有些害怕——“有点像灾难大片...,国际电力网

他,是沿海追风的年轻人,

扛着200斤的雷达与台风赛跑;

她,是深山观冰的女汉子,

车开不到的地方她用脚步丈量。

第一次见到台风,他有些害怕——

“有点像灾难大片。”

第一次亲历现场抢修,他深受触动——

“冰天雪地的,大家在常人难以想象的艰辛环境下作业,太震撼。”

坐车遭遇360度打滑,她试着安慰自己——

“还好是一截平路。”

工作遇到困难,他也会跟你一样苦恼——

“一筹莫展,好想PS一个出来。”

在南方电网,

有这样一群可爱的“灵魂画手”,

他们是电网防灾绘图师,

用科技力量为电网安全保驾护航▼

500千伏的塔,倒了

第一次深入冰灾抢修现场,李昊触动很大。“很震撼。500千伏的塔倒了,冰天雪地的,大家在常人难以想象的艰辛环境下作业。因为有些线路所在地没有路,运送材料只能靠骡子和马一根根背上去。技术人员的责任感立马就上来了。”

“当时就觉得,首先电网本体抵御雨雪冰冻灾害的能力是一定要提升的,这个事要解决。还有就是现场人员太不容易了,我们要把防冰工作做在前面,把线路建设好、维护好,减轻救灾的压力,尽量不抢修,把人给解放出来,用科技力量为电网安全保驾护航”。

▲2018年1月,在去除冰的路上,树木被冰雪压倒拦住了路,工作人员正在除去障碍。祝徐 摄

事实上,电网冰灾只是电网灾害中的一种类别。除了冬天的覆冰,影响最大的还有夏天的台风、全年的落雷、线路的污闪。

绘制一张灾害风险图非常重要。“这些地图是开展防灾工作的前提,哪个区域会出现什么样的自然灾害,严重程度、持续范围、发生原因,地图都能做一个指导。”南方电网科学研究院输电技术研究员王俊锞介绍。

一张灾害风险图有多重要?

1、以冰区图为例,在线路建设前期,这张图能告诉设计单位,这条线路怎么走才能避开覆冰区域。严重复冰的地区造价高,投运的风险也高,用好这张图,就能减轻设备运行风险和维护成本。

2、线路建设完成后进入运维阶段,冰区图也要发挥作用。哪些线路容易覆冰,运维人员有一些经验;而通过把线路叠加到冰区分布图上,就能更准确识别线路的防冰薄弱区段,指导冬季运维的策略。

3、当寒潮来袭时,冰区图还能对覆冰区域的严重程度提供研判依据。

一筹莫展的绘图师

现今使用的冰区图,历经两次修编,已创建了基于大数据分析的南方区域电网覆冰库,融合了广东、广西、云南、贵州四省区全域范围海量覆冰监测数据(仅覆冰在线监测数据就达到2亿多个)、运行数据、调查数据以及1951年以来的气象数据和冰灾数据,实现了南方区域9912个观测点的不同重现期电网覆冰特征最大量级溯源分析。

谁能想到,冰区图刚开始绘制时也曾困难重重,第一张图的诞生足足耗时5年。由于当时国内还没有固定的标准可以参照,“完全不知道,该用什么方法来做这件事,要对南方电网整个区域整体进行绘制,国内还没有先例。”作为项目负责人,李昊形容自己当时的心情是“一筹莫展,好想PS一个出来”。

画图最重要的是图背后的基础信息,对电网防灾绘图师来说,数据的采集就是一个大难题。偏偏南方电网供电区域内的覆冰情况还尤其复杂。在这个横的长条形的地图上,地形复杂、寒潮路径多,每个区域的覆冰形态都不一样,像云南西北部的大理、广东北部雾凇偏多,广西桂林、贵州中西部、云南东北部昭通则多为对电网危害更大的雨凇。

看似美丽的雨凇,常会带来严重的灾难。相同的情况下,雨淞更不容易脱落,冻雨持续时间长,发展比较快,把整个导线包起来了,温度更低,危害也更大。南方电网贵州电网公司现场人员拍摄的资料图片,何荣卜供图。

“覆冰可能隔一个山头,或者山脚和山顶不一样。”李昊称,由于无法大范围的测量,团队选择了通过创建数学模型的技术路线。

但恰恰最有意思的也是数据采集工作。有时甚至需要走访很多大山中的山民,去搜集关于冰的记忆。

“有些老人可能会回忆,这辈子都没见过这么大的冰,是哪种颜色的冰,这些描述都容易产生偏差,这时候我们就要拿出随身携带的图片来进行比对。”

很多数据搜集回来的时候,因为在传播记录过程中可能出现偏差,要花很大的精力进行清洗,把这些文字图片数据、甚至是口述的信息处理成可用信息。李昊的团队花了半年时间采集数据。

▲1月8日,贵州省黔东南苗族侗族自治州台江县,南方电网贵州凯里供电局员工在海拔1700余米的高山上开展除冰工作。蔡兴文 摄

为了解决大尺度建模的准确性问题,绘图师们根据天气系统、地形地貌特征把南方电网分成了众多个小区域,然后再拿初始的数据去做显着性分析。像贵州最初只分了4个区域,通过数据不断地迭代验证,最后扩大到9个区域。再根据每个区域创建不同的模型,通过模型算出覆冰的厚度。

覆冰相似区系南网首创

南方电网首创了覆冰相似区的概念,并创建了大尺度的电网覆冰空间趋势计算模型,解决了广域范围内覆冰量级划分的难题。南方区域电网冰区分布图的精度高达30m×30m,经李立浧院士等专家鉴定成果为国际领先水平。

▲2020年12月17日,南方电网广西桂林灵川供电局大圩供电所工作人员对海拔1200多米的灵川县大境瑶族乡笑天狮台区及10千伏线路进行覆冰巡视。莫晓姣 摄

大山观冰的女汉子

覆冰观测数据是指导防冰决策的重要依据,因此,覆冰精准测量尤为重要。对于绘图师来说,现场观测是日常工作必不可少的一部分。

黄欢是南方电网贵州电网公司高压所的防污及防冰专责,12年来一直从事输电线路防冰、防雷、防污等技术管理和研究工作。贵州电网雷区、污区、冰区、风区分布图绘制及修订都由这位电网女汉子主持完成。

▲人工目测观冰主观性强、误差大。黄欢(左一)研制了可供巡线使用的手持式输电线路覆冰摄影测量装置,实现了带电情况下非接触式输电线路覆冰参数的即拍即得,为人工观冰提供了可量化的技术手段。黄欢供图

最让黄欢印象深刻的一次,是在2016年底带着新研发的人工装置去毕节观冰,看看实际效果。半途中,他们乘坐的越野车由于凝冻打滑了。“师傅说,我们人蛮多就多开两步,本来看着路还行,没想到开着开着突然360度打了一个圈。”黄欢说,当时车上有4个人,大家纷纷感叹,“还好(打滑的)是一截平路,不是在半山腰上。”然后又继续前行。

▲观冰现场通常都在深山里,车开不到的地方,在雪地里步行几公里是家常便饭。在山上一般要待6到7个小时。黄欢供图

追风的年轻人

在人类生存发展过程中,与自然灾害抗争是一个永恒课题。南方电网科学研究院生产技术支持中心将绘图作为防灾工作的一部分,覆冰有冰区分布图、台风有风区分布图、污闪有污区分布图、雷区对应的则是地闪密度图。

2016年硕士毕业于华北电力大学黄增浩,是一位追风的年轻人。毕业后即进入南网科研院生技中心,一直从事输电线路防风工作。

“为了画风区图,我们收集了南网沿海地区1797个气象台站的观测资料,同时,我们还在沿海地区规划了25个台风观测点位,每次台风观测,都需要根据台风预报路径确定好观测点位,提前布置好观测设备。”

台风来临时,

雷达将观测位置附近的风场情况

进行反馈并得出数据▼

黄增浩供图

第一次去追风现场,让黄增浩这个安徽小伙见识到了台风的威力。“开展观测前,在安装雷达反射面的时候,远远地看到几百米开外海面上浪越来越高,现场的风也越来越大,当时心里突然有害怕的感觉,有点像灾难大片。”

▲台风观测雷达有200多斤重,两个小伙子(左一为黄增浩)把雷达搬到楼顶的时候,工作服都已经湿透了。黄增浩供图

这位90后在工作上已经小有成绩:作为项目核心成员参与的“沿海输电线路风速分布图特性与加强塔技术的研究及应用”和“南方电网架空输电线路防风减灾关键系列标准”分别获得南网科技进步二等奖和中国电力创新奖(标准类)二等奖。发表核心期刊论文10余篇,获发明专利授权4项。

科学防冰 我们一直在路上

▲2021年1月8日,因持续低温凝冻天气,在海拔1500多米的贵州黔南州的高山上,输电线路出现覆冰,南方电网贵州都匀供电局开启机动式车载直流融冰。融冰效果十分震撼!

“观冰架3-1导线,长径40mm,短径29mm,温度-2℃,风速5m/s,风向……”2021年1月27日,梅花山防冰基地出现“冰冻”现象,南方电网防冰减灾联合重点实验室梅花山防冰基地科研人员何荣卜,杨柳青、张露松抓住时机,在寒冷刺骨的“冻雨”中开展导线、绝缘子等设备的观冰实验。

▲2021年1月12日,梅花山防冰基地环境温度正在上升,工作人员在观察设备脱冰过程。截至目前,何荣卜和其他两位同事已经在梅花山防冰基地待了近3个月了。何荣卜 摄

▲南方电网防冰减灾联合重点实验室梅花山防冰基地是特殊的高海拔低温“微气象”环境,冬季覆冰持续时间约为120天,为电网防冰技术创新与发展提供了一个防冰“天然实验场”。何荣卜摄

据了解,南方电网的“防灾减灾”重点之一在“防冰”,打造“南方电网防冰减灾联合重点实验室梅花山防冰基地”也正是进一步的处理好人和自然的关系、提升防冰减灾救灾的能力。正是如此,创建“南方电网防冰减灾联合重点实验室梅花山防冰基地”也是南方电网进一步完善“防冰减灾”体系的关键步骤。

2008年冰灾后,南方电网坚持底线思维和问题导向,按照“常备不懈、预防为主”的要求,坚持“防范胜于救灾”的理念,以“主网不倒、县城不黑、重要用户不停电”为目标,综合采取线路防冰加固、融除冰、覆冰预警等多种措施,完善工作机制,提升设备抗灾能力和综合应急能力,最大限度减少冰冻灾害对电网的影响,保障电网安全稳定运行,构建了具有南方电网特色的冰冻灾害防御体系。