在惡劣天氣下如何保障氣象部門的電力設(shè)備安全運(yùn)行

摘要：惡劣天氣極端天氣頻發(fā)，以現(xiàn)有的氣象部門電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況不能抵擋自然災(zāi)害的影響，而若氣象部門不能在自然災(zāi)害中提供氣候信息，則可能造成更大的危害，所以為保障氣象部門的電力設(shè)備在惡劣天氣下安全運(yùn)行，應(yīng)該從氣象部門自身的電力設(shè)備建設(shè)與加強(qiáng)和電力部門合作兩方面進(jìn)行改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：氣象部門；電力設(shè)備；惡劣天氣；安全運(yùn)行；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM774 文章編號(hào)：1009-2374（2016）34-0087-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.043

近年來，我國(guó)受到全球變暖天氣異常等因素的影響，氣象災(zāi)害頻發(fā)，直接經(jīng)濟(jì)損失超千億元。臺(tái)風(fēng)、冰凍、雨雪、雷電、大霧、沙塵暴等惡劣天氣影響下，電力設(shè)備無法正常運(yùn)行，在惡劣天氣中發(fā)揮重要預(yù)警作用的氣象部門也不能幸免，更加劇了災(zāi)害的后果。

1 目前氣象部門用電設(shè)備模式及其不足

1.1 惡劣天氣對(duì)氣象部門供電的影響

在多種氣象災(zāi)害中，對(duì)氣象部門用電設(shè)備影響最大的是冰雪霜凍災(zāi)害、暴雨及雷電，其他還有山火、臺(tái)風(fēng)、沙塵暴、地震、洪澇、暴風(fēng)雪等。臺(tái)風(fēng)和大風(fēng)天氣可能引起氣象部門輸、配電線路跳閘故障，有些是臨時(shí)性可修復(fù)的，但也很可能造成永久性的用電設(shè)備故障。而雷電也可能引發(fā)氣象部門用電線路閃絡(luò)跳閘，此故障一般重合閘動(dòng)作后能恢復(fù)正常供電，但也可能造成不能修復(fù)的故障。冰凍雨雪天氣下（如圖1），也極易引起輸電線路群發(fā)性跳閘；洪水、地震、山火等引發(fā)的多為永久性故障。

1.2 氣象部門現(xiàn)有用電設(shè)備保障模式介紹

在我國(guó)，目前重要的省級(jí)以上氣象部門為保障在惡劣天氣中也能正常運(yùn)行發(fā)揮氣象部門的作用，也采取了多種供電措施，常見的有雙回路供電模式、UPS不間斷電源、柴油發(fā)電機(jī)等。

一般情況下，雙回路供電模式能夠保障氣象部門的正常供電，在遭遇突發(fā)情況時(shí)，一條供電線路受損，備用的另一條線路則可以馬上切換使用恢復(fù)供電。而兩條線路分別由不同的主變電站供電和不同的市屬變電站輸電，在一個(gè)主變電站停電或故障時(shí)，另一個(gè)還能正常運(yùn)行。即使兩條線路同時(shí)不能使用，則UPS不間斷電源和柴油發(fā)電機(jī)也能在短時(shí)間內(nèi)保障氣象部門的正常供電。

為應(yīng)對(duì)惡劣天氣引起的供電不足，氣象部門也與電力部門展開合作，如建立了臺(tái)風(fēng)信息采集監(jiān)視系統(tǒng)、雷電定位系統(tǒng)、洪水暴雨監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，并將系統(tǒng)采集到的天氣信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)诫娋W(wǎng)安全防御系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)天氣信息與電網(wǎng)信息的同步化一體化，能夠更好地保障氣象部門在氣象災(zāi)害中的正常供電。

1.3 現(xiàn)有模式在惡劣天氣下的不足

雖然氣象部門與電力部門為保障在自然災(zāi)害中氣象工作的運(yùn)行做了許多努力，但如同前文所說的，極端惡劣天氣造成的用電故障大多是長(zhǎng)時(shí)間才可修復(fù)的，即使采用雙回路供電模式，也很有可能兩條線路長(zhǎng)時(shí)間無法使用。而在這種情況下，采用UPS不間斷電源和柴油發(fā)電機(jī)供電則是無法滿足氣象業(yè)務(wù)所需的電量。

而在惡劣天氣中，監(jiān)測(cè)裝置也無法正常發(fā)揮作用，因監(jiān)測(cè)裝置多采用無線電通信方式傳輸數(shù)據(jù)，在冰凍雨雪天氣下，無線信號(hào)很容易受到影響。氣象災(zāi)害信息與電網(wǎng)信息雖趨向于一體化發(fā)展，但目前來說還存在融合度不夠的問題，無法準(zhǔn)確對(duì)災(zāi)情做出相應(yīng)的決策，導(dǎo)致供電不足，后續(xù)的氣象工作也無法展開，甚至可能會(huì)引起更大的災(zāi)害。

2 惡劣天氣下氣象部門用電設(shè)備正常運(yùn)行的重要性

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，氣象信息在人們的日常生活生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越大的作用，在惡劣天氣下在自然災(zāi)害中，氣象部門更是發(fā)揮著不可替代的預(yù)警作用。如在2008年的雪災(zāi)中，受到強(qiáng)冷空氣影響，華中地區(qū)遭受嚴(yán)重的冰雪災(zāi)害，造成多個(gè)省市、直轄市輸電線路故障癱瘓，居民用電困難，同時(shí)風(fēng)雪導(dǎo)致各地高速公路、機(jī)場(chǎng)路面結(jié)冰及大量積雪，陸空交通癱瘓，所以惡劣天氣和極端天氣已經(jīng)影響到了社會(huì)的穩(wěn)定與居民的安康。

與此同時(shí)，氣象信息衍生出的天氣預(yù)報(bào)、氣象防災(zāi)減災(zāi)信息、農(nóng)業(yè)氣象信息等都隨著技術(shù)的進(jìn)步，信息的準(zhǔn)確度也隨之提升。天氣預(yù)報(bào)中可以預(yù)測(cè)未來15天內(nèi)的天氣狀況，10天內(nèi)的天氣預(yù)測(cè)是基本可靠的，3天內(nèi)的預(yù)測(cè)是基本準(zhǔn)確的，3小時(shí)內(nèi)的預(yù)報(bào)則是與實(shí)施情況吻合的。而氣象信息的及時(shí)性、氣象防災(zāi)減災(zāi)信息的可操作性都是在氣象災(zāi)害防御抵抗的關(guān)鍵，所以氣象部門在惡劣天氣中可以發(fā)揮的預(yù)警作用也是越來越大的，但前提則是保障氣象部門在惡劣天氣下的正常供電。

3 對(duì)氣象部門現(xiàn)有用電設(shè)備的改進(jìn)方案

3.1 氣象部門與電網(wǎng)部門加強(qiáng)合作，確保氣象部門用電設(shè)備抵抗惡劣天氣的能力

當(dāng)下，國(guó)家電網(wǎng)的分布建設(shè)離不開氣象信息，氣象信息的發(fā)布接收也離不開電力部門的支持，所以兩者加強(qiáng)合作才能實(shí)現(xiàn)互惠共贏，保障氣象信息的及時(shí)發(fā)布與供電用電的正常供應(yīng)。

具體來說，就是在易發(fā)生自然氣象災(zāi)害的地區(qū)，在建立氣象電力系統(tǒng)時(shí)，先要進(jìn)行充分考察和論證，分析近年來的氣象數(shù)據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)的影響，在此基礎(chǔ)上科學(xué)制定氣象電力系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。并對(duì)電網(wǎng)安全數(shù)據(jù)進(jìn)行日常監(jiān)控，氣象系統(tǒng)、電力系統(tǒng)在災(zāi)害頻發(fā)區(qū)設(shè)立觀測(cè)點(diǎn)，將所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享分析，建立起氣候自然電力災(zāi)害的預(yù)警系統(tǒng)，形成信息互通的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)

機(jī)制。

針對(duì)氣象部門的用電設(shè)備建設(shè)，可以根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粴夂蚯闆r，考慮到南北氣候差異，建立適應(yīng)其環(huán)境的供電設(shè)施，并制定相應(yīng)的檢查維修標(biāo)準(zhǔn)，確保氣象部門的電網(wǎng)具備抵抗惡劣天氣自然災(zāi)害的能力。對(duì)于氣象部門的供電特殊要求，則要做好相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，保證氣象部門的連續(xù)正常供電，對(duì)其電網(wǎng)進(jìn)行更為仔細(xì)精確的監(jiān)測(cè)。

3.2 惡劣天氣下保障氣象部門電網(wǎng)結(jié)構(gòu)完整、硬件設(shè)施齊全

風(fēng)電雨雪等惡劣天氣影響著電網(wǎng)能否正常運(yùn)行，目前運(yùn)用的雙回路供電模式、UPS不間斷電源與柴油發(fā)電機(jī)并不能很好地保障氣象部門在惡劣天氣中的供電需求，容易發(fā)生兩條線路均癱瘓不能運(yùn)行的情況，則氣象部門應(yīng)該建立完整的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在發(fā)生電路故障時(shí)，能夠盡快恢復(fù)供電。對(duì)于氣象部門比較重要的輸配電，因天氣原因發(fā)生狀況后，會(huì)影響到其他元件、線路的運(yùn)作，則應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行試送調(diào)試，防止其他線路發(fā)生故障。

對(duì)于氣象部門現(xiàn)有的電網(wǎng)安全運(yùn)行防御系統(tǒng)，應(yīng)該進(jìn)行硬件設(shè)施的提升完善，才能保障在極端天氣下電網(wǎng)的運(yùn)作。在已有的電網(wǎng)系統(tǒng)中，加入并行計(jì)算架構(gòu)并擴(kuò)充硬件設(shè)施：增加通信服務(wù)器，用來接收處理氣候信息；增加防火墻設(shè)施，隔離保護(hù)氣象災(zāi)害信息的傳輸；增加計(jì)算機(jī)服務(wù)器，信息分析后做出預(yù)防監(jiān)控決斷；增加磁盤陳列，存儲(chǔ)信息資源。改進(jìn)防御控制功能，進(jìn)一步優(yōu)化電路調(diào)整需求，增加在線恢復(fù)控制功能如加裝發(fā)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)裝置，使配電設(shè)備能夠在停電后快速自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。

總體來說，就是建立能夠適應(yīng)外部環(huán)境氣候改變的電網(wǎng)安全運(yùn)行系統(tǒng)，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)于2013年在江西省氣象局電網(wǎng)中得到應(yīng)用。此項(xiàng)技術(shù)能夠提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，可以依照天氣狀況調(diào)控電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)電網(wǎng)輸出輸入電功率，并借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)在線預(yù)防控制措施的實(shí)施。

4 結(jié)語(yǔ)

惡劣天氣極端天氣對(duì)于電網(wǎng)的運(yùn)行造成極大的影響，而本應(yīng)在氣象災(zāi)害中發(fā)揮重要作用的氣象部門卻因供電問題無法為社會(huì)提供氣象服務(wù)。根據(jù)這種狀況，筆者提出應(yīng)該在加強(qiáng)氣象部門與電力部門合作的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)氣象部門電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，完善氣象部門的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與硬件水平，才能實(shí)現(xiàn)氣象信息與電力信息一體化融合，對(duì)自然災(zāi)害做出更好的預(yù)警與防范。

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作者簡(jiǎn)介：劉明團(tuán)（1988-），男，廣州市氣象信息網(wǎng)絡(luò)中心助理工程師，研究方向：電氣設(shè)備保障、電氣控制、電力系統(tǒng)自動(dòng)化等。

（責(zé)任編輯：蔣建華）