如何強(qiáng)化氣象預(yù)警能力以提升電網(wǎng)設(shè)備災(zāi)害防御能力

在極端天氣頻發(fā)的當(dāng)下，暴雨、大風(fēng)、暴雪等氣象災(zāi)害正成為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的“頭號(hào)大敵”。山火、覆冰、舞動(dòng)等災(zāi)害引發(fā)的電網(wǎng)設(shè)備故障停運(yùn)事件屢見(jiàn)不鮮，嚴(yán)重影響電力供應(yīng)可靠性。冀北地區(qū)具備大海、草原、高山峻嶺交織的多樣地貌，氣候特征復(fù)雜多變，使得精準(zhǔn)分析和及時(shí)掌控氣象信息，成為電網(wǎng)安全生產(chǎn)、高效運(yùn)行亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

近年來(lái)，極端天氣頻發(fā)，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。當(dāng)前，氣象預(yù)警技術(shù)難以有效防御。針對(duì)這一問(wèn)題，冀北電科院高電壓技術(shù)研究所組建電網(wǎng)設(shè)備災(zāi)害防御及氣象預(yù)警技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)新探索“電力 + 氣象”融合模式：建立氣象預(yù)警保障機(jī)制，實(shí)現(xiàn)多源氣象數(shù)據(jù)融合；深入開(kāi)展電網(wǎng)設(shè)備災(zāi)害規(guī)律研究，精準(zhǔn)識(shí)別引發(fā)設(shè)備故障的關(guān)鍵氣象特征參數(shù)；持續(xù)完善氣象預(yù)警模型，全面提升電力氣象預(yù)警水平，為增強(qiáng)電網(wǎng)設(shè)備災(zāi)害防御能力提供有力支撐。

氣象災(zāi)害對(duì)電網(wǎng)的威脅不容小，每一次設(shè)備故障都可能導(dǎo)致大面積停電，影響千家萬(wàn)戶的正常生活和企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。強(qiáng)化氣象預(yù)警能力，提升電網(wǎng)設(shè)備災(zāi)害防御能力，不僅關(guān)乎冀北地區(qū)電網(wǎng)自身的安全穩(wěn)定，更是為全國(guó)電網(wǎng)在復(fù)雜氣象條件下的運(yùn)行提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)電力行業(yè)在氣象災(zāi)害防御領(lǐng)域的整體進(jìn)步。

在電力氣象預(yù)警保障機(jī)制的建設(shè)上，團(tuán)隊(duì)融合多源氣象數(shù)據(jù)，將國(guó)網(wǎng)覆冰預(yù)測(cè)預(yù)警中心、國(guó)網(wǎng)舞動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警中心、國(guó)網(wǎng)臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)預(yù)警中心等七個(gè)中心的預(yù)告警數(shù)據(jù)、電網(wǎng)氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、氣象服務(wù)機(jī)構(gòu)的實(shí)況與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行深度整合。運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)融合技術(shù)與信息技術(shù)，構(gòu)建起一套全面、高效的電力氣象預(yù)警保障機(jī)制。該機(jī)制就像電網(wǎng)的“氣象哨兵”，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)氣象信息，通過(guò)精準(zhǔn)分析快速傳遞預(yù)警，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供全方位服務(wù)。自該機(jī)制運(yùn)行以來(lái)，電力氣象預(yù)警的及時(shí)性和準(zhǔn)確性大幅提升，提前預(yù)警為電網(wǎng)運(yùn)維人員爭(zhēng)取了寶貴的處置時(shí)間，有效降低了因氣象災(zāi)害導(dǎo)致的設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)。

在探索電網(wǎng)設(shè)備災(zāi)害規(guī)律方面，團(tuán)隊(duì)聚焦冀北地區(qū)覆冰、洪澇和山火災(zāi)害，進(jìn)行深入研究。在覆冰預(yù)警方面，團(tuán)隊(duì)基于多源高分辨率衛(wèi)星影像構(gòu)建精細(xì)化數(shù)字高程模型，借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法精準(zhǔn)識(shí)別埡口型、高山分水嶺型等微地形，融合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與圖卷積網(wǎng)絡(luò)技術(shù)搭建預(yù)警模型，實(shí)際應(yīng)用中覆冰災(zāi)害預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率顯著提升，助力運(yùn)維人員提前部署融冰設(shè)備。洪澇預(yù)警模型研發(fā)中，團(tuán)隊(duì)搭建微地形識(shí)別技術(shù)模型與特征數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合物理機(jī)理和機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化云識(shí)別算法，引入多維度影響因素構(gòu)建動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，經(jīng)歷史案例驗(yàn)證后可精準(zhǔn)預(yù)測(cè)洪澇災(zāi)害。山火監(jiān)測(cè)模型則通過(guò)主成分分析優(yōu)化輸入特征，構(gòu)建多通道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并結(jié)合聯(lián)合概率與粒子群算法優(yōu)化火點(diǎn)識(shí)別權(quán)重，有效降低誤報(bào)率，為電網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)保障。

技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)通過(guò)整合歷史氣象資料與災(zāi)害案例數(shù)據(jù)，梳理災(zāi)害發(fā)生的脈絡(luò)，對(duì)不同時(shí)空范圍內(nèi)的覆冰、洪澇和山火災(zāi)害進(jìn)行綜合分析，明確了災(zāi)害發(fā)生的時(shí)空演變規(guī)律，深入解析關(guān)鍵氣象參數(shù)對(duì)災(zāi)害形成的內(nèi)在作用機(jī)制。同時(shí)，對(duì)災(zāi)害發(fā)生的驅(qū)動(dòng)力因子進(jìn)行系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性及敏感性分析，全面揭示多因素耦合機(jī)制。以上技術(shù)攻關(guān)成果，為后續(xù)災(zāi)害預(yù)警模型的構(gòu)建提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，使電網(wǎng)運(yùn)維人員能夠更有針對(duì)性地開(kāi)展災(zāi)害預(yù)防工作。

接下來(lái)，技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)將在覆冰預(yù)警模型優(yōu)化上，基于前期模型進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，根據(jù)運(yùn)行反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析并持續(xù)優(yōu)化，提升預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率；洪澇預(yù)警模型方面，基于預(yù)報(bào)降雨量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)淹沒(méi)范圍和深度，設(shè)計(jì)分級(jí)預(yù)警機(jī)制，進(jìn)一步優(yōu)化模型；山火監(jiān)測(cè)模型則研究固定熱源識(shí)別技術(shù)，完善虛警庫(kù)數(shù)據(jù)，提升監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率。

冀北電科院也將繼續(xù)深化技術(shù)攻關(guān)，不斷優(yōu)化提升氣象災(zāi)害預(yù)警的有效性和針對(duì)性，增強(qiáng)災(zāi)害預(yù)測(cè)和防控能力，提高電力氣象預(yù)警水平，為電網(wǎng)設(shè)備筑牢抵御氣象災(zāi)害的堅(jiān)固防線，推動(dòng)電力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。■