華東電網(wǎng)供電區(qū)域覆蓋上海、江蘇、浙江、安徽、福建四省一市，供電面積47萬平方千米，服務人口2.67億。近十年，華東電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，輸變電設備數(shù)量翻倍增長，已形成以1000千伏特高壓交流環(huán)網(wǎng)和500千伏網(wǎng)格狀主網(wǎng)架為核心的緊密聯(lián)系網(wǎng)架。但夏季華東電網(wǎng)高溫大負荷運行時期，東南沿海地區(qū)臺風、強對流等惡劣天氣多發(fā)，威脅電網(wǎng)運行安全。
為進一步應對惡劣天氣影響、提升調(diào)度對電網(wǎng)實時運行風險的管控能力，國家電網(wǎng)有限公司華東分部搭建了氣象風險量化預警系統(tǒng)。該系統(tǒng)于今年7月上線運行，由外部氣象風險預警平臺和故障預案智能生成系統(tǒng)兩大部分組成，具備惡劣天氣實時監(jiān)視、輸電通道故障風險可視化展示和預案在線共享協(xié)同處置三大功能，可助力調(diào)度專業(yè)應對極端惡劣天氣，保障大電網(wǎng)安全。
接入高精度氣象環(huán)境數(shù)據(jù)
網(wǎng)格化實時監(jiān)測惡劣天氣變化
華東電網(wǎng)是大受端電網(wǎng)，通過11回跨區(qū)直流從華中、西南、華北、西北電網(wǎng)受電，區(qū)域輸電通道資源十分緊張。線路最密集區(qū)段有總輸送容量2980萬千瓦的6條線路通過。若因惡劣天氣造成外力破壞等情況，可能影響多回直流線路運行，有較大風險。因此，防范極端惡劣天氣對華東電網(wǎng)來說極為重要。
精準掌握氣象情況是應對惡劣天氣的前提和關鍵。以前，華東電力調(diào)控分中心只能從外部獲取一些對全社會開放的氣象圖像、數(shù)據(jù)，有信息來源不統(tǒng)一、不全面，氣象圖像精度不高等問題。
國網(wǎng)華東分部和氣象部門溝通協(xié)調(diào)，打破內(nèi)外網(wǎng)和不同平臺之間的壁壘，將臺風實測及預報信息、多普勒雷達云圖、雷擊落點、雷暴強度、降雨量、大霧影響范圍等高精度氣象環(huán)境數(shù)據(jù)接入氣象風險量化預警系統(tǒng)，配合網(wǎng)架接線圖和精確的經(jīng)緯度標識，實現(xiàn)對輸電通道周邊惡劣天氣的網(wǎng)格化實時監(jiān)測。
“以前我們都是對著網(wǎng)架接線圖來做預案，一邊用電腦或手機查看氣象信息，一邊對照地理接線圖研判可能發(fā)生的電網(wǎng)設備故障，效率比較低且精準度有限?！比A東電力調(diào)控分中心調(diào)度員范棟琦說，氣象風險量化預警系統(tǒng)將氣象環(huán)境、地理環(huán)境與輸變電設備狀態(tài)、電網(wǎng)實時狀態(tài)結合起來，可以直觀呈現(xiàn)惡劣天氣對電網(wǎng)的影響?！艾F(xiàn)在我們可以直接在網(wǎng)架接線圖上查看電力設施近區(qū)的天氣變化，對惡劣天氣影響的判斷也更精準。”
可視化展現(xiàn)故障風險
自動生成故障預案
7月25日，臺風“煙花”在浙江舟山登陸后不久，華東電力調(diào)控分中心當值調(diào)度員就接到氣象風險量化預警系統(tǒng)提示：500千伏王店變電站近區(qū)受主變壓器停運影響，存在風險點。當值調(diào)度員馬上與國網(wǎng)浙江省電力有限公司調(diào)度部門聯(lián)絡，采取分區(qū)間合環(huán)方式加強電網(wǎng)運行能力。臺風“煙花”侵襲華東期間，華東電網(wǎng)500千伏及以上線路和廠站全部正常運行，華東電網(wǎng)主網(wǎng)運行平穩(wěn)。
根據(jù)惡劣天氣的實時變化、預報信息等數(shù)據(jù)，氣象風險量化預警系統(tǒng)能預測未來6小時內(nèi)哪些線路可能因惡劣天氣發(fā)生故障，并給出預警提示。網(wǎng)架接線圖中的相應線路隨即變?yōu)榧t色。該系統(tǒng)的風險線路預警列表中還會展示風險線路名稱、故障發(fā)生概率、預警發(fā)布時刻和預計故障時刻等細節(jié)信息。
為了提升系統(tǒng)對惡劣天氣影響的分析精準度，國網(wǎng)華東分部為氣象風險量化預警系統(tǒng)接入了近十年的華東主網(wǎng)故障數(shù)據(jù)，運用大數(shù)據(jù)分析技術和機器學習算法，建立綜合考慮內(nèi)外部因素的輸電通道故障風險預判模型，從輸變電設備內(nèi)部參數(shù)、電網(wǎng)實際故障案例數(shù)據(jù)、外部惡劣天氣數(shù)據(jù)及地理環(huán)境中提煉樣本特征，分析各類型惡劣天氣導致電網(wǎng)設備故障的規(guī)律和特點。
在氣象風險量化預警系統(tǒng)發(fā)出預警提示時，輸電通道故障風險預判模型會同步輸出故障集到故障預案智能生成系統(tǒng)，由故障預案智能生成系統(tǒng)自動生成相關網(wǎng)-省聯(lián)合預案，輔助調(diào)度人員快速采取相應的風險處置策略，保障大電網(wǎng)安全。
信息共享
兩級協(xié)同處置
氣象風險量化預警系統(tǒng)不光提升了氣象風險預測的精準度，還大幅提升了調(diào)度工作的效率。臺風“煙花”侵襲華東期間，氣象風險量化預警系統(tǒng)提示調(diào)度人員重點關注風險線路16條、自動生成網(wǎng)-省聯(lián)合預案36份。系統(tǒng)生成36份預案總計用時約為60分鐘，如果由調(diào)度員人工操作，大約需要360分鐘。
“這個系統(tǒng)不僅出預案的速度快，也為我們調(diào)度員交接班節(jié)省了很多時間。以前我們要把所有的預案打印出來，交給下一班的同事，接班的同事想了解數(shù)據(jù)又要去厚厚一摞文件里翻找，費時費力。現(xiàn)在所有信息在系統(tǒng)界面上一目了然，且歷史數(shù)據(jù)的積累也給今后同類型故障處置提供了參考?！狈稐濈f。同時，該系統(tǒng)還支持華東電力調(diào)控分中心對網(wǎng)、省兩級協(xié)同編制的故障預案進行編制簽名、審核意見填寫及審核簽名，減少故障預案的流轉環(huán)節(jié)，節(jié)省時間。
通過國家電網(wǎng)有限公司統(tǒng)一調(diào)度平臺，國網(wǎng)華東分部可以與區(qū)域內(nèi)五家省級電力公司共享風險線路預警情況。故障預案生成后，氣象風險量化預警系統(tǒng)還會自動將預案共享給預想故障相關省級電力公司的調(diào)度部門，整體提升調(diào)度人員的風險認識能力和故障處置效率。
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