觀察丨電力系統如何平穩穿越氣候“沸騰年代”？
來源：《中國電力報》 時間：2024-11-05 17:21
張悅
近日，在世界上最干旱的地區之一——撒哈拉沙漠，洪水自沙漠腹地噴涌，穿越連綿沙丘與稀疏植被，將干涸長達半個世紀的伊里基湖重新填滿。
地球的另一端，超強颶風“海倫妮”“米爾頓”接連肆虐美國佛羅里達州，造成超過300萬戶家庭斷電，近三成的加油站陷入癱瘓。
不久前，中國海南亦經歷了17級超強臺風“摩羯”的無情沖擊。高數十米、造價上千萬元的風機被掀翻，粗如臂膀的樹干如凌亂的糖屑般散落一地。數十萬人用電受影響，災損超600億元。
破壞之強、影響之大，超乎想象。全球自然生態系統乃至整個人類社會，正因此面臨無盡試煉與挑戰。
“百年一遇”頻現
早前，一條微博詞條登上熱搜：20歲，經歷過3次“千年一遇”。越來越多人感受到，天氣越來越“反常”了。
比如，2022年我國南方“百年一遇”持續高溫，2023年北京“140年以來”最強降雨，2024年廣東北江流域“百年一遇”洪水，杭州歷經“史上高溫最漫長的一年”。“南澇北旱”的傳統印記正逐步被抹去。
極端天氣是相對罕見的，且對人類社會和生態系統產生破壞的天氣現象的統稱。它指一定地區在一定時間內出現的歷史上罕見的氣象事件，其發生概率通常小于5%~10%。
極端天氣頻發的背后原因，均指向了全球變暖。聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告指出，最近50年，全球變暖正以過去2000年以來前所未有的速度發生。
“受氣候變暖影響，過去20年間，全球高溫事件增加了232%，洪澇事件增加了134%，風暴事件增加了97%，山火事件增加了46%，干旱事件增加了29%。”聯合國防災減災署發布的《災害造成的人類損失2000~2019》報告顯示。
聯合國秘書長古特雷斯發出警示，全球變暖的時代已經結束，全球“沸騰年代”已然到來。伴隨著全球變暖的，卻非普遍而均勻地升溫，而是極端的熱與極端的冷共同肆虐。
去年，中國“史上最熱年”與“史上同期最強寒潮”同年出現，今年7月22日全球日平均氣溫為17.15攝氏度，成為地球有記錄以來最熱的一天。
我們無法預知氣象紀錄何時被刷新，但可以確定的是，天氣的極端不確定性在進一步加大。而極端天氣引發的強風、洪澇、高溫及冰凍等，正是電力系統最為憂慮的致命威脅。
敲響安全警鐘
“緊急招募！報酬日結！”
臺風“摩羯”登陸海南的第6天，海南文昌向社會緊急招募電工，要求專業電工或從事過電網電力工作經歷的實操者，須能爬電桿，且需自帶基本搶修工具。
在9月10日召開的海南省防御臺風“摩羯”應急指揮部新聞發布會上，南方電網海南電網有限責任公司黨委副書記趙有鋮透露，幾乎要重建一個文昌配網。
在自然之浩瀚蒼穹下，人微如塵，人類精心構筑的現代電力系統亦是。
臺風肆虐的數小時內，文昌全市房屋受損2.5萬余間，全省110千伏及以上主網桿塔損壞68基，35千伏及以下配網線路受損1.42萬千米，直接服務用戶的配電變壓器停運數量占總數63.94%，通信基站斷電率82.3%。全市11家水廠有8家因停電停供。
據統計，全球80%以上的停電事故由極端天氣引起，包括臺風、暴風雪、干旱、洪水等。臺風對電力設施的暴力破壞，僅是其中一種。極端天氣與能源供需之間的關系，遠比我們想象得更緊密。
一方面，拉尼娜現象持續推高能源需求。中國電力負荷“冬夏”雙高峰特征日趨明顯。2020年冬，寒潮造成江西、湖南多地限電。今夏，浙江用電負荷七創歷史新高，夏季降溫負荷占最高用電負荷比重超四成。
另一方面，電力供應也常常“看天吃飯”。2022年，川渝地區遭受60年一遇的極端高溫干旱天氣，導致占當地電力供應80%以上的水電發電能力“腰斬”、工業限電停產。能源市場暗流涌動，供不應求，度電難購。
極端天氣下規模快速增長的光伏、風電項目同樣“歷劫”。2021年2月，美國得克薩斯州遭遇極端寒潮，天然氣管道凍結，風光發電設備停運。極端低溫帶來電力需求激增和供應短缺，數百萬居民在零下19攝氏度的極寒中無電可用。
越來越多的“壓力測試”表明，能源風險和氣候變化兩大危機相互關聯，甚至相互耦合、互為因果。極端天氣事件已逐漸從偶爾出現的“附加挑戰”轉為更為頻繁的“必答考題”，甚至是電力系統安全穩定運行的“關鍵難題”。
變數中尋求破解
極端天氣帶來的“痛”，必須治。
如何治？電力系統能否“未卜先知”，更坦然面對？電網需多么堅固，才能對沖氣候風險？
今年8月9日，中國氣象局與國家電網有限公司在京簽署戰略合作框架協議，共同推動“氣象+電力”深度融合，發揮氣象在新型電力系統建設與運行中的支撐保障作用。
“幾十年來，我們這個行業都是‘看天吃飯’，如今正在轉向‘知天而作’。”臺風“貝碧嘉”登陸前夕，在國網臺風預警中心工作臺前，國網浙江電科院電力氣象專家王振國與浙江省氣象局首席預報團隊聯合辦公，針對特高壓通道、大跨越桿塔的定點精細化氣象預報向浙江各市發布預警報告，指導預防措施制定。
2016年起，國家電網有限公司建立覆冰、山火、雷電、舞動、臺風和地質災害六大監測預警中心，防范提前至災害來臨前。
過去，氣象部門預警信息面向社會公眾，集中關注城市等人口密集區域。而電網設備多位于高山峻嶺間等微地形區域，常規的臺風預報難以滿足電力生產運維實際需要。國網臺風預警中心將氣象、地形地貌、電網設備參數、專家經驗、電網歷史臺風災害等數據融合應用于臺風災害預測過程，將臺風氣象預測空間分辨率從3千米范圍提升至1千米，為電網“量身定制”臺風預報。
數據顯示，在歷次臺風災害過程中，國網臺風監測預警中心對發生臺風故障跳閘線路的預測準確率提高超70%。在前期精準預測下，受影響地區作出有效抗擊臺風預案和充足物資準備，將災害損失降到最低。
今年7月23日，國網浙江省電力有限公司生產管控中心、浙江電力氣象中心在國網臺風監測預警中心的基礎上進一步建強。“除了防災減災，電力氣象服務體系的進一步完善，還能有效支撐新能源功率預測，輔助電力電量平衡調度。”王振國說。
2024年初，中國氣象局《能源氣象服務行動計劃（2024~2027年）》還明確，到2027年，基本建成適應需求、技術先進、機制完善的能源氣象服務體系，精準服務電力運行，建立預警標準，為能源生產、供給、消費和安全提供全鏈條高質量氣象服務。
打鐵還需自身硬。
地處東南沿海的浙江，4300多座海島星羅棋布，全省受臺風暴潮影響岸線長達6600千米，居全國之首。1949年至2023年，超50個臺風“光臨”此地。
浙江電力設備部相關負責人接受采訪時說，構建新型電力系統需更加重視氣候變化“新常態”，備受臺風“青睞”的浙江，尤其需要一張“不怕臺風的電網”。
由點及面，近年來，浙江應用“防臺風抗災電網”體系評價平臺，通過47個評價指數對沿海城市供電網格進行“診斷”，針對城市電網開展查漏補缺。在各地靠海和“風口”地帶，完成3000余基老舊薄弱和風偏桿塔改造，全密封、全絕緣、防洪型設備覆蓋到位，持續建強電網本質安全。
當電網足夠強大，是否可以抵御一切？“超強臺風不常來，登陸地點‘捉摸不定’，按照抗超強臺風的標準全面升級電網并不現實。”王振國表示，防災減災是一項系統性工程。
數年間，浙江災后“修復模式”也在持續“上新”，從網格化搶修到電子沙盤助力快速決策，從無人機災后巡線到結合衛星通信構建“空天地一體化”應急作戰鏈，從電力災害恢復指數為搶修指揮提供決策依據到基于北斗技術的平戰一體智慧搶修平臺，搶修更智慧，應對愈從容。
“防災減災也有蝴蝶效應。”王振國說，一個小小的措施，很難說起初會起多大作用，但一定會帶來意想不到的變化。（作者單位：國網浙江省電力有限公司）
責任編輯：沈馨蕊
