气象信息与电网运行

1、气象信息与电网运行贾东旭、郭希海(东北电网有限公司调度通信部,辽宁 沈阳 110006 摘要:本文首先通过列举东北电网近年来发生的一些电网事故,提出恶劣天气给电网和社会带来严重的经 济损失。其次,介绍了东北电网气象信息采集分析系统的基本构成和主要功能特点;最后详细论述了气象 信息在电网运行中发挥多方面的作用,展望今后的电网运行对气象信息的需求会更加广泛。关键词 :电网运行、气象预报、信息、系统1 前言东北电网与气象部门的业务合作已有几十年的历史了。 特别是最近十年来, 气象预报水 平不断提高, 预报手段也越来越先进, 气象信息在东北电网运行、 水电厂水库调度管理中的 应用也越来越广泛。东北网调

2、在气象信息应用方面经历了不同的发展时期, 随着时间的延续, 应用水平逐步提高。 从一般性的简单应用, 到开发研究气象信息综合分析和高级应用; 从过去只关心水库流域的 短期降雨预报(而且只是大暴雨的情况到现在对风、雨、雷、电、雾都要关注。如气温 的急剧变化、 暴风雪的发生、 台风的生成和发展等许许多多的气象信息都与电网安全稳定运 行有着重大的关系。 本文通过列举实例说明天气变化给电网运行带来了较大影响; 简单介绍 了网调气象信息采集系统;叙述了目前阶段气象信息在电网运行日常工作中的作用。2 近年来因天气原因影响东北电网运行举例1999年 11月 24日,多年不遇的大风雪造成东北电网大量线路跳闸,

3、沈阳市大部分地 区停电,网调、辽宁省调和沈阳电业局调度停电,公司大楼整个上午都在黑暗中度过,UPS 电源仅维持调度和计算机机房的供电。2000年 7月 21日凌晨,因遭遇龙卷风和暴雨侵袭,吉林省德惠市天台乡境内东北电网 500千伏省间联络线 10座铁塔倾倒,导致塔材、导线等设备严重损坏,30万平方米农田被 压毁。电力部门集中 200多人,抢修线路 20余天。2000年 9月 1516日受 14号台风 (桑美 的影响, 白山流域降雨 65毫米。 水位从 415.07米上升到 416.39米,18日 16:00开始放流到 20日 6:00结束,白山总放流量 0.93亿立 方米,红石总放流量 1.8

4、8亿立方米。白山最高水位 416.39米,最大出流 1661立方米/秒。 2001年东北电网发生大面积雾闪事故。2月 22日辽宁省内出现了建国以来最严重的一 次浓雾天气,造成电网大面积停电事故,波及沈阳、鞍山、营口、辽阳、抚顺、锦州、铁岭 和阜新等八个地区。事故中 500kV 线路跳闸 17条次;220kV 线路跳闸 151条次;66kV 线路 跳闸 171条次;1座 500kV 变电所、12座 220kV 变电所、120座 66kV 变电所全停。全网共 损失负荷 937万千瓦时,沈阳地区 10个 220kV 变电所中有 8个全停,波及许多重要机关、 报社、电台和电视台、火车站、机场,对工农业

5、生产和人民生活用电产生较大影响。 2002年 7月 12日前后,辽宁省中、东部地区降大暴雨,沈阳市平均次降雨量 105.8毫 米, 是常年 7月中旬的平均降雨量的两倍。 这次降雨还出现了大面积严重的飓风和冰雹, 使 沈阳的辽中县、苏家屯区有 35个乡镇受灾,倒塌房屋 5232间,因灾死亡 1人,农作物受灾 44.7万亩, 损坏输电线路 74条, 仅辽中倒塌电杆 300基。 22万千伏输变电线路 4个铁塔被 强风折断,13个乡镇中断供电 36小时。损坏灌溉设施 20处,估算直接经济损失近 2亿元。 仅从上述几个实例, 可以看出恶劣的天气会大大增加电网发生事故的可能性。 而一旦发生电网事故,所带来

6、的经济损失是严重的,也将给工农业生产和国民经济带来严重的影响。 3 气象信息采集系统多年来, 东北网调水库调度与气象部门合作, 逐步建立和完善了气象信息收集的工作体 系。从 1999年开始,结合电网水库调度自动化系统的开发建设,利用 3年的时间建成了气 象信息采集分析子系统。该系统硬件可靠、配置合理;软件功能齐全实用、内容丰富、运行 稳定, 满足东北电网水库调度运行的实际需要, 为东北地区的防洪减灾、 东北电网水电经济 运行提供了先进手段,具有较大的潜在经济效益与社会效益。1本系统的开发建设主要开展了如下几方面的研究工作:A 、 水 库 流 域 降 水 预 报 方 法B 、 信 息 采 集 与

7、 管 理C 、 信 息 显 示 、 分 析D 、 台 风 路 径 显 示 预 报 系 统E 、 多 媒 体 语 音 平 台F 、 系 统 网 络 与 通 信1999年2004年,网调与气象部门通过 11M 微波点对点数据传输,实现水调网与气象 网络的连接。2004年以后,传输方式改为虚拟互联网(FTP方式。系统配置结构如下图: 2该系统的部分功能简介如下:A.气象信息 Web 网站网站内容包括各种天气预报、 天气实况、 气象情报等多种气象服务产品。 网站不仅提供 各种常规文字信息,还能以填图的方式显示天气实况、进行任意时段的降水量累计、绘制数 值预报降水场色斑图、提供卫星云图动画等等。B.水库

8、调度多媒体语音平台水库调度多媒体语音平台是基于建立一个使用多媒体技术实现水库调度播音自动化的 业务系统。在数字化语音的多媒体技术基础上,结合了水库调度自身方面的特点。主要包括 建立系统界面;建立水文语音库、气象语音库、电网语音库、水库信息语音库;建立语音编 辑模块;建立播音模块,建立各种语音库的维护系统等,按使用分为文本显示,语音播放与控制文件三部分。C.综合应用平台各种气象资料经过采集加工后, 需要以图形、 图象等直观简便的形式提供给用户, 为此 本系统设计了气象信息综合平台。该平台面向专业人员,它具有内容全面、信息量大、显示 分析能力强等特点, 提供了对各类气象信息产品进行加工、 分析的功

9、能, 基本上可以满足天 气预报制作业务的需要。3系统的主要特点:A.实用性强。 根据不同的应用需求, 提供了专用的气象终端和 WEB 服务器公共浏览两种 界面友好、 实用美观的应用工作平台, 可以全方位的为用户提供服务; 在预报方法研究方面, 采用了最新的 MM5V3模式制作降水预报;针对水库防洪需要提供台风路径预报及实况; B.自动化程度高。本系统实现了各类气象信息采集、处理、数据库入库、网页生成发布 等工作的全部自动化。C.扩充能力强。本系统可以进行任何必要的升级、扩充、修改与移植。本系统大量采用 最新的软件技术及工具进行设计, 确保了软件整体性能的优越。 如网页的自动生成、 数据库 动态

10、链接、 实况填图显示、 图形图像分层管理及作业自动化管理等方面均有所突破; 提供实 况及历史资料的查询和统计,使信息的应用更加简洁、方便。4 气象信息在电网运行中的应用目前, 我国电力部门对气象信息的应用工作越来越重视。 已经由简单地收集信息逐步进 入更高一级的应用。近年来,我们在实际工作中坚持一条原则,即:“长期预报作参考、短 期预报作指导、落地雨为依据” 。这个原则也是对过去气象信息应用的一种概括与总结。而 今天, 气象预报这种参考和指导作用越来越突出了, 对于如何更好地发挥各类气象信息在电 网运行中的作用是摆在我们面前的一个课题。几年来, 东北网调通过与气象部门共同开发研制了一些应用软件

11、, 逐步建成了比较完善 的气象信息自动采集、 分析应用系统。 如北上台风预报与强降水预报系统、 卫星云图降雨估 算、水库流域降雨数值预报、历史台风查询系统;建立了气象信息综合应用管理平台、气象 信息数据库、 气象信息网站等等。 该系统为东北电网安全运行发挥了越来越重要的作用, 也 为电网和水电厂的经济运行提供了必要的依据和参考。1恶劣的天气情况如雷雨、大风、雾、暴风雪等影响电网的安全运行。正确的天气预 报能够使运行部门事先做出安排, 调度部门能够事先做出事故预案。 另外当电网进行某些故 障分析时,往往需要利用气象信息帮助查找事故原因(如雷击、雾闪等等 ,因此气象信息 是电网安全运行的重要参考。

12、 目前福建电网已在研究开发气象预警系统 (输电线路环境监测 等 ,随着电力体制改革的深入和电力市场的实现,气象信息在电网运行中的作用会更加重 要。2发供电设备的检修计划的制定。检修计划的制定与实施都要参考气象预报来安排; 如预报多水季节则可以预先多发水电, 腾出库容, 预报枯水则可以适当安排检修, 做到综合 平衡, (跟据天气安排设备、线路检修作业从而为电源安排和检修工作提供较大的帮助。 3根据短期天气预报,及时调整日调节水库运行水位。过去网调在回龙山和太平哨梯 级水库开展高水位运行, 取得明显经济效益, 年创经济效益近 400万元。 目前在界河太平湾 电厂和二松流域红石电厂开展高水位运行,

13、经济效益非常明显, 充分体现了预报调度的可观 效益。对于综合利用水库,如具有防洪、发电、航运、工农业和生活用水等多种用途的水库, 及时准确地了解和掌握气象信息是非常重要的。 如汛期防汛时, 一次准确的天气预报, 可以 在防洪调度决策中发挥非常积极的作用。 据此采取水库提前预泄, 就会降低调洪过程中的最高水位,就可能使水库上游减少洪水带来的灾害。同时,因最大下泄流量的减少,也会使水 库下游避免或减少较大的灾害损失。另外,提前了解天气情况,提前安排机组发电,做到最 大限度地利用水力资源,也给企业带来较为可观的经济效益。4气温变化对全网总体负荷水平有很大影响。电网在制定年、季、月、日运行方式时, 都

14、要考虑相应的气候预测或气象预报。 人们通过实践早就认识到, 电厂负荷和天气关系很密 切。夏季温度如果比常年高,电力负荷和生产成本将增加,与此同时,用户的用电量也会增 加。反之,如果遇上凉夏,电力负荷和生产成本将降低,用户的用电量也将减少。如 03年 8月 22日东北地区有一次明显降雨过程,全区日发电量由前一天 49056万降为 46700万千 瓦时,减少 2356万千瓦时,最大负荷由 2293减为 2127万千瓦,减小 166万千瓦。因此, 预知天气的变化就可以更加准确地进行负荷预测,提高电网运行的经济性。在东北地区春季农灌负荷增加 , 降雨量有时对电力供应也有影响。 在多雨时, 农民用电量明

15、 显减少;旱情严重,灌溉用电必然增加。利用分析得到的天气和用电量的相关关系,不仅可以估计某个季节的用电受天气的影 响, 还可以做未来几天和几周的逐日电量需求的预报。 通过使用最新的天气预报技术, 提前 2-3周做用电量变化的趋势预报可以做到的。52002年开始,东北电网根据电网运行需要,开展了周天气预报。每周有专人进行上 一周天气实况的总结与分析,收集预报并在周一生产早会汇报。2002年汛后,与辽宁省气 象台合作, 完成气温资料查询与分析子系统的建设。 该子系统选取东北三省三十几个地区作 为基本站点,每日显示 02、08、14、20点时刻各站天气状况和气温资料,收集最高、最低 气温和日平均气温

16、并绘制温度曲线。建立地区历史气温资料库,现可以显示 90年以后任意 站点的温度曲线, 与历年同期资料对比, 给出温差和当日天气状况。 配合相应地区供电负荷 的变化, 为电网负荷预测提供参考, 为今后实施电力市场环境下电网负荷预测水平的提高创 造了有利的条件。5 展望当前,我国电力系统正处于深化改革阶段。随着电力市场逐步建立,实行厂网分开、竞 价上网, 必将催生新的电网运行管理模式, 电网对气象信息的需求也会更加广泛。 深入研究 和探讨气象信息在电网运行中的应用是一项非常重要的工作。同时,气象事业的不断发展、 预报手段的不断更新、 预报水平的不断提高, 气象信息的应用也必将给电网带来更大的效益。

17、 东北电网为东北三省的经济发展和人民生活水平的提高, 为建设全面小康社会必将做出更大 的贡献。作者介绍:贾东旭 1960年 6月出生,水文水资源硕士学位。现任中国水利学会和中国气象学会水文气象 专委会委员,辽宁省气象学会第八届理事,从事电网水库调度多年,发表过水电站水库提高水能利用率 的方法研究 、 东北电网水调业务管理软件研究等论文多篇。Weather Forecast Information and Power Grid OperationJiaDongXu(Dispatching Department of Northeast China Grid company Limited,She

18、nyang,LiaoningAbstract :Firstly , This paper list some power grid accident happened in northeast power grid recent years and put forward that atrocious weather could bring serious economic loss to our power grid and society ; Secondly , introduce the basic structure and main function and characteristic of weather information collection and analysis system in northeast power grid