“電網主要災害規律性研究及其應用”獲國家電網公司科技進步獎
- 發佈時間:2015-10-22 04:32:04 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
主要完成單位:中國電力科學研究院
完成人:程永鋒、高克利、朱寬軍、王劍、丁士君、楊加倫、李軍輝、楊風利、鐘珉、朱照清、劉彬、張立春、曹志煌、王學彬、董新勝
我國已成為世界上電網災害最嚴重的國家之一,頻發的氣象、地震和地質等災害給電網的安全穩定運作造成了巨大的威脅。目前電網災害重“治”輕“防”的局面制約了防災水準的提升,掌握電網主要災害規律及分佈圖繪製技術是提升電網防災水準的重要途徑。
該項目在電網主要災害發生規律、災害分級及其分佈圖繪製等方面開展了系統研究,取得了豐碩的成果:(1)建立了典型強風載荷計算模型、導線覆冰厚度預測模型和電網地質災害危險性評價模型,提出了舞動氣象影響參數分析方法和設備抗震可靠性計算方法,克服了傳統方法關鍵參數表達不明確、計算精度不滿足要求等方面的問題,為電網主要災害規律分析提供了理論基礎。(2)揭示了颱風、下擊暴流的形成及分佈規律、電網滑坡/泥石流地質災害的發生和破壞規律以及電網覆冰分佈規律,提出了我國電網設施的抗震設防水準,細化了舞動氣象參數閾值空間分佈規律,使得電網主要災害分佈特性分析預測結果更加符合實際。(3)提出了電網主要災害等級劃分方法和標準,包括:颱風和下擊暴流風的風速統計方法和分級標準、覆冰厚度多模型計算方法和分級標準、舞動日數分級標準、電網地質災害危險性評價方法和表徵指標分級、電網抗震設防分區原則,為災害分佈圖繪製奠定了基礎。(4)建立了電網災害分佈圖繪製技術體系,規範了分佈圖繪製方法,繪製了電網風、覆冰、舞動、地震及地質災害等主要災害分佈圖。
技術創新點
該成果的關鍵技術和創新點:(1)揭示了強風作用下輸電線路的破壞規律,提出了颱風和下擊暴流風的風速統計方法,建立了14級風速的電網風區分級標準,首次繪製了國家電網公司系統電網風區分佈圖,為更準確計算輸電線路抗風設計參數提供了重要依據。(2)根據不同的基礎數據條件,建立了包含覆冰數據法、CRREL模型法、氣象參量回歸法和局地地形氣象法的覆冰厚度預測技術體系,制定了電網覆冰等級區劃方法,繪製了國家電網公司系統電網冰區分佈圖,為確定輸電線路覆冰荷載提供了重要依據。(3)在氣象地理法和頻次法的基礎上,結合運作經驗建立了新的舞動災害區域分佈圖繪製方法,修訂了國家電網公司系統舞動分佈圖,為電網開展防舞設計和運維提供了重要技術支撐。(4)提出了電網電氣設備50年超越概率2%的抗震設防水準,建立了電網電氣設備抗震設計3等級的分區原則及標準反應譜,首次繪製了全國電網抗震設防分佈圖,是變電站、換流站開展抗震選址及抗震設防工作的技術依據。(5)提出了滑坡和泥石流災害對電網危險性的評價模型和方法,首次繪製了全國電網地質災害危險性區域分佈圖,為規劃建設階段輸電線路和變電(換流)站工程地質災害風險評估提供了技術支撐。
成果應用及效益
該項目建立了電網風、覆冰、舞動、地震及地質等災害分佈圖繪製技術,並繪製完成《國家電網公司電網風區分佈圖(2013年版)》、《國家電網公司電網冰區分佈圖(2013年版)》、《國家電網公司電網舞動區域分佈圖(2013年版)》、《國家電網公司電網抗震設防分佈圖(2013年版)》及《國家電網公司電網地質災害分佈圖(2013年版)》等災害分佈圖,成果在國家電網公司系統得到了全面推廣應用。
(1)電網規劃建設方面的應用
電網主要災害分佈圖已經廣泛的應用到電網新建工程的規劃和設計中,為電網路徑規劃、電網防災減災設計提供了有力的技術支撐。
2014年國務院發佈實施《大氣污染防治行動計劃》的實施,包括“四交五直”等在內的多條特高壓工程將相繼開展建設,目前包括±800kV上海廟—山東、錫盟—江蘇及山西—江蘇等特高壓直流工程和1000kV榆橫—濰坊等特高壓交流工程,電網風、覆冰、舞動、地震及地質分佈圖已經作為防災設計的基本依據應用到上述工程的初步設計中,主要有特高壓輸電線路走廊設計風速、設計冰厚的確定,線路走廊所經區域舞動強弱程度的分級,換流站、變電站避開嚴重震區及地質災害區的設計等,直接支撐了特高壓工程的規劃設計工作。
(2)電網運維方面的應用
電網主要災害分佈圖作為電網運維檢修工作的重要依據,已經在運維檢修工作中得到廣泛的應用。
2014年,國家電網公司運維檢修部組織相關省份依據新版電網風區、冰區和舞動區域分佈圖開展了包括±800kV復奉、錦蘇、賓金、天中等特高壓直流工程和1000kV晉東南—荊門、淮上等特高壓交流工程在內的重要輸電通道風險因子的評估,對保障國網公司重要輸電通道的安全穩定和滿負荷運作提供了堅強的技術支撐。
電網風、覆冰、舞動、地震及地質等災害分佈圖的應用全面提高了我國電網規劃、建設及運維的技術水準,大大提升了電網抵禦自然災害的能力,具有顯著的經濟效益和巨大的社會效益。(楊加倫)
相關連結
程永鋒,教授級高級工程師,中國電力科學研究院副總工程師,輸變電工程研究所所長。長期從事輸變電工程地基基礎和電網工程防災減災技術的研究工作。相關研究成果廣泛應用於輸變電工程中,為我國輸變電工程關鍵技術攻關做出了突出貢獻。
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