电力系统如何平稳穿越“沸腾年代”？——从气象视角看新型电网建设挑战

近日，洪水自撒哈拉沙漠腹地喷涌，穿越连绵沙丘与稀疏植被，将干涸长达半个世纪的伊里基湖重新填满。自9月底以来，该地经历了极端降雨引发的洪水灾害。在地球的另一端，超强飓风“海伦妮”“米尔顿”接连肆虐美国佛罗里达州，造成超过300万户家庭断电。不久前，中国海南亦经历了17级超强台风“摩羯”的冲击。

自然灾害破坏之强、影响之大，超乎想象，全球自然生态系统和人类社会正因此面临无尽试炼与挑战。

“百年一遇”为何频现？

今年阳澄湖的大闸蟹，比往年来得更晚一些。7月水温太高，刚蜕壳的大闸蟹受不了，一茬接一茬地死亡。长三角蟹农表示还从未碰过这种情况。一波未平，一波又起。中秋时节，秋台风罕见地登陆华东，台风“贝碧嘉”掀翻湖里不少养殖区域的围网，大闸蟹纷纷出逃。

不只是对温度敏感的大闸蟹，越来越多人感受到天气的“反常”。比如，2022年我国南方经历“百年一遇”持续高温，2023年北京遭遇“140年以来”最强降雨，2024年广东北江流域发生“百年一遇”洪水，杭州经历“史上高温最漫长的一年”……

极端天气频发的背后原因均指向全球变暖。联合国防灾减灾署发布的《灾害造成的人类损失2000—2019》报告显示，受气候变暖影响，过去20年间，全球高温事件增加了232%，洪涝事件增加了134%，风暴事件增加了97%，山火事件增加了46%，干旱事件增加了29%。

联合国秘书长古特雷斯发出警示，全球变暖的时代已经结束，全球“沸腾年代”已然到来。极端天气引发的强风、洪涝、高温及冰冻等，正是电力系统的致命威胁。相关统计数据表明，全球近八成停电事故由极端天气引起。

一方面，“拉尼娜”现象持续推高能源需求。中国电力负荷“冬夏”双高峰特征日趋明显。2020年冬，极端寒潮造成江西、湖南多地用电紧张。今夏，东部沿海经济大省浙江用电负荷七创历史新高。另一方面，电力供应也常常“看天吃饭”。2022年，川渝60年一遇的极端高温干旱导致占当地电力供应80%以上的水电发电能力“腰斩”。千里外的浙江为保证电力安全稳定供应，以超常价格购入外省来电，最远来自新疆、西藏。

越来越多的“压力测试”表明，能源风险和气候变化两大危机相互关联。极端天气事件已逐渐从偶尔出现的“附加挑战”转为更为频繁的“必答考题”，甚至是电力系统安全稳定运行的“关键难题”。

变数丛生中寻找“确定性”

当百年一遇乃至千年一遇的灾害频繁发生，极端天气带来的“痛”必须要治。

2016年起，国家电网公司建立覆冰、山火、雷电、舞动、台风和地质灾害六大监测预警中心，将努力提前至灾害来临前。今年8月9日，中国气象局与国家电网公司在京签署战略合作框架协议，共同推动“气象+电力”深度融合，发挥气象在新型电力系统建设与运行中的支撑保障作用。

“我们这个行业正从‘看天吃饭’转向‘知天而作’。”台风“贝碧嘉”登陆前夕，在国网台风预警中心工作台前，国网浙江电科院电力气象专家王振国与浙江省气象局首席预报团队联合办公，针对浙江特高压通道、大跨越杆塔的定点精细化气象预报向各市发布预警报告，指导预防措施制定。

过去，气象部门预警信息面向社会公众，集中关注城市等人口密集区域；而电网设备多位于高山峻岭间等微地形区域，常规的台风预报难以满足电力生产运维的实际需要。为此，国网台风预警中心将气象、地形地貌、电网设备参数、专家经验、历史台风灾害等数据融合应用于台风灾害预测过程，将台风气象预测空间分辨率从3千米范围提升至1千米，为电网“量身定制”台风预报。

数据显示，在历次台风灾害过程中，国网台风监测预警中心对发生台风故障跳闸线路预测准确率最高超70%。前期的精准预测有助于受影响地区作出有效抗击台风预案和充足物资准备，将灾害损失降到最低。

今年7月23日，国网浙江电力生产管控中心、浙江电力气象中心在国网台风监测预警中心的基础上进一步建强。“除了防灾减灾，电力气象服务体系的进一步完善，还能有效支撑新能源功率预测，辅助电力电量平衡调度。”王振国说。

在高比例外来电、高比例清洁能源、高峰谷差率的浙江，气象与能源电力的关系更为紧密。要在供需极度不确定下实现可靠的电力供给，电力系统必须寻找新的平衡模式。

浙江建设新一代调度技术，从多源气象数据接入、融合与数据质量评估入手，辅助历史量测样本数据的治理，通过全新的AI预测模型的部署与迭代调优，实现新能源出力及负荷预测15分钟超短期预测，以预测确定性助力算好供需“平衡账”。

与黑天鹅共振，唯有“反脆弱”

不确定性灾害频现，增强城市韧性是必然选择。在城建规划上，各大城市也将环境气候纳入考量范畴。

宁波余姚，如同众多沿东南海岸线、依河而筑的城市，台风带来的洪涝历来是最主要的天灾。“相当于68个西湖的水倾泻而下。”回忆起11年前的强台风“菲特”，当地居民仍心有余悸。穿城而过的姚江，水位达到历史最高值3.4米，城区泡在水里长达一周，6天18小时才退去。

今年5月，在该市河姆渡镇东澄村电力施工现场，随着10千伏江大线的智能化改造工作顺利完成，国网余姚市供电公司“风雨无忧”民生工程主线部分全面收官。“改造后的线路可远程操控实现秒级停电隔离，进一步保障居民汛期用电无忧。”国网余姚市供电公司丈亭供电所生产负责人说。

浙江地处东南沿海，海岛星罗棋布，全省受台风风暴潮影响的岸线长度居全国之首‌。因此，浙江尤其需要一张“不怕台风的电网”。

由点及面，近年来，浙江应用“防台风抗灾电网”体系评价平台，通过47个评价指数对沿海城市供电网格进行“诊断”，开展查漏补缺。在各地靠海和“风口”地带，完成3000余基老旧薄弱和风偏杆塔改造，全密封、全绝缘、防洪型设备覆盖到位，持续建强电网本质安全。

然而，“超强台风不常来，登陆地点‘捉摸不定’，按照抗超强台风的标准全面升级电网并不现实。” 王振国表示，防灾减灾是一项系统性工程。

数年间，浙江灾后“修复模式”也在持续上新，从网格化抢修到电子沙盘助力快速决策，从无人机灾后巡线到结合卫星通信构建“空天地一体化”应急作战链，从电力灾害恢复指数为抢修指挥提供决策依据到基于北斗技术的平战一体智慧抢修平台……

正是面对天灾的不懈努力，让电力抢修更智慧、应对愈从容。2016年，台风“莫拉蒂”引发浙江山洪，供电员工奋战87小时恢复受灾地区供电。2020年，台风“黑格比”来势汹汹，仅过去48小时，受灾区域便重现万家灯火。2024年，台风“贝碧嘉”袭击舟山、嘉兴等地，当晚受影响区域即全部恢复供电。

正如“黑天鹅之父”纳西姆·塔勒布提出的反脆弱理论：复杂系统的演化本身就是反脆弱的——经历风险越多，黑天鹅就离得越远。反思中摸索前进，合作中寻集体智慧，终将找到通向可持续、坚韧、安全能源的答案。（张悦）

编辑：梁恒维

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