今年10月10日,国网江苏电科院专业人员正通过新上线的江苏配网雷电监测分析系统,开展智能避雷器状态监测、杆塔巡视优先级评估和防雷措施有效性对比。这套系统自6月试运行以来,已经成功分析了超过两万次雷电活动数据,发现雷击故障50余起,准确率超过90%。
该系统将配电线路雷击故障定位运维效率提升1倍,雷击停电时间缩短50%,标志着我国建成了首个覆盖输电、配电全电压等级电网的雷击故障定位体系。
江苏近37万公里电网线路有了智能“防雷网”,故障查找从小时级进入分钟级。
01 电网防雷的挑战与演进
江苏电网作为全国规模最大的省级电网之一,面临严峻的雷击威胁。今年上半年,江苏全省落雷达38万次,为去年同期的2倍。全省共计近37万公里各类电网线路,点多面广,遭受雷击后人工查找难度大。
雷击对电网破坏力极大,可能导致线路跳闸、输变电设备故障、线路非计划停运以及配电系统及设备损坏等严重后果,直接影响电网的安全稳定运行和供电可靠性。
江苏省大部分地区处于多雷区或强雷区。据统计,自2011年至2016年,江苏电网220千伏及以上输变电线路因雷击影响导致线路等跳闸183次,其中500千伏输变电线路为33次,220千伏输变电线路为150次。
为应对这一挑战,江苏电力早在2012年就开启了雷电预警技术研究。2013年7月,国网江苏电科院在无锡地区试点建成5座雷电预警传感站,实现了雷电预警技术在我国电网领域的首次应用。
随着技术不断发展,2023年江苏电力在全国率先构建了包含22个雷电探测站、34个预警传感站及2台雷达的输电线路雷击监测网络,覆盖11.3万千米输电线路。而此次配网雷电监测分析系统的上线,则将25.3万千米配电线路纳入监测范围,最终实现了全电压等级的覆盖。
02 人工智能驱动三大技术突破
江苏配网雷电监测分析系统的核心突破在于应用了人工智能与多源数据融合技术,解决了故障定位难、人工耗时长等传统难题。该系统实现了三大创新,将电网雷电故障查找时间缩短至分钟级。
系统能够基于气象数据生成雷电高发区域热力图,实现对重点区域的动态监测。这一功能使运维人员能够提前预判雷击高风险区域,合理分配巡检资源,从被动应对转向主动防御。
系统还具备智能诊断功能,能自动区分城乡场景,准确标注受影响杆塔及历史雷击记录。这一特性考虑到城乡不同环境下的电网设备差异,提供更精准的故障诊断基础。
此外,系统通过分析避雷器动作频次,为防雷设施科学布设提供指导。这一功能帮助电力部门优化防雷设施配置,提升资源利用效率,从根本上增强电网的抗雷击能力。
03 从“数十公里”到“单基杆塔”的精准定位
江苏配网雷电监测分析系统最显著的应用效果,是将传统人工排查范围由“数十公里”精准缩小至“单基杆塔”,实现了故障定位精度质的飞跃。
这种精准定位能力极大提升了电网雷击故障的应急响应效率。系统采用预警短信推送方式,能够将输电通道雷击发生前30-60分钟的雷电预警信息进行发布,为应急抢修、人员避险争取宝贵时间。
系统试运行期间的表现已经证明了其可靠性。据统计,该系统自试运行以来已成功分析超两万次雷电活动数据,发现雷击故障50余起,经过人工辨识比对,准确率超90%。
这一系统不仅缩短故障排查时间,还能通过历史数据积累和分析,为江苏电网的长期规划提供科学依据。通过对避雷器动作频次的分析,系统可以指导防雷设施的优化布设,从源头降低雷击风险。
江苏电网的防雷技术发展历程体现了我国电力系统技术进步的清晰轨迹:从2013年在无锡试点建成5座雷电预警传感站,到2016年建成由11个传感站组成的雷电风险预警系统,再到今天覆盖全电压等级的智能监测体系。
全局雷电监测能力不仅保障了电网稳定运行,更减少了因停电造成的经济损失和社会影响。
未来,随着人工智能技术的不断进步,电网防雷系统将更加智能化、精准化。其他省份可以借鉴江苏经验,结合本地实际情况,建设相应的雷电监测体系,共同构建更具韧性的国家电网系统。