超强台风对浙江电网的影响及防范建议

张 怡

(浙江水利水电学院 电气工程学院，浙江 杭州 310018)

2019年8月10日1时45分，1909号超强台风利奇马在浙江温岭登陆，登陆时中心最大风力16级，具有强度强、滞留长、风雨大、范围广、影响重等特点，对浙江等地电网造成严重破坏。台风尤其是超强台风是影响浙江电网安全运行的主要自然致灾因素，对发、输、变、配、用电等各个环节可能造成严重影响，极端情况下甚至造成大面积停电事故，给社会生产和人民生活造成重大损失和影响[1-2]。如何有效实现灾前预防，灾中应对处置，灾后快速恢复，成为浙江电网的重要研究课题和重点工作任务。

本文收集整理建国以来登陆浙江的台风案例，分析归纳其登陆规律，对近20 a严重影响浙江电网的部分超强台风案例进行简要回顾。以利奇马超强台风为例，总结台风对浙江电网主要影响及致灾形式。同时，借鉴同类电网经验教训，针对典型台风破坏形式，从电网规划、施工建设、运行维护、实时控制、应急处置等方面，提出针对性防范措施建议。

1 台风定义、分类及登陆浙江的时空规律

台风属于热带气旋的一种，其生命周期可划分为生成、发展、成熟、消亡4个阶段，影响半径一般在50～500 km间。热带气旋按照中心附近地面最大风速从强到弱递减排序，可划分为超强台风、强台风、台风、强热带风暴、热带风暴和热带低压等6个等级(见表1)。

表1 热带气旋分类

依据中国气象局出版的《台风年鉴》《热带气旋年鉴》[3]，建国以来登陆浙江的热带气旋按年统计个数(见图1)，具有以下统计规律[4-5]：

图1 1949年以来浙江台风年登陆次数

(1)1949—2019年间，共有44个台风登陆浙江，平均0.63个/a，2004年共有3个台风登陆浙江，为历年最多。

(2)台风登陆无明显年度规律。1962—1971年连续10年无台风登陆浙江。2002—2007年6年间每年都有台风登陆浙江，接近历史平均的3倍。

(3)登陆最早时间在5月27日(1961年04号台风)，最晚在10月7日(2007年16号台风)。44个台风中有41个集中在7—9月，8月最多，共计有20个，占比45.45%。

(4)登陆台风陆上维持时长平均为53 h，位居全国之首，台风强度越高一般维持时间越长，这是由于没有大型岛屿阻挡，浙江易受台风正面袭击，属我国台风灾害最严重的省份之一。

(5)台风移动方向往偏西、西北、偏北方向进入东海，才有可能登陆浙江，故台风登陆浙江分为西行、西北行及北上三种路径移动趋势。

(6)从地理位置来看，广东(3.97个/a)、海南(2.35个/a)、福建(1.82个/a)，浙江(0.63个/a)是中国大陆沿海易受台风袭击的省份。4个省之中，浙江遭受超强台风登陆概率高。据中央气象台统计，建国以来登陆中国大陆的前10强有5个登陆浙江，占比50%(见表2)[6]。这是由于登陆广东和海南多为发育相对较弱的南海台风，登陆福建台风通常先登陆中国台湾岛，强度会大为衰减。

表2 建国以来部分超强台风登陆情况

2 浙江电网遭受利奇马等超强台风影响的回顾

综合考虑台风强度、社会影响、造成后果、电网设备破坏等因素，梳理2000年以来浙江电网遭受台风严重影响典型案例，图2为2000年以来严重影响浙江电网的台风案例路径。选取2019年利奇马台风、2006年桑美台风以及2004年云娜台风等超强台风进行简要回顾。

2.1 2019年利奇马台风严重影响华东电网

2019年8月10日1时45分，超强台风利奇马(国际编号1909)登陆浙江温岭市城南镇，登陆时中心附近最大风力有16级(52 m/s)，造成60人死亡，直接经济损失537.2亿元。受其影响，据国家电网公布数据，华东及华北区域浙江、福建、上海、江苏等省共计停电72座35 kV以上变电站(220 kV有3座、110 kV有 35座、35 kV有34座)、4 649条10 kV及以上线路(500 kV有 10条、220 kV有43条、110/66 kV有115条、35 kV有132条、10 kV有4 349条)、12.33万个台区，停电759.17万用户，其中浙江427.03万户，台州、温州电网受损严重[7]。

2.2 2006年桑美台风严重影响温州电网

2006年8月10日17时25分，超强台风桑美(国际编号0608)登陆浙江苍南马站镇，登陆时中心附近最大风力强度有17级(60 m/s)，最低气压925 hPa，造成483人死亡，直接经济损失196.6亿元。受其影响，温州电网特别是温州南部电网遭受严重破坏。据国网华东电网公司公布数据，华东主网与福建电网解列运行近4 h，全网共计停电61座35 kV以上变电站(220 kV 有2座、110 kV有 18座、35 kV 有41座)、4 649条次10 kV及以上线路(500 kV有17条次、220 kV 有15条次、110 kV有 52条次、35 kV有 74条次、10 kV 783条次)，共计损失负荷近86万kW，其中温州的苍南、泰顺、平阳3个县发生较大范围停电[8]。

2.3 2004年云娜台风严重影响台州电网

2004年8月12日20时，超强台风云娜(国际编号0414)登陆浙江温岭市石塘镇，登陆时中心附近最大风力强度有17级(58.7 m/s)，最低气压950 hPa，造成164人死亡，经济损失181亿元。受其影响，台州、温州电网遭受严重破坏，浙江其余地区电网也不同程度受到影响。全省共计停电35 kV以上变电站停电191座(其中220 kV变电站9座)，2 670条次10 kV及以上线路(500 kV有10条次，220 kV 有192条次，110 kV 有106条次，35 /10 kV有2 362条次)。主力发电厂台州厂与系统解列，全部8台机组停机，台州电网负荷由99.7万kW最低降至0.3万 kW[9-10]。

3 超强台风典型破坏形式及针对性预防

以利奇马为例，超强台风具有风力急、降雨猛、破坏强、范围大等特点，可能引发风暴潮，易造成泥石流、山体滑坡等地质灾害，其过境可能会对人身、电网、设备等安全构成严重威胁，极端情况下甚至造成局部电网瓦解崩溃，引发大面积停电事故。另外，台风可能对关系国计民生的重要基础设施造成巨大影响，导致交通、通讯瘫痪，水、气、煤、油等供应中断，进一步给电网抗灾抢险、应急救援等工作开展制造较大困难。

3.1 超强台风造成重大人身伤亡事故

从各省防台抗台经验来看，确保人员安全应放在首位。浙江电网遭受超强台风影响可能性大，防御台风对人员安全工作要求应更高。利奇马造成60人死亡，桑美造成483人死亡，云娜造成164人死亡，故而人员安全依然是防台工作重点。

3.1.1 压实责任守住安全底线

应以确保人身安全为底线，压实责任，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”方针，遵循“防、避、抢”原则，加强台风来临前的预防和登陆后的抢修两道防线，实现“保人身、保电网、保供电”目标。

3.1.2 加强人员人身安全管理

台风影响期间应密切跟踪台风路径和走向，以人为本，科学避险，严禁冒险作业，在台风十级风圈影响范围内不得安排人员外出抢修、巡视，应停止安排倒闸操作等户外工作。若有可能发生泥石流、洪水等区域，必须遵照政府统一指挥，及时做好人员撤离，不发生责任性人员意外伤害事故。

3.1.3 重视灾后抢修安全管控

灾后抢修具有环境复杂、时间紧迫、点多面广等特点，必须严格落实安规和两票等制度，围绕不触电、不倒杆、不高坠、不砸伤、不短路、不滑跌、不车祸、不中毒原则，保障人身安全前提下实施抢修。

3.2 超强台风造成大面积停电事故

超强台风过境，对主网和配网设备均会造成严重破坏，极易引发大面积停电事故。利奇马台风造成台州电网遭受重大破坏，部分县域电网接近全停状态。国家能源局《关于电力系统防范应对台风灾害的指导意见》要求，电网公司要减小大规模、长时间停电造成的社会不良影响，在保障安全的前提下，尽快恢复电力供应。

3.2.1 适时启用应急指挥响应

按照统一领导、预防为主、分级负责的原则，对应台风应急特别重大(Ⅰ级)、重大(Ⅱ级)、较大(Ⅲ级)、一般(Ⅳ级)四类事件分级，按照“综合协调、分类管理、分级负责、属地为主”的要求，提前成立应急指挥部，及时发布应急预警，适时启动应急响应。全过程开展台风应急指挥会商，密切监视台风和雨情、水情和指挥协调电网应急处置和灾后抢修，为保障大电网安全建立高效指挥体系。

3.2.2 切实做好电网风险管控

针对台风可能路径，逐项分析可能发生的各项各类电网风险，落实针对性管控措施，如遵循《电力系统安全稳定导则》，合理安排开机方式与调整检修任务，提前拉停空充线路、开展关键设备特巡、恢复无人变电站值守等方式，使台风影响期间尽量保持全接线全保护运行，避免单个电厂发电过大[11-12]，用足各类调整手段来优化电网运行。

3.2.3 保障大电网安全稳定运行

受台风影响，若出现厂站全停时，及时补强网络结构，尽快恢复母线及主变运行，有序恢复负荷。在可能发生系统稳定破坏或大面积停电紧急情况下，应按照保大电网安全原则，迅速采取措施限制事故发展。根据变化实时调整发电厂出力，优化全网潮流分布和正负备用水平，避免关键断面重载、超载。避免事故扩大，对判明误动的保护应尽快操作退出运行。若出现孤网小系统运行时，应科学选定调频调峰厂，全力维持小系统安全运行，尽速安排并列操作并回大电网运行。

3.2.4 强化电网本质安全建设

本质安全建设应全面加强安全生产组织管理能力、源头保障能力、隐患排查治理能力、风险管控能力、质量管控能力、队伍素质能力、科技支撑能力、应急处置能力建设，其实质就是队伍建设、电网结构、设备质量、管理制度核心要素的统一。这是保障电网安全防范大面积停电的综合能力。

3.3 超强台风严重影响变电站安全

强风可能导致变电站构架跳线、引下线等发生风偏导致母线闪络跳闸，站外广告牌、临时工棚等吹入变电站砸伤设备。暴雨引发的洪水、泥石流对地势低洼的变电站可能造成长时破坏。低气压和控制装置进水，可能导致继电保护装置出现误动、拒动，进一步扩大事故。枢纽变电站故障高发时，瞬时海量突发的各类故障信息，将大大超出运维人员日常承载能力，可能造成重要信息遗漏或误判[13]。

3.3.1 全面开展隐患排查治理

针对台风灾害特点，全面开展变电站防台抗台隐患排查治理，及时消除缺陷和隐患。重点应放在检查变电站周边隐患整改情况，变电站建筑物及端子箱、机构箱、汇控箱等设备的防雨、防渗漏措施是否到位。

3.3.2 提高变电站防台设计规划标准

台风影响高发地区，可考虑变电站GIS室内化等措施，切实提升防风能力。220 kV及以上变电站应合理提高防洪抗涝设计标准，地势低洼场站必须采用可靠的防洪排涝措施。

3.3.3 加强变电站周边环境整治

及时清理变电站周边易漂浮物等隐患，防止站外杂物影响变电站安全运行。

3.3.4 加强人手提高应急处置能力

临时加强枢纽变电站人员配置，针对可能存在的大量事故，提高变电站应急处置能力。

3.4 超强台风严重破坏输电线路

输电网具有覆盖面广、野外运行环境复杂、受外力影响可能性大等特点，强风可能造成倒塔、断线、风偏跳闸、吹浮物砸伤线路等，暴雨引发的泥石流、洪水等可能造成塔基受损、冲毁等，另外台风吹动林木导致线路跳闸及林木倒伏压伤、压断输电设备的案例近年来在增多[12]。大规模的输电线路失去，将严重削弱主网的结构，严重威胁大电网安全。

3.4.1 保持输电网全网络运行

根据台风预警预报，合理调整检修工作，台风登陆前尽量保持全网络正常运行。

3.4.2 及时安排跳闸输电线路试送

按照经验，台风在某个时段内将对中心区域内的电网产生密集影响，该范围内的线路跳闸概率将明显增加，如果跳闸线路补强试送不够及时，可能发生多回通道相继故障停运，最终可能导致电网稳定破坏或大面积停电事故。当为一般线路跳闸时，输电线试送原则上应对其一次设备和保护动作进行快速检查并确认具备试送条件后，立即安排试送；关键线路跳闸时，如现场不具备户外一次设备检查条件，经远方监控发现无明显异常者，在不逾越安全规程的前提下，也可立即对线路安排一次试送；对于连续多次跳闸或试送一次不成功的线路，如果不是关键线路，可结合台风移动待现场风力下降后再进行试送；重要关键线路如试送不成功，必要时按流程征得同意后(特别紧急的除外)，可安排再次试送。

3.4.3 优化输电网防台整体规划

结合浙江电网易受超强台风袭击的特点，建设分层分级合理、多通道互联、供区相互备用输电网。具体举措可考虑：(1)适度提高重要设备防台标准，提高沿海、强风、暴雨区防风抗涝标准。(2)尽量避开风口、地质灾害多发区，无法规避时必须加强对应防护措施。(3)关键保电区域，可综合运用网架优化补强、线路入地电缆化等措施。(4)多回通道线路，坚持差异化设计原则，适度提高防台风设防水平。(5)具备走廊条件的沿海重要输电线路可考虑单回架设，并设计采用防串倒措施。

3.4.4 政企联动整治输电网外部环境

严格执行《电力法》和《电力设施保护条例实施细则》，进一步完善政府和行业主管部门主导、各相关企业为主体、全社会协同的电力设施运行环境整治长效体制和机制，防台抗台期间，应将整治重点放在大风暴雨可能影响输电设备安全运行的隐患因素，如违章建筑、树竹、漂浮物、鸟害等。

3.5 极端情况下超强台风可能造成电网全停事故

超强台风威力强，不可控因素多，超强台风导致省级电网发生大面积停电曾有先例，如2005年0518达维台风曾导致海南主网全停[13]。一旦发生主网大面积停电事故，应立即参照黑启动方案，将全停大电网分割为多个子系统同时快速黑启动，其原则是不同电压等级、多路径、多区域同时快速进行。黑启动中需遵循以下要求：(1)关键黑启动电厂应具备可靠多路启动路径。(2)重要黑启动路径应适度提高设防标准和运维水平。(3)黑启动过程中，应保障大面积停电下通信和自动化系统正常运行。(4)各同步启动子系统应尽快扩大并列规模，提高稳定性和可靠性。(5)各子系统启动中具备相互并列条件时，如具备条件应同时选择多个并列点，尽快实现子系统并列为大电网运行，并列时要高度重视同期问题。[14]

3.6 防御超强台风影响的其它建议

3.6.1 协助用户提高抗灾能力

实践证明，超强台风正面袭击时，在目前技术条件下，一些用户发生停电依然难以避免，这就要求重要用户应具备外来电失去情况下的应急保安能力。电力部门应在政府和行业主管部门的主导下，督促重要及高危用户(如政府应急指挥机构、医院消防、市政救灾设施、临时安置避难场所、可能产生次生灾害的用户等)按要求落实自备应急电源，并定期开展启动演练确保备用可靠，存在重大隐患的应由政府行业主管部门责令整改。

3.6.2 做好应急抢修和物资储备

按照平战结合原则，做好全网应急基干队伍跨区支援各项工作准备台风来临前，视需求安排必需应急队伍提前到达登陆灾区。遵循“分级储备、差异配置、满足急需”要求，坚持全网全盘统筹，充分考虑地区差异，储备好防台物资、备品备件及必要的生活和医药用品。提前准备后勤保障方案，为后续大范围一线抢修复电提供全方位保障。

3.6.3 充分运用防台科技手段

依托台风监测预警中心，综合运用台风预报、监测和灾害预警新技术，提前研判登陆台风对电网全面影响，预判可能严重影响区域和设备，科学指导电网台风灾害预防和后续抢修工作。同时，启用应急指挥中心和电网灾害应急指挥决策平台，提高指挥效率和处置能力。还可运用智慧线路、智慧变电站、场站机器人、空中无人机、在线监测装置等技术手段，提高大灾下的勘察速度和能力，提升电网抢修恢复技术和效率[15-19]。

3.6.4 科学系统完成后评估工作

后评估工作应从电网抗台规划、运行、运维、抢修、应急等诸专业协同开展，重点应深入分析各电网故障的具体原因、存在不足、改进措施等，为进一步提高故障设备防台抗台设计及建设标准，提升运维应急处置提供依据。[20]后评估应形成包含故障信息、故障原因、气象监测信息、暴露问题、整改措施等内容的历史灾害库，为省级电网后续开展防台抗台工作提供指导。

4 结语

超强台风对电网及各类基础设施破坏性强、影响面广、致灾程度高，开展超强台风影响分析和提出防范措施建议已成为浙江及同类沿海省份电网重要工作内容。本文以利奇马台风为例，就其造成重大人身伤亡事故、大面积停电事故、严重影响变电站安全、严重破坏输电线路、极端情况下造成电网全停事故等典型影响及致灾形式，结合当前各电网防台抗台工作实际，从规划、建设、运维、控制、营销、协同等各专业层面，提出针对性防范措施建议，具有较强可操作性，可用于浙江及沿海省份省级电网在防台抗台工作中予以借鉴。