进入冬季，雨雪天气频繁。低温雨雪冰冻天气不仅影响出行，还会威胁电网的安全稳定运行，同样，大规模新能源的接入也会影响电网安全。对此，国家电网公司早有预判，成立了电网输变电设备防灾减灾实验室、智能电网保护和运行控制实验室，这两大实验室在前不久均获批了国家科技部公布的企业国家重点实验室。那么，这两大实验室为电网安全做出了怎样的贡献，又是如何化解危机，让源源不断的稳定电流进入千家万户的?
延伸阅读：
【冰冻天气来临，电网穿上“防护服”】
电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室小沙江自然灾害试验场。
实验室档案
名称
电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室
功能
实验室以确保电网安全生产及可靠供电为目标，紧紧抓住提高电网灾害监测、预测及防治能力的科学前沿问题，开展相关理论研究，寻求在电网防灾减灾领域的新突破，为电网安全运行提供坚强支撑
大事记
2001年8月 实验室的前身——国网湖南省电力公司状态检修课题研究小组正式成立
2007年3月 输电线路防灾技术实验室正式被国家电网公司命名
2010年3月 实验室升级为国家电网公司重点实验室
2014年1月 《电网大范围冰冻灾害预防与治理关键技术及成套设备》获得国家科技进步一等奖
2015年8月 《电网大范围山火广域监测预警及防治关键技术与成套装备》获得国家电网公司技术发明一等奖
2015年10月 电网输变电设备防灾减灾实验室正式成为国家重点实验室
发展历程
突破电网防冰火技术难题
随着我国经济的快速发展，对电能的需求与日俱增，停电所带来的影响难以衡量，电网安全与稳定在电网运行中的重要性日益凸显。电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室针对电网安全稳定运行有重大影响的自然灾害开展了全过程的研究，从最初形成机理，到提前预测与实时监测，再到事前防治与事发应急处置，全方位地为电网安全运行提供可靠技术支持。
如今，实验室在电网防灾领域攻破了多项国际难题。一方面，研发了世界首套电网覆冰自动预报系统以及输电线路山火卫星广域实时监测预警系统，为提前部署防灾措施赢得了宝贵时间;另一方面，发明了系列高效直流融冰装备以及输电线路山火高效降温防复燃灭火剂、远距离高扬程移动灭火平台，有效提高抵抗冰灾与攻克山火的能力。目前，实验室相关电网防灾技术已居国际领先水平，始终走在电网防灾领域的最前沿。
2005年年初，一场严重的雨雪冰冻灾害袭击华中地区，多条500千伏和220千伏输电线路发生倒塔断线事故，对湖南电网和华中电网造成严重破坏。国网湖南电力启动电网防冰技术攻关，下拨了“电网覆冰自动监测技术”“输电线路绝缘子冰闪防治技术”等课题任务，组建实验室研发团队破解电网冰灾这一难题。
然而，要攻克电网覆冰并非易事，相关技术的研究已经在国际上开展了近四十年，但仍有大量关键技术尚未突破，这项研究涉及气象、电磁、热力、地理等多个学科，是名副其实的世界性难题。实验室研发团队查阅无数份资料、绘制无数张图纸，经过反复研究，最终攻破了这项世界性难题。
在电网防灾领域，实验室研发团队从未停止探索。实验室在攻克覆冰难题后，又将目光瞄准电网防灾领域的另一大国际公认难题——山火防治。在中国电机工程学会组织的鉴定会上，系列电网防山火技术被鉴定为国际领先水平，并获国家电网公司技术发明一等奖。自此，实验室绘制了以两大技术——电网防冰减灾技术与电网防山火技术为核心的电网防灾蓝图。
未来，实验室团队将继续前行，把电网防灾研究推向更广的领域，为中国乃至世界电网防灾减灾领域做出更大贡献。
让市民过个亮堂年
实践故事
2014年2月7日，大年初八，寒冷的天气挡不住节日的喜庆。湖南省电网输变电设备防灾减灾实验室的工作人员正紧张而有序地忙碌着，室内的覆冰预测系统显示，在湖南永州、邵阳、怀化等地可能出现10毫米以上甚至20毫米的覆冰。数据显示，这是2008年以来出现的最严重的覆冰。但大家明白，历史不会重演，即使遇上与08年相同的天气情况，也不会再出现同样的灾害。
果然，湖南中部多地出现了线路覆冰。2月9日下午5点，怀化至邵阳的黔平线覆冰达8毫米，且根据天气预测情况，覆冰有增长趋势，晚上必须融冰保线。防灾实验室迅速派出融冰紧急队伍奔赴平溪，利用实验室自主研制的移动式长线路直流融冰装置进行融冰。2月10日凌晨1点19分，融冰开始，34分钟后，直流融冰顺利完成。这样的场景还发生在株洲、娄底、郴州等地。
“这些年，冰冻天气到来时，我们时时监测，前后融冰达几十次，高压线没有出现一处垮塌。”电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室主任陆佳政说。
实验室研发团队经过多年研究，提出了电网覆冰长、中、短期预报方法，开发了国际首套电网覆冰自动预报系统，成功解决了电网冰情预测预报这一世界性难题。“提前知道，才能提早准备，2014年的那场电网覆冰灾害正是凭借着这套系统，为接下来的融冰工作争取了宝贵的时间。”电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室科技部主任张红先说。
仅仅只是提前预测还不能充分保障电网安全。实验室还拥有覆冰在线监测系统，能够实时传回清晰的现场实施覆冰情况。就此，实验室打造了一套完整的电网防冰技术与装备，为电网安全运行穿上了“防护服”。此外，实验室还研制了3个系列9种型号的直流融冰装置，性价比大大优于国内外同类产品，国外融冰装置高达2500多万欧元，相当于2亿多人民币。至今，实验室已将这一整套完整的电网防冰技术与装备推广应用至湖南、江西、安徽、浙江、重庆等12个省份，节约线路抗冰改造投资达近百亿元。
凭借着实验室系列防冰技术与装备，2008年后的冬天，湖南再没有出现过电网垮塌和大范围的停电故障，市民安安稳稳地度过了新春。
【“电网哨兵”站岗，规避大停电风险】
工作人员在智能电网保护与运行控制国家重点实验室内工作。
实验室档案
名称
智能电网保护与运行控制国家重点实验室
功能
围绕智能电网的保护和运行控制，在继电保护、安全稳定、智能调度和变电站自动化等领域开展基础理论、共性技术、关键技术和应用研究，解决大规模交直流混联、新能源接入和消纳等新环境下，电网故障快速处理、安全稳定协调控制等技术难题，为电网安全稳定运行提供三道防线保障，从而为构建一张坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化的智能电网提供强大的技术支撑。同时，开展相关前瞻性研究，形成技术储备
大事记
20世纪80年代 南瑞建立继电保护、安全稳定、电网调度等实验室
2007年3月 建立国家电网公司“电力系统安全稳定分析与控制”、“自动化设备电磁兼容”重点实验室
2011年7月 以上述实验室为基础，建立江苏省重点实验室(国网电力)智能电网研究院
2014年9月3日 南瑞启动国家重点实验室申报
2015年8月21日进入第三批的企业级国家重点实验室拟新建立项名单进行公示
2015年10月14日正式获批建设第三批企业国家重点实验室，是我国首次在企业设立智能电网保护与运行控制方面的重点实验室
发展历程
构筑三道防线的电网专家
无论白天黑夜，在南瑞智能电网保护与运行控制国家重点实验室里，关于电网保护与运行控制的实验、测试以及科技攻坚，从未停止。而从这里研发出的各项产品，也源源不断地走向市场。
实验室整合了南瑞5大研究实验平台，即继电保护、安全稳定、智能调度和变电站自动化4个专业实验室和1个公共实验室。这些正是电网保护与运行控制的核心。该实验室构建了电网保护与运行控制的三道防线，电网故障发生时迅速切除故障、检测到不安全因素时实施紧急控制、局部电网失去平衡时启动安全稳定校正控制，并且通过智能调度优化运行，四个研究领域相互融合，三道防线层层加固，成为智能电网“静悄悄的哨兵”。
近5年来，实验室围绕智能电网保护与运行控制开展了大量研究工作，共承担科研课题196项，其中国家973项目1项、国家自然科学基金项目4项、国家863项目12项，科研开发硕果累累，获得各类奖项144项。
随着我国电网规模、容量的不断扩大，交直流混联，新能源大规模接入，新设备和新技术广泛使用，智能电网在发展中面临新的问题和挑战，大停电的风险依然存在。“在变电站自动化方向，我们将构建一个智能变电站数据测量、模型共享、信息交互的研究平台，实现对大电网各种态势的精确感知。”南瑞变电领域学术带头人黄国方说。
同样，实验室将在继电保护方向构建适应智能电网复杂暂态特征的继电保护研究平台，在安全稳定方向构建智能电网稳定性量化分析及协调控制研究平台，在调度领域构建源网荷灵活互动条件下的调度优化决策研究平台。“几个研究单元联合组建实验室，构建了一个贯穿智能电网发、输、调、用等环节的全过程保护和运行控制技术体系。这背后蕴含着我们对全球能源互联网战略以及坚强智能电网建设的深度思考和探索。”南瑞稳定控制学术带头人方勇杰说。
“研发资源不能分散，研究团队要相对集中，实现核心技术共享、平台共享，提升研发效率和质量。国家重点实验室绝不是摆名字、放牌子，而是要做实，要在新领域实现突破。”南瑞集团科技部主任栗宁说。
何师傅和他的电动汽车
实践故事
上午9点半，出租车司机何师傅驾着他的电动汽车到南京雨花东路江南出租车公司充电。与他并排的还有十多辆车，正等在这里准备充电。“电动汽车噪音小，加速快，而且没有尾气排放。”何师傅笑着说。对他来讲，最实在的改变是每公里成本大幅下降。
像何师傅这样的电动出租车，南京目前有近千辆。除此之外，还有大街小巷的电动公交车和其他小型电动车。而何师傅不知道的是，他的电动出租车充的电，有可能是来自西北的风电、光伏电，也有可能是来自西南的水电。在迎峰度夏高峰期，江苏每四度电中就有近一度清洁电，这清洁电背后依赖的是高度复杂的电网保护和运行控制系统。
智能电网保护与运行控制国家重点实验室有数十项核心技术在为新能源大规模接入电网、电力远方调度、分布式能源发展服务，其中最关键的作用是保障大电网的“不停电”。电网崩溃往往是由负荷、线路或设备连锁事故诱发，有一定的发展过程，而电网第一道防线反应时间不超过100毫秒，可以迅速切除故障，第二、三道防线采用切除部分负荷、切除特定机组、将大电网解列为几个独立电网等技术手段避免电网大停电事故。
“保护与运行控制对智能电网的作用，如同人的大脑和神经。电动汽车、岸电接入电网，对于我们的运行控制系统来说如同被蚊子叮了一下，更大的挑战来自于大规模波动性的风电和光伏电接入电网。”南瑞集团科技服务管理处处长曹团结介绍。
新能源的远距离传输靠的是特高压工程。在特高压工程的推动下，南瑞集团提供的特高压继电保护、电网安全稳定、调度控制、变电站等关键技术得以应用，在电网“三道防线”中发挥关键性作用，为电网安全稳定运行保驾护航。
南瑞依托该实验室成功构建了电网大停电防御框架，研发的电力系统大停电综合防御系统——WARMAP，已成为保障大电网安全的重大装备，防御范围已经覆盖我国80%的电网。该系统可以及时判断出大电网在运行中的风险并做出正确控制决策。
“在电网安全局部故障后，实验室一系列相互配合的系统和技术通过改变电网结构、发电机出力等方式，隔离故障区域，减轻电网负担，确保大电网安全，还可以在故障排除后重新恢复被切除部分的电网运行。”曹团结说。
如同有效地反恐是在恐怖活动发生前被有效挫败一样，电网的安全稳定技术的高超也要化电网风险、故障于无形。就像何师傅开电动出租车至今，从没想过这些电到底有多少是清洁能源，更没想过清洁电远道而来需要怎样的高端技术。开着无噪声、无排放的电动汽车上路，何师傅总是心里美滋滋的。
原标题：从实验到实践，电网灾害早知道
