不久前,，世界首套地區(qū)級“智能電網動態(tài)防雷系統(tǒng)”在國網江蘇蘇州供電公司成功上線運行,。作為“國際人工智能防雷科學委員會” 重點示范項目,、國網江蘇省電力公司“十三五” 重點科技項目,，本次投運的智能電網動態(tài)防雷系統(tǒng)是目前世界上覆蓋面積最廣、控制功能最強,、性能指標最高的“動態(tài)防雷系統(tǒng)”,。
在全球雷電防護研究和實踐領域，該系統(tǒng)首次系統(tǒng)地實現(xiàn)了適應于未來氣候變化的智能動態(tài)防雷模式，使雷電防護從傳統(tǒng)的“靜態(tài)被動模式”步入“智能動態(tài)模式”,，在雷電防護研究和實踐領域具有劃時代的意義,。項目整個開發(fā)過程共歷經了十二年的理論沉淀和技術研發(fā)，以“十年磨一劍”形容不為過,。
氣候變化，全球防雷新挑戰(zhàn)
雷電一直是危害電網安全,、造成局部或較大范圍停電的重大自然因素,。我國沿海地區(qū)一半以上的電網事故因雷電導致。傳統(tǒng)的防雷模式,，如避雷針,、避雷線、避雷器,、防浪涌設備等靜態(tài)措施可以使雷害最小化,，但難以將其完全消除，這也是電力領域的一個世界性難題,。
近年來,，全球氣候變化明顯，極端天氣增多,，雷電活動更加頻繁劇烈,。據(jù)美國麻省理工學院等機構發(fā)布的研究結果，在可預見的未來 10 ～ 20 年,，全球雷暴活動將大幅增加,。而蘇州地處江蘇南部，區(qū)域內水網縱橫,，又是每年受臺風影響較頻繁的地區(qū),。統(tǒng)計顯示，隨著暖濕空氣勢力逐漸增強,，蘇州每年六,、七、八月間的雷電天氣逐月增多,，又恰與迎峰度夏重疊,，在夏日用電高峰期，極易對電網造成沖擊和波動,，給蘇州電網安全穩(wěn)定運行帶來極大困擾,。
勇于開拓，潛心探索新模式
目前常規(guī)的防雷模式,，是通過保護系統(tǒng)某單個設備或部分,，來確保整個電網的正常運行，其主要原理是將雷電的破壞性能量導入大地，或提高防護級別(絕緣強度),。這種模式主要側重設計安裝階段,，保護目標為單個設備、部件或設施,，如線路,、變壓器、電子設備,、變電站等,，采用的是相對固定的防護措施，如架空避雷線,、避雷針,、SPD 防浪涌設備等。
根據(jù)實際經驗及統(tǒng)計分析,，單一的雷擊跳閘事故不一定會造成大范圍的停電,，往往是一些其它因素的綜合疊加，例如某一開關的閉鎖,，某一繼保裝置的異常,，或系統(tǒng)某部分的重載狀態(tài)等造成事故范圍的擴大。而由于整個電網設備數(shù)以百萬計,，在龐大的基數(shù)下,，很難保證每個設備或原件始終處于最佳狀態(tài)。
雖然雷擊本身不受控,，但雷電活動可以被監(jiān)測和跟蹤,。雷擊的發(fā)生在時間和空間上可以通過雷電探測系統(tǒng)進行預判。因此也可以據(jù)此對電網系統(tǒng)進行動態(tài)的調整和控制,，從而提高電網的整體防雷性能,。
早在 2006 年，蘇州供電公司項目組就認識到電網的防雷性能不能僅取決于單個設備或部件的防雷性能,，并創(chuàng)造性地將“電網控制”引入防雷研究領域,，提出了動態(tài)防雷的思路。
智能浪潮,，動態(tài)防雷初出廬
項目組順應電網動態(tài)平衡的運行本質,、利用大禹治水“疏而非堵”的控制機理，正式提出智能電網“動態(tài)防雷”的概念,。
“動態(tài)防雷”是一種系統(tǒng)級防雷模式,。基于實時高精度雷電跟蹤及電網全局穩(wěn)定性計算,，強調在潛在雷害發(fā)生之前,，對電網進行有效的動態(tài)調整及非線性協(xié)調控制,，從而提高電網抵御雷電災害的能力，并大幅改善雷電氣候下電網系統(tǒng)穩(wěn)定性,。這類似于“大禹治水”的原理,，傳統(tǒng)的電網防雷模式的整體思路相當于堵，加強絕緣強度,、對各個設備加裝各種防雷設備,。而“動態(tài)防雷”模式的思路相當于疏，將電網的負荷進行疏導和優(yōu)化平衡：當雷電威脅到某電力線路或者電網的某一部分,，就轉移該線路或調整該部分電網的負荷,，優(yōu)化平衡整個電網的負荷分布。當雷電威脅解除,，則從安全運行模式切換回原來的經濟運行模式,。
此后,，項目組分別在基于動態(tài)防雷的智能電網動態(tài)拓撲調節(jié)技術,、潮流優(yōu)化控制技術、支撐節(jié)點抗擾動協(xié)調控制技術,、基于廣譜微分時域鑒別的雷電傳感技術等方面取得了一系列進展,。系統(tǒng)每一次“進階”或看似“微調”，其實都是牽一發(fā)而動全身的系統(tǒng)工程,，核心項目組成員童充曾經有過連續(xù)兩天三夜,，接線 800 次，調端口 900 次,，改代碼 1000 次的體驗,。辛勤的付出取得了豐碩回報，2016 年 10 月,，在葡萄牙第 33 屆國際防雷大會(ICLP)上,，項目組邀請了來自全球的八位國際頂級科學家，組織召開了項目國際鑒定會,。最終鑒定結論為：“達到世界領先水平”,，這在同類項目中尚屬首次。
2017 年 5 月 24 日 18 時 30 分,，當蘇州供電公司電力調度控制大廳大屏幕上顯示出“智能電網動態(tài)防雷系統(tǒng)”正式上線運行的實時圖像時,，正在現(xiàn)場密切監(jiān)控的項目組成員一片歡呼。系統(tǒng)顯示,，雷電探測范圍超 10000 平方公里,，有效保護范圍可達 1000 平方公里，綜合性能指標大幅領先于國內外現(xiàn)有水準,。系統(tǒng)項目負責人,、蘇州供電公司高級工程師蔡云峰介紹：“動態(tài)防雷系統(tǒng)能夠降低雷電氣候條件下的電網運行風險,，全面應用后將大幅度提高電網抵御雷電災害的能力，從而提高供電可靠率,，預計可減少當前 80% 由雷電而造成的停電損失,。”