算力加持電網防災減災全國重點實驗室，讓全國電網有了“千里眼”“神算腦”——

  遙算千里 精算毫米

　　4月19日，國網湖南電力防災減災中心。

　　科研人員在超算中心機房查看設備運行情況。湖南日報全媒體記者 辜鵬博 攝

　　湖南日報全媒體記者 孟姣燕 通訊員 邸悅倫

　　全球極端天氣頻發，相關統計數據顯示，我國60%、北美70%以上的嚴重停電事故由冰災、火災、雷擊、暴雨等外部災害造成?？茖W預測顯得尤為重要。

　　由國網湖南電力和長沙理工大學聯合組建的電網防災減災全國重點實驗室，以算力為基礎，構建大模型，運用“千里眼”，實現電網覆冰預測、電網山火監測精準預警。4月22日，記者來到位于長沙 梨的電網防災減災全國重點實驗室，探訪這里的“黑科技”。

　　遙算千里

　　60臺黑色機柜微微轟鳴，624個刀片服務器緊密排列，指示燈有規律地閃爍，顯得科技感十足。

　　這里是覆冰預測超算平臺——電網防災減災全國重點實驗室的“大腦”，主要承擔覆冰預測預警系統的覆冰數值預測計算，現有算力800萬億次/秒。

　　記者看到，每個刀片服務器看上去像一個手機充電寶?！耙粋€刀片服務器的算力達1.267萬億次/秒，相當于家庭電腦的1000倍?！眹W湖南防災減災中心主任陸佳政介紹。

　　覆冰預測超算平臺已應用9年，實現滿負荷運行，可對整個北半球進行9×9公里、全國3×3公里的網格覆冰預測，可謂“遙算千里”。

　　今年，我省遭遇2009年以來強度最大的雨雪冰凍災害侵襲，正是這一不可或缺的“國之利器”，準確預測到上百條線路覆冰過程，為抗冰搶險贏得了主動。

　　百米內外不同天，輸電線路尤為如此，山下、山上環境迥異，相比天氣預報，電網覆冰預測必須實現“微地形”精準分析。2008年冰災后，破解電網覆冰這一世界性難題成為國網湖南電力防災減災中心的首要任務。

　　在我省356個“微地形”覆冰觀測點，科研團隊連年駐守，捕獲雨凇日的相關各種數據。最終，繪制了3萬張副熱帶高壓、電網地形等因子與覆冰的關系圖，發現了極渦、太陽黑子等影響電網覆冰的17個關鍵因子，建立了高山分水嶺、水體、峽谷、埡口等5種典型模型，自主研發出世界首套電網覆冰自動預測系統。

　　利用這套系統，可提前1個月長期預測，中短期預測分別提前7天和3天，預判某區域30米范圍輸電線路覆冰情況。近年來，該科研成果在全國27個省市電網防冰戰役中屢立奇功，并已推廣至全省高速公路防凍預報。

　　“當前極端天氣頻發，預測需要覆蓋更多‘微地形’區域、分析尺度從3公里精細至30米，這就需要提升計算能力?！标懠颜榻B，目前，超算平臺正在升級，預計今年投運后算力達到2020萬億次/秒，進一步提升“微地形”覆冰預測的精準性和時效性。

　　精度可達毫米級

　　在湖南，有近500個電網重點冰情監測點，現場布置的“火眼金睛”對監測數據回傳至關重要。

　　高寒山區和“微地形”“微氣象”區域，現場極易起霧，常規圖像裝置無法看清被監測導線。同時，由于通訊條件差，導致回傳圖像差，監測效率不高。

　　2023年，國網湖南電力防災減災中心自主研制了透霧型圖像微波覆冰監測裝置，監測到的線路冰厚精度可達毫米級。

　　人工氣候實驗室正在模擬零下20攝氏度氣溫環境，記者看到，透霧型圖像微波覆冰監測裝置被厚厚的冰凌覆蓋，仍然靈敏工作。

　　國網湖南防災減災中心二級職員方針介紹，其不同于普通攝像裝置，關鍵是應用了“紅外鏡頭+高清雙光可見光鏡頭”。

　　無霧條件下，可見光鏡頭反饋高清可見光圖像；濃霧條件下，紅外成像鏡頭吸收覆冰導線發出的近紅外光，拍攝濃霧環境下待觀測線路覆冰的圖像。裝置支持衛星通信，在地面信號中斷條件下仍可穩定回傳數據。

　　目前，透霧型圖像微波覆冰監測裝置在全省所有“微地形”“微氣象”覆冰嚴重區段應用，在線率95.2%，準確率90%。2024年2月7日8時，該裝置識別湖南電網220千伏迎沅線45#桿塔導線與絕緣子覆冰為3毫米，與人工現場監測結果基本一致。

　　防冰又防火

　　走進國網湖南電力防災減災中心，抬頭可見樓頂上有2個巨大的“足球”。

　　“這是極軌衛星數據接收系統和同步衛星數據接收系統，是電網防山火的利器?！眹W湖南電力防災減災中心副主任徐勛建介紹。

　　山火災害遍及全球。山火大范圍短時集中爆發，造成大范圍線路跳閘停電，是近十年電網安全運行最嚴重危害之一。

　　國網湖南電力防災減災中心發明了電網附近山火定量預報新方法，自主開發電網山火監測系統，實現防山火措施提前準備。

　　3月17日，電網山火監測系統成功監測到四川甘孜州雅江縣一場山火。當天，JPSS（聯合極軌衛星系統）氣象衛星過境當地上空，拍攝到一組照片。照片通過安裝在樓頂的衛星數據接收系統回傳后，開始計算。

　　工作人員發現，照片中有一大塊黑色區域，綠色植被已變黑，周圍有紅色火線，據此判斷明火正在焚燒。根據衛星定位反算經緯度，工作人員鎖定火情位置，立即通知當地消防現場管控。

　　電網山火監測系統利用的衛星有20余顆，平均距離地球達600公里。如此遙遠的距離，如何實現準確監測？

　　“關鍵的奧秘就在通道中的數據處理?！毙靹捉ń榻B，衛星攝像頭既能獲得影像信息，也能獲得物體的光譜特征，紅外、短波等波段可以提供極具價值的定量信息。

　　目前，電網山火監測系統已覆蓋全國27個省市，每年春節、清明節前，為山火高發省份提供山火預測報告，指導滅火力量優化部署。

　　據介紹，國內下午時段突發山火較為頻繁，而該時段我國沒有紅外遙感衛星過境。為了填補這個時段的空白，國網湖南電力防災減災中心正研制專門用于山火監測的衛星，預計今年發射，能夠實現精度提升至百米以內，同時彌補下午時段空窗期，更好保障電網安全。