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电网冰灾灾害的演化预测与输电线路覆冰异常状态监测1

电网冰灾灾害的演化预测与输电线路覆冰异常状态监测

摘要

电网冰灾灾害是影响电力系统安全稳定运行的重大自然灾害之一，具有突发性强、

破坏力大、影响范围广等特点。随着全球气候变化加剧，极端天气事件频发，电网冰灾

灾害的防控面临严峻挑战。本报告系统研究了电网冰灾灾害的演化预测与输电线路覆

冰异常状态监测技术，旨在构建一套集预测、监测、预警、防控于一体的综合解决方案。

报告首先分析了电网冰灾灾害的形成机理与演化规律，深入探讨了现有监测技术的优

缺点；其次，构建了基于多源数据融合的冰灾演化预测模型，提出了基于物联网技术的

输电线路覆冰状态监测方案；最后，设计了完整的实施路径与保障措施。研究表明，通

过建立科学的预测模型和先进的监测系统，可有效提升电网应对冰灾灾害的能力，减少

经济损失，保障电力供应安全。本报告的研究成果对电力行业防灾减灾工作具有重要的

理论价值和实践意义。

引言与背景

1.1研究背景与意义

电网作为国家关键基础设施，其安全稳定运行直接关系到国民经济和社会发展。然

而，电网系统长期暴露于自然环境中，易受各类自然灾害影响，其中冰灾灾害尤为突

出。2008年我国南方地区遭遇的特大冰灾导致大面积停电，直接经济损失超过1000亿

元，暴露出电网在应对极端天气事件方面的脆弱性。随着全球气候变化加剧，极端低温

雨雪天气频发，电网冰灾风险持续上升。据国家能源局统计，近十年来我国因冰灾导致

的电网故障事件年均增长率达8.3%，严重威胁电力系统安全。在此背景下，开展电网

冰灾灾害演化预测与输电线路覆冰状态监测研究，对于提升电网防灾减灾能力、保障能

源安全供应具有重大战略意义。

1.2国内外研究现状

国际上，加拿大、美国等冰雪灾害频发国家在电网冰灾防控方面起步较早。加拿大

魁北克水电公司开发了基于气象雷达的覆冰预测系统，预测准确率达85%以上；美国

太平洋燃气电力公司建立了输电线路覆冰实时监测网络，实现了重点线路的全覆盖监

测。国内方面，国家电网和南方电网近年来加大了相关技术研发投入，湖南电力科学研

究院研发的覆冰预警系统已在华中地区广泛应用。然而，现有研究仍存在诸多不足：预

测模型精度有待提高，监测系统覆盖范围有限，数据融合技术不成熟，预警响应机制不

完善等。因此，亟需开展系统性研究，突破关键技术瓶颈，构建更加完善的电网冰灾防

控体系。

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1.3研究内容与目标

本报告围绕电网冰灾灾害演化预测与输电线路覆冰状态监测两大核心问题，重点

开展以下研究：1）冰灾形成机理与演化规律分析；2）多源数据融合的冰灾预测模型构

建；3）基于物联网的覆冰状态监测系统设计；4）智能预警与决策支持系统开发。研究

目标是建立一套科学、高效、实用的电网冰灾防控解决方案，将冰灾预测准确率提升至

90%以上，实现重点线路覆冰状态实时监测，预警响应时间缩短至30分钟以内，为电

网安全运行提供有力技术支撑。

研究概述

2.1研究范围界定

本报告研究范围涵盖电网冰灾灾害的全过程管理，包括灾害形成、演化、预测、监

测、预警和防控等各个环节。在空间尺度上，重点关注220kV及以上电压等级的输电线

路，特别是跨越高山、河谷等易覆冰区段的线路；在时间尺度上，涵盖短期（24小时）、

中期（37天）和长期（季节性）预测。研究对象包括气象条件、地形地貌、线路参数、

覆冰过程等多维要素，构建全方位的研究体系。

2.2核心问题识别

通过深入调研，本报告识别出电网冰灾防控面临的四大核心问题：1）冰灾演化机

理复杂，现有预测模型难以准确捕捉非线性特征；2）监测数据来源单一，缺乏多源信

息融合分析；3）监测设备可靠性不足，恶劣环境下故障率高；4）预警决策支持系统智

能化程度低，难以满足实战需求。针对这些问题，本报告将逐一提出创新性解决方案。

2.3技术创新点

本报告的主要技术创新包括：1）提出基于深度学习的冰灾演化预测模型，显著提

高预测精度；2）开发多传感器融合的覆冰监测系统，实现立体化监测；3）设计自适应

监测设备，提升恶劣环境下的可靠性；4）构建智能决策支持系统，实现预警与防控措

施的自动匹配。这些创新点将有效解决现有技术瓶颈，推动电网冰灾防控技术升级。

政策与行业环境分析

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