近年來，隨著經(jīng)濟社會快速發(fā)展，我國沿海地區(qū)連島輸電工程和西電東送需求日益增長，促使各地對輸電工程質量、建設速度和綜合效益提出了更高的要求 。由于輸電工程在翻山越嶺、過河跨海的過程中，往往需要對抗各種地形和氣象因素所造成的強風環(huán)境，這給日益追求輸電等級更高、跨越長度更長、線塔高度更高的輸電工程建設帶來了不少困擾。強風影響已經(jīng)成為現(xiàn)代輸電工程安全性和經(jīng)濟性考量的主要因素之一。
宋麗莉，研究員，中國氣象局公共氣象服務中心資源與環(huán)境室首席，擔任“全國風能詳查和評價”項目總師，全國專業(yè)標準化技術委員會委員，中山大學兼職碩士生導師。
“對于歷年多受臺風影響的沿海地區(qū)而言，風場條件比一般內(nèi)陸地區(qū)更為復雜，抗風能力的計算將直接影響到工程建設的復雜性和困難性?！?/P>
“考慮到自然環(huán)境中風的復雜性，分區(qū)域設計輸電塔線的抗風標準是很有必要的。”
世界第一電塔上的“氣象之眼”
2010年我國建起了有“亞洲第一跨海輸電線路”之稱的舟山至大陸220千伏電路聯(lián)網(wǎng)工程。其中輸電塔最大高度達370米，堪稱世界之最。
對第一高度的追求就意味著電塔在高空要接受更大的風速挑戰(zhàn)。近幾年隨著電力工程建設的發(fā)展，輸電塔日趨呈現(xiàn)出桿塔高聳的結構，這本身就對工程抗風能力提出了更高的要求。尤其對于歷年多受臺風影響的沿海地區(qū)而言，風場條件比一般內(nèi)陸地區(qū)更為復雜，抗風能力的計算將直接影響到工程建設的復雜性和困難性。宋麗莉指出，“由于現(xiàn)行的工程抗風規(guī)范還不夠精細，計算出的高空風速往往和實際風速相差很遠。”
一些沿海省份的電力部門正逐漸意識到這個問題。在舟山與大陸的220千伏聯(lián)網(wǎng)輸電工程建設之初，電力部門就和寧波市氣象局合作，計劃在舟山和寧波大陸之間的涼帽山島上安裝一套輸電塔氣象觀測梯度系統(tǒng)。該系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)將為今后同類型跨海電塔的抗風設計提供科學而有價值的參考。
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穿山越嶺的輸電線
一條輸電線路的建設常常需要翻山越嶺，一路自然條件復雜，不同地區(qū)的輸電線路所承受的風力相差懸殊。宋麗莉研究員四年前曾在廣東主持過一個輸電線路沿線最大風速的論證項目。結果顯示，不同海拔高度和地形影響下的風速差異明顯，風速最大可以相差1.5倍以上。
2010年，隨著國家西部開發(fā)戰(zhàn)略的深入實施，新疆與西北聯(lián)網(wǎng)750KV的輸變電工程建成投運，實現(xiàn)了西北水火風電的“打捆”外送。該工程建設750KV線路長達3560千米，是中國電網(wǎng)建設史上線路最長的工程。
令人驚嘆的是，該工程途徑沙漠戈壁，線路穿越了著名的“三十里風區(qū)”和“百里風區(qū)” ，沿途超過12級的大風經(jīng)常出現(xiàn)，最大風力可達14級以上。最終經(jīng)過嚴密的測算，線路按39m/s和42m/s兩種風速設計，這在國內(nèi)750KV線路設計中尚屬首次。
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抗風設計--聚焦更多關注
令人遺憾的是，目前這種更客觀、更精細的抗風設計理念還沒有完全融入到我國的輸電工程實踐中去。原因之一是許多工程建設即使不做精細化的論證設計，只靠加大工程投入，也可以滿足設計要求。往往等到工程設計超過施工技術所能承受的限度時，更專業(yè)的氣象論證才會被認真考慮。
雖然當前這種設計理念還沒被廣泛應用，但它正在被越來越多的投資者所認可并努力推廣。
近年來，越來越多的機構有需求了解這方面的知識，他們之中有政府、設計院、也有工程監(jiān)理公司。比如廣東等部分省份已經(jīng)把重大工程的氣候可行性論證納入非行政許可行政審批事項。一些有能力的設計院正在嘗試和氣象部門合作打造更科學、更精細的設計方案，使其在工程投標中更具競爭力。
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結語
豐富的氣象觀測數(shù)據(jù)、先進的計算和數(shù)值模擬手段正渴望在現(xiàn)代電力建設工程中發(fā)揮更大的作用，而政府管理部門、工程設計部門和投資方等同樣已經(jīng)意識到了科學的抗風設計對合理規(guī)劃建設和控制投資預算的重要性，并且在這方面開始了一定程度的探索工作。相信不久的將來，“電力高速路”會由于工程抗風設計的深入?yún)⑴c跑得更加順暢。
