利用卫星监测技术 降低输电线路区域山火风险的建议
民建湖北省委员会
作为电网运行的命脉,输电线路是关系国计民生的“生命线”。我国所建设的特高压、高压输电线路分布广,输送距离长,沿线许多走廊区域气候复杂,地形多变,植被茂盛,是山火的多发区域。以湖北省为例:近年来,湖北境内大范围输电线路因山林火灾、烧荒等野外引起的跳闸停电停运故障越来越多。2011年至2014年1月,湖北电网220kV及以上交流线路因山火跳闸21条次,停运18条次,共计39条次。特别是2013年冬季尤其干燥,境内共发生7起山火引起线路跳闸事故,仅500kV线路附近每天均发生30余起山火。湖北省电网公司各运营维护单位不得不投入大量人力物力进行防范。
目前针对输电线路火灾的管理预防措施主要是各地森林防火部门和电力部门共同实施山火预警,严格控制火源,加强线路巡视以及砍伐线路通道等。在较为普遍的山火隐患线路段,依靠大量指定信息员广布于外部隐患点和山火隐患点,与线路沿途各供电所建立联防机制来降低风险隐患。尽管如此,输电线路走廊区域山火的防治仍存在着许多问题和困难,主要具体体现在:1、以人工巡线为主,所需人力物力耗费大、周期长,成本偏高;2、当前监测技术受气候条件影响较大,给输电线路的广域监测带来困难;3、现阶段应用在输电线路走廊区域的遥感卫星数据十分有限。卫星遥感技术具有全天候、全天时、动态探测的能力,能够在大范围灾害天气下进行电网广域监测,不会受到输电线路走廊地形地质的复杂环境和气候条件的影响。虽然目前已有部分卫星数据被引入到对输电线路安全监测中,但其图像数据的分辨率偏低,难以对事故发生位置进行准确定位,实现精细化的预测与防治。
鉴于卫星遥感影像分析技术能有效运用于预测输电线路走廊火灾隐患,降低山火风险,特提出如下建议:
1、卫星数据获取部门早日面向电网电力单位实现数据免费服务。低分辨率、低光谱卫星影像不足以完全识别植被的具体种类,对于某些在山火发生中占有重要影响因素的特殊地物类型,也很难进行有效提取。这需要引入更为精细化的卫星遥感影像数据对输电线路走廊地物及环境进行分析。此外,多时相遥感影像数据,如在不同时间所拍摄同一区域的卫星光学影像和合成孔径雷达图像(Synthetic Aperture Radar,SAR),可以提取地表动态变化信息,获取更为全面客观的对地观测结果。然而高分辨率航拍影像、光学遥感卫星影像以及高光谱影像单位费用较高,由于图像覆盖区域广,则相应需要支付高额费用。因此建议卫星数据获取部门在严格保障国家机密的前提下,面向电力部门提供卫星数据免费服务,例如覆盖输电线路缓冲区一定宽度的高分辨率卫星影像。我国“十三五”规划将发射数颗高分遥感卫星,这将使得卫星遥感监测的响应速度大幅提升。
2、建立电力部门与气象部门的数据共享平台。气象数据对山火预防具有积极作用。因此,电力部门与气象部门应共同搭建数据共享平台,在山火风险模型中引入气象预报数据(如温度、湿度、风力等),以便更为准确的对山火进行预测。
3、电力部门与林业和市政建设部门共同建立基于GIS系统框架下的共享数据库,及时更新输电线路走廊区域植被变化情况。输电线覆盖区域具有跨度辽阔和地形多变的特点,近年来随着城市化进程的快速推进,一些区域在较短时期内都发生了翻天覆地的变化。例如,某些植被覆盖区域被改建为建筑区或居民区;而在响应国家“退耕还林”政策号召时,某些农田区域如今被植被所覆盖。因此,建议电力部门与林业部门以及市政建设部门共同建立GIS数据库,将输电线路建设与走廊区域生态改造工程相关情况进行实时录入,从而及时获取输电线路走廊区域内地物及环境变化情况,其中尤其要关注植被覆盖面积、种类、生长高度的变化。由此可以为制定线路走廊区域的植被管理提供更合理的依据。
4、针对线路区域的山火风险,将卫星数据与红外监测装置予以结合,采取差异化防治措施。由于线路走廊在不同区域段在不同时期所对应的山火风险不尽相同,因此,电力部门应根据不同区域的山火风险等级,对输电线路重要通道火情实时监测报警。例如,在输电线路火灾风险等级高的重点监控区段(1-2级山火风险)安装火灾在线监测装置、红外多光谱监测装置,结合卫星航拍图片,一旦发现火情,对火点位置、与杆塔距离等火灾情况实时报警,无线发送,以便运维人员尽早采取应对措施。
5、充分利用遥感数据分析结果开展防山火专项工作,建立与各级政府的长效联系机制。建立与各级政府长期有效的联系机制是开展山火专项防治工作中的重要保障。首先,在充分利用卫星遥感影像数据分析结果的前提下,责任部门应把防山火及护线工作的前线进一步向纵深发展,将防山火下沉到村级,建立一批以村委书记为主体,分布范围更广、责任心更强、灵活机动的群众护线队伍,更好的将制度及政策落实到实处;其次,需加强与沿线政府、公安等部门的联系沟通,对违反相关法律、引发大范围山火的肇事者从严处罚;再次,要积极巩固完善以沿线地方政府、公安机关和电力设施保护领导小组为核心,以沿线村组护线员为骨干,以签订护线责任书为纽带,与运行维护工作密切联系互动的高效务实的立体防山火护线网络。