Почему региональных прогнозов погоды недостаточно для обеспечения безопасности линий электропередачи

Региональные прогнозы погоды имеют важное значение для планирования энергосистемы, но они не всегда могут точно описать фактические погодные условия вдоль конкретного коридора электропередачи.

Высоковольтные линии электропередачи могут проходить через горы, долины, равнины, речные переправы, опушки лесов, прибрежные зоны и другие сложные ландшафты. Погодные условия в этих местах могут значительно различаться, даже если они находятся в пределах одной и той же региональной зоны прогнозирования.

Вот почему мониторинг микроклимата линий электропередачи Это важно для коммунальных предприятий, операторов электросетей и инженерных групп, которым необходимы данные об окружающей среде, специфичные для конкретного объекта.

Местные станции мониторинга могут измерять фактические погодные условия, наблюдаемые на важных участках линий электропередачи или вблизи них, что помогает операторам сравнивать региональные прогнозы с реальными условиями на местах.

Для получения полной информации о проектировании системы мониторинга на уровне коридора см.:

Станция мониторинга микроклимата высоковольтной линии электропередачи

Для получения информации об интегрированном оборудовании для мониторинга и настраиваемых параметрах погоды см.:

Система мониторинга погодных условий на линиях электропередачи для энергосетей

1. Региональные прогнозы погоды описывают большую территорию.

Региональные прогнозы предназначены для отображения погодных условий на территории города, района или более обширной географической области.

Это полезно для общего оперативного планирования.

Однако линии электропередачи часто проходят через местность, где локальные погодные условия отличаются от окружающих регионов.

Примеры включают:

• Горные хребты
• Долины
• Переправы через реки
• Открытые равнины
• Возвышенная местность
• границы лесных массивов
• Прибрежные коридоры
• Отдаленные сельские районы

Таким образом, прогноз, полученный на ближайшей городской или региональной метеорологической станции, может не в полной мере отражать условия окружающей среды на конкретной опоре линии электропередачи или участке линии.

Для объектов инфраструктуры, постоянно подверженных воздействию местных погодных условий, эта разница может иметь значение.

2. Рельеф местности создает микроклимат, характерный для линий электропередачи.

Микроклимат — это локальный набор атмосферных условий, отличающийся от более широкого погодного режима в окружающей местности.

Линии электропередач часто пересекают местность, где изменяются ветер, температура, влажность, количество осадков и видимость.

Например:

• Долины могут направлять ветер.
• Горные хребты могут подвергаться более сильному воздействию ветра.
• В низинах может сохраняться влага.
• В прибрежных зонах могут наблюдаться различные показатели влажности и ветровых режимов.
• На возвышенностях может быть холоднее, чем в близлежащих низинах.

Это означает, что один региональный прогноз может не описывать условия на всем протяжении маршрута.

Локальный мониторинг обеспечивает прямые измерения в выбранных точках вдоль коридора.

3. Почему важен локальный мониторинг ветра

Ветер является одним из наиболее важных погодных факторов, влияющих на инфраструктуру воздушных линий электропередачи.

Региональные прогнозы могут дать общее представление о скорости и направлении ветра, но местный рельеф может существенно изменить воздушные потоки.

Пересечение коридоров передачи:

• Горные перевалы
• Долины
• Открытые равнины
• Речные коридоры
• Обнажённые хребты

Возможны иные ветровые условия по сравнению с теми, которые зафиксированы на удаленной метеостанции.

Локальный мониторинг позволяет получать данные об уровне объекта, включающие следующие параметры:

• скорость ветра
• Направление ветра
• Изменения ветровых условий с течением времени

Для проектов, где ветер является основным параметром мониторинга, JW-IoT также предоставляет следующие возможности:

Датчики ветра

4. Сильные ветровые и транспортные коридоры

Сильный ветер может создавать дополнительную нагрузку на инфраструктуру линий электропередачи.

В зависимости от рельефа местности, конструкции трубопровода и погодных условий операторам может потребоваться мониторинг следующих параметров:

• Высокая скорость ветра
• Резкие изменения направления ветра
• Поперечный воздушный поток
• Зоны с устойчивыми сильными ветрами
• Направленное воздействие ветра

В некоторых условиях смещение проводников и риск их раскачивания также могут стать техническими проблемами.

Метеостанция не заменяет механический или структурный анализ, но может предоставить данные об окружающей среде, необходимые для понимания фактических ветровых условий вокруг линии электропередачи.

5. Температура, влажность и условия, способствующие обледенению.

Обледенение линий электропередач — еще одна причина, по которой данные о местной погоде могут быть полезны.

На образование обледенения влияют не только температура, но и сочетание различных факторов окружающей среды.

К числу соответствующих параметров могут относиться:

• Температура воздуха
• Относительная влажность
• Точка росы
• Ветер
• Условия, связанные с осадками

Локальные особенности рельефа могут приводить к образованию зон с низкой температурой и высокой влажностью чаще, чем предполагают общие прогнозы.

Это может быть особенно актуально в следующих случаях:

• Горные регионы
• Высотные коридоры
• Холодный климат
• Долины
• Районы, подверженные воздействию низких температур

Система локального мониторинга может помочь отслеживать условия окружающей среды, связанные с риском обледенения.

Это не следует рассматривать как замену полноценной модели обледенения, специализированному датчику обледенения или инженерной оценке рисков.

6. Почему важен местный мониторинг осадков

Количество осадков может значительно варьироваться на небольших расстояниях.

Для инфраструктуры линий электропередачи информация об осадках может быть актуальна не только для проводников и опор, но и для окружающей местности.

К потенциальным проблемам могут относиться:

• Поверхностный сток
• Насыщенность почвы
• Эрозия фундамента башни
• Неустойчивость склона
• районы, подверженные оползням
• Коридоры, подверженные наводнениям

Это особенно важно для линий электропередачи, проходящих через гористую или неустойчивую местность.

Мониторинг осадков на местном уровне может предоставить данные, специфичные для конкретного места, которые дополняют региональные прогнозы осадков.

7. Для линий электропередачи в горах и через долину требуется больше местных данных.

Мониторинг горных коридоров передачи сигнала может быть особенно сложным, если использовать только региональные прогнозы.

Высота над уровнем моря и рельеф местности могут создавать существенные различия на относительно небольших расстояниях.

На разных участках одной линии электропередачи могут наблюдаться различные:

• Скорость ветра
• Направление ветра
• Температуры
• Уровень влажности
• Условия выпадения осадков

Поперечные участки трансмиссии также могут подвергаться воздействию локальных воздушных потоков.

В таких условиях выборочные точки мониторинга могут обеспечить более четкое представление о пространственных изменениях погоды вдоль коридора.

8. Какие погодные и экологические параметры можно отслеживать?

Необходимые параметры зависят от экологических рисков и целей мониторинга каждого проекта.

К основным метеорологическим параметрам могут относиться:

• Температура воздуха
• Относительная влажность
• Точка росы
• скорость ветра
• Направление ветра
• Осадки
• Солнечное излучение

В зависимости от требований проекта и выбранной конфигурации системы, могут быть добавлены следующие параметры окружающей среды:

• Освещенность
• УФ-излучение
• Шум
• PM1.0
• PM2.5
• PM10
• Распознавание погодных явлений

Не для каждого проекта по строительству линий электропередачи необходимы все доступные параметры.

Для создания зоны сильных ветров может потребоваться следующее:

скорость ветра + направление ветра

На пункте мониторинга, связанного с обледенением, приоритет может отдаваться следующим задачам:

температура + влажность + точка росы + ветер + информация, связанная с осадками

В зоне сильных дождей основное внимание может уделяться следующим факторам:

осадки + температура + влажность

Более масштабный проект экологического мониторинга может включать в себя:

твердые частицы + шум + радиация + распознавание погоды

Для получения информации об интегрированной системе, охватывающей множество параметров, см.:

Система мониторинга погодных условий на линиях электропередачи для энергосетей

9. Распознавание погодных явлений может добавить больше локального контекста.

Традиционные метеорологические датчики предоставляют числовые измерения, такие как температура, влажность, ветер и количество осадков.

В зависимости от конфигурации системы, системы мониторинга линий электропередачи могут также поддерживать распознавание погодных явлений.

Это может добавить еще один слой местной экологической информации в тех случаях, когда проекты требуют более детального наблюдения за изменяющимися погодными условиями.

Точная возможность распознавания зависит от выбранной конфигурации системы и должна быть подтверждена до начала реализации проекта.

Распознавание погодных условий следует рассматривать как дополнение к измеренным метеорологическим данным, а не как замену стандартным датчикам.

10. Региональные прогнозы и локальный мониторинг служат разным целям.

Мониторинг местной погоды не следует рассматривать как замену региональному прогнозированию.

Эти два типа информации различаются.

Региональные прогнозы содержат:

• Общие погодные тенденции
• Ожидаемое развитие погодных условий
• Информация о региональном планировании

Локальный мониторинг линий электропередачи обеспечивает:

• Прямые измерения в выбранных точках коридора
• погодные условия, специфичные для данного места
• Исторические полевые данные
• Сравнение между местоположениями

Таким образом, полезной концепцией мониторинга является:

Региональный прогноз

↓

Ожидаемые погодные условия

плюс

Мониторинг локального микроклимата

↓

Фактические условия в коридоре электропередачи

В совокупности эти источники данных позволяют получить более полную картину состояния окружающей среды.

11. Почему непрерывный мониторинг важен

Линии электропередач часто проходят через отдаленные районы, где ручное наблюдение за погодой нецелесообразно.

Автоматический мониторинг позволяет непрерывно собирать данные об окружающей среде в течение длительных периодов времени.

Это может помочь командам наблюдать:

• Суточные колебания погоды
• Сезонные изменения
• События, сопровождавшиеся сильным ветром
• дождевые события
• Изменения температуры и влажности
• Локальные микроклиматические модели

Долгосрочные полевые данные также могут помочь инженерам сравнить, как различные участки линии электропередачи реагируют на изменяющиеся погодные условия.

12. Удаленный сбор данных и интеграция платформы.

Метеостанции, расположенные вдоль линий электропередачи, часто устанавливаются вдали от офисов или подстанций.

По этой причине полевые датчики, как правило, должны работать в паре с системой сбора и передачи данных.

Типичная архитектура может выглядеть следующим образом:

Датчики погоды и окружающей среды

↓

Контроллер сбора/мониторинга данных

↓

Удалённая связь

↓

Платформа мониторинга

Окончательный способ связи следует выбирать в соответствии со следующими критериями:

• Покрытие сайта
• Наличие электроэнергии
• Расстояние мониторинга
• Количество точек мониторинга
• Требования к передаче данных
• Существующая коммунальная инфраструктура

В зависимости от архитектуры проекта, в удаленных системах могут использоваться такие технологии, как:

• 4G
• LoRaWAN
• NB-IoT
• ЭН
• Другие совместимые методы связи

Точную конфигурацию связи следует подтверждать в соответствии с выбранной системой мониторинга, а не предполагать, что она будет одинаковой для каждого проекта.

13. Данные о местной погоде и мониторинг интеллектуальных энергосетей.

Современные системы мониторинга энергосистемы все чаще объединяют электрическую и экологическую информацию.

Данные о местной погоде могут добавить контекст для:

• Дистанционное наблюдение за инфраструктурой
• Оценка рисков, связанных с погодой
• Планирование технического обслуживания
• Отслеживание состояния окружающей среды
• Инженерный анализ

Таким образом, информация о погоде, получаемая от линий электропередачи, может стать одним из уровней в рамках более широкой системы мониторинга интеллектуальных энергосетей.

Для получения полной информации о методах мониторинга микроклимата см.:

Станция мониторинга микроклимата высоковольтной линии электропередачи

14. Где следует устанавливать метеостанции вдоль линий электропередачи?

Места проведения мониторинга следует выбирать с учетом экологических рисков и рельефа коридора.

Возможные места расположения могут включать:

• Горные хребты
• Пересечение долины
• Переправы через реки
• Высокогорные участки
• коридоры сильных ветров
• Холодные или подверженные обледенению районы
• Склоны, подверженные оползням
• Участки, подверженные наводнениям
• Отдаленные места с ограниченными возможностями наблюдения за погодой поблизости

Цель состоит не обязательно в том, чтобы установить как можно больше станций.

Цель состоит в размещении точек мониторинга там, где местная экологическая информация наиболее ценна.

15. Почему одна метеостанция может не отражать ситуацию во всем коридоре.

Длинная линия электропередачи может проходить через несколько различных климатических и географических зон.

Одна станция мониторинга может не отражать ситуацию на всем протяжении маршрута.

Например, один коридор может проходить через:

• Гора + долина
• Лес + открытая равнина
• Переправа через реку + склон холма
• Низкая высота + высокая высота
• Внутренние и прибрежные районы

В таких случаях распределенный мониторинг может обеспечить лучшее понимание пространственных изменений погоды.

Количество и расположение станций мониторинга следует определять с учетом рельефа местности, зон повышенного риска и целей проекта.

16. Как выбрать конфигурацию мониторинга линии электропередачи

Перед выбором системы мониторинга необходимо сначала определить требования к проекту.

Среда линий электропередачи

Учитывать:

• Рельеф
• Высота
• Расположение башен
• Пересечение долины
• Переправы через реки
• Растительность
• Доступность

Основные погодные риски

Укажите, в чем в основном заключается суть проекта:

• Сильный ветер
• Условия, связанные с обледенением
• Сильные дожди
• Высокая влажность
• Сильный холод
• Низкая видимость
• Более широкий экологический мониторинг

Параметры мониторинга

Определите, какие именно измерения необходимы.

Возможные варианты включают:

• Температура
• Влажность
• Точка росы
• Ветер
• Осадки
• Излучение
• Освещенность
• УФ
• Премьер-министр
• Шум
• Распознавание погодных явлений

Данные и связь

Подтверждать:

• Количество точек мониторинга
• Требования к отбору проб
• Метод коммуникации
• Источник питания
• Требования к платформе
• Существующие интерфейсы системы мониторинга

Эта информация позволяет настраивать систему мониторинга в соответствии с реальным коридором передачи электроэнергии, вместо использования одного идентичного пакета для каждого проекта.

Часто задаваемые вопросы

1. Почему региональных прогнозов погоды недостаточно для линий электропередачи?

Региональные прогнозы охватывают относительно большие географические районы.

Линии электропередачи могут пересекать горы, долины и другие участки местности, где местные ветровые условия, температура, влажность или количество осадков отличаются от региональных средних значений.

Локальный мониторинг обеспечивает прямые измерения в выбранных точках передающих коридоров.

2. Что такое мониторинг микроклимата в линиях электропередачи?

Мониторинг микроклимата линий электропередачи — это измерение локальных погодных и экологических условий вблизи объектов электропередающей инфраструктуры.

В зависимости от требований проекта, в качестве параметров могут использоваться температура, влажность, ветер, осадки и другие показатели окружающей среды.

3. Почему важен местный мониторинг ветра?

Рельеф местности может существенно изменять воздушный поток.

На горном хребте, в долине или на открытом участке местности ветровые условия могут отличаться от тех, которые измеряются на удаленной метеостанции.

Локальные датчики предоставляют данные о ветре, специфичные для данного места.

4. Может ли локальный мониторинг помочь в наблюдении за риском обледенения?

Она может предоставлять данные об условиях окружающей среды, таких как температура, влажность, точка росы, ветер и осадки, которые могут иметь значение для оценки риска обледенения.

Однако стандартная метеорологическая станция не заменяет специализированную систему измерения обледенения или полноценную модель оценки риска обледенения.

5. Зачем отслеживать количество осадков вблизи линий электропередачи?

Осадки могут влиять на поверхностный сток, насыщение почвы влагой и эрозию, а также на состояние склонов.

Для линий, пересекающих гористую, подверженную наводнениям или нестабильную местность, локальные измерения количества осадков могут предоставить полезную информацию об условиях окружающей среды, специфичную для конкретного участка.

6. Какие параметры может измерять система мониторинга погоды на линиях электропередачи?

В зависимости от конфигурации мониторинг может включать в себя:

• Температура воздуха
• Относительная влажность
• Точка росы
• скорость ветра
• Направление ветра
• Осадки
• Солнечное излучение
• Освещенность
• УФ
• Шум
• PM1.0
• PM2.5
• PM10
• Распознавание погодных явлений

Окончательную конфигурацию следует выбирать в соответствии с требованиями проекта.

7. Всем ли линиям электропередачи требуются одинаковые датчики?

Нет.

Комплект датчиков должен учитывать рельеф местности, погодные риски и цели мониторинга проекта.

Для коридора риска ветрового воздействия и коридора риска обледенения могут потребоваться разные приоритеты параметров.

8. Можно ли передавать данные мониторинга удаленно?

Да.

Системы мониторинга линий электропередачи могут быть спроектированы с учетом сбора данных, удаленной связи и интеграции платформ.

Окончательный способ связи зависит от выбранной конфигурации системы и условий эксплуатации.

9. Всегда ли включается распознавание погодных явлений?

Не обязательно.

Возможность распознавания погодных условий зависит от выбранной конфигурации системы и должна быть подтверждена перед заказом.

От региональных метеорологических наблюдений до мониторинга на уровне коридоров

Региональные прогнозы остаются важными для работы энергосистемы, но они не всегда могут точно отражать фактические погодные условия на каждой опоре линии электропередачи или участке коридора.

Для линий электропередач, пересекающих горы, долины, открытую местность или отдаленные районы, мониторинг местного микроклимата может предоставить дополнительный уровень информации, полученной в полевых условиях.

Путем объединения региональных прогнозов с прямыми измерениями:

• Ветер
• Температура
• Влажность
• Точка росы
• Осадки
• Излучение
• Другие параметры окружающей среды, специфичные для данного проекта.

Операторы энергосистем и инженерные группы могут получить более четкое представление о погодных условиях вдоль линии электропередачи.

Для получения полной стратегии и развертывания мониторинга на уровне коридора:

Станция мониторинга микроклимата высоковольтной линии электропередачи

Информация об интегрированном оборудовании мониторинга и доступных параметрах конфигурации:

Система мониторинга погодных условий на линиях электропередачи для энергосетей

JW-IoT может оказывать поддержку проектам по строительству линий электропередачи, включая выбор датчиков, сбор данных, удаленную связь и настройку системы мониторинга в соответствии с требованиями конкретного проекта.