不久前，世界首套地區級“智能電網動態防雷系統”在國網江蘇蘇州供電公司成功上線運行。作為“國際人工智能防雷科學委員會” 重點示范項目、國網江蘇省電力公司“十三五” 重點科技項目，本次投運的智能電網動態防雷系統是目前世界上覆蓋面積最廣、控制功能最強、性能指標最高的“動態防雷系統”。

在全球雷電防護研究和實踐領域，該系統首次系統地實現了適應于未來氣候變化的智能動態防雷模式，使雷電防護從傳統的“靜態被動模式”步入“智能動態模式”，在雷電防護研究和實踐領域具有劃時代的意義。項目整個開發過程共歷經了十二年的理論沉淀和技術研發，以“十年磨一劍”形容不為過。

氣候變化，全球防雷新挑戰

雷電一直是危害電網安全、造成局部或較大范圍停電的重大自然因素。我國沿海地區一半以上的電網事故因雷電導致。傳統的防雷模式，如避雷針、避雷線、避雷器、防浪涌設備等靜態措施可以使雷害最小化，但難以將其完全消除，這也是電力領域的一個世界性難題。

近年來，全球氣候變化明顯，極端天氣增多，雷電活動更加頻繁劇烈。據美國麻省理工學院等機構發布的研究結果，在可預見的未來 10 ～ 20 年，全球雷暴活動將大幅增加。而蘇州地處江蘇南部，區域內水網縱橫，又是每年受臺風影響較頻繁的地區。統計顯示，隨著暖濕空氣勢力逐漸增強，蘇州每年六、七、八月間的雷電天氣逐月增多，又恰與迎峰度夏重疊，在夏日用電高峰期，極易對電網造成沖擊和波動，給蘇州電網安全穩定運行帶來極大困擾。

勇于開拓，潛心探索新模式

目前常規的防雷模式，是通過保護系統某單個設備或部分，來確保整個電網的正常運行，其主要原理是將雷電的破壞性能量導入大地，或提高防護級別（絕緣強度）。這種模式主要側重設計安裝階段，保護目標為單個設備、部件或設施，如線路、變壓器、電子設備、變電站等，采用的是相對固定的防護措施，如架空避雷線、避雷針、SPD 防浪涌設備等。

根據實際經驗及統計分析，單一的雷擊跳閘事故不一定會造成大范圍的停電，往往是一些其它因素的綜合疊加，例如某一開關的閉鎖，某一繼保裝置的異常，或系統某部分的重載狀態等造成事故范圍的擴大。而由于整個電網設備數以百萬計，在龐大的基數下，很難保證每個設備或原件始終處于最佳狀態。

雖然雷擊本身不受控，但雷電活動可以被監測和跟蹤。雷擊的發生在時間和空間上可以通過雷電探測系統進行預判。因此也可以據此對電網系統進行動態的調整和控制，從而提高電網的整體防雷性能。

早在 2006 年，蘇州供電公司項目組就認識到電網的防雷性能不能僅取決于單個設備或部件的防雷性能，并創造性地將“電網控制”引入防雷研究領域，提出了動態防雷的思路。

智能浪潮，動態防雷初出廬

項目組順應電網動態平衡的運行本質、利用大禹治水“疏而非堵”的控制機理，正式提出智能電網“動態防雷”的概念。

“動態防雷”是一種系統級防雷模式。基于實時高精度雷電跟蹤及電網全局穩定性計算，強調在潛在雷害發生之前，對電網進行有效的動態調整及非線性協調控制，從而提高電網抵御雷電災害的能力，并大幅改善雷電氣候下電網系統穩定性。這類似于“大禹治水”的原理，傳統的電網防雷模式的整體思路相當于堵，加強絕緣強度、對各個設備加裝各種防雷設備。而“動態防雷”模式的思路相當于疏，將電網的負荷進行疏導和優化平衡：當雷電威脅到某電力線路或者電網的某一部分，就轉移該線路或調整該部分電網的負荷，優化平衡整個電網的負荷分布。當雷電威脅解除，則從安全運行模式切換回原來的經濟運行模式。

此后，項目組分別在基于動態防雷的智能電網動態拓撲調節技術、潮流優化控制技術、支撐節點抗擾動協調控制技術、基于廣譜微分時域鑒別的雷電傳感技術等方面取得了一系列進展。系統每一次“進階”或看似“微調”，其實都是牽一發而動全身的系統工程，核心項目組成員童充曾經有過連續兩天三夜，接線 800 次，調端口 900 次，改代碼 1000 次的體驗。辛勤的付出取得了豐碩回報，2016 年 10 月，在葡萄牙第 33 屆國際防雷大會（ICLP）上，項目組邀請了來自全球的八位國際頂級科學家，組織召開了項目國際鑒定會。最終鑒定結論為：“達到世界領先水平”，這在同類項目中尚屬首次。

當蘇州供電公司電力調度控制大廳大屏幕上顯示出“智能電網動態防雷系統”正式上線運行的實時圖像時，正在現場密切監控的項目組成員一片歡呼。系統顯示，雷電探測范圍超 10000 平方公里，有效保護范圍可達 1000 平方公里，綜合性能指標大幅領先于國內外現有水準。系統項目負責人、蘇州供電公司高級工程師蔡云峰介紹：“動態防雷系統能夠降低雷電氣候條件下的電網運行風險，全面應用后將大幅度提高電網抵御雷電災害的能力，從而提高供電可靠率，預計可減少當前 80% 由雷電而造成的停電損失。”