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能源气象服务适用技术成果丨国家卫星气象中心:为输电线路安全立一道“硬门槛” 来源:中国气象报社 日期:2026年04月15日07:44

春日降水偏少、空气干燥、风速较大,是山火高发时段。如何精准快速锁定山火点位,为国家输电线路安全立一道“硬门槛”?

由国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)(以下简称“卫星中心”)研发的“多源卫星遥感输电线路山火监测技术”,已实现预警推送分钟级响应。在中国南方电网有限责任公司(以下简称“南方电网”)的实际应用中,这一技术推动山火监测准确率显著提升,让输电线路从“被动应对跳闸”转向“主动预警处置”,为能源大通道安全运行抢出了关键处置窗口。

一条高压输电线路从电源点延伸到负荷中心,往往需要跨越上千公里。沿途经过的山区、林地、农田,都是山火潜在的源地。

山火对电网的威胁往往具有突发性。烟雾中的带电粒子会降低空气绝缘强度,高温和灰烬会改变周边电场分布。一旦一条线路跳闸,电网潮流将重新分配,相邻线路负荷骤增,可能引发连锁反应,最终酿成大范围停电事故。

过去,电网企业主要依靠人工巡线和地面监测点来发现山火。但输电线路动辄数千公里,难以实现高风险区段全天候人工值守;而地面监测设备受地形、供电、通信条件限制,覆盖率有限。无人机虽能快速抵近侦察,但需先明确火点位置才能精准干预处置。

卫星遥感技术无需依赖地面设施,不受地形限制,可实现输电线路走廊的大范围、全天候“扫描”。卫星中心研发的“多源卫星遥感输电线路山火监测技术”,正是将卫星的观测能力转化为电网可用的预警产品。

研发这项技术的起点,源于一个基础物理原理:不同温度的物体,辐射波长存在差异。常温地表辐射的峰值位于远红外波段,而山火温度骤升至数百开尔文时,辐射峰值会向更短波长移动。卫星传感器捕捉到这种“波长跃迁”信号,就能精准发现火情。

但实际应用并非如此简单——云层、水体、城市热岛效应、太阳耀斑等因素,都会干扰火点识别。真正的技术难点在于,如何在复杂背景中精准甄别出真实火点。

研究团队的答案是“自适应上下文算法”。卫星中心研究员陈洁解释,该算法以目标像元为中心,动态选取一个背景窗口,计算窗口内正常像元的亮温水平。如果目标像元的亮温明显高于背景,且两个热红外通道的亮温差也出现异常波动,即判定为火点。同时,算法会自动剔除云区、水体、耀斑、常年高温热源等干扰因素,并将火点划分为不同可信度等级——火点、可能火点、云区火点,每一级对应不同的处置优先级。另一个关键创新是实现了极轨卫星与静止卫星的协同联动。极轨卫星火点识别灵敏度高,但每天只能过境两次;静止卫星可实现分钟级高频观测,但分辨率有限。二者协同互补,既保证了火点识别精度,又实现了24小时不间断监测。

技术研发只是第一步。真正让这项技术进入能源气象服务序列的,是一套闭环运行机制。

陈洁介绍,卫星中心遥感应用服务中心与南方电网山火监测预警中心已建立互馈合作模式:卫星系统每发现一个疑似火点,相关信息会在数分钟内推送至电网调度和运维人员手中;运维人员立即组织现场核查,确认火点位置、过火面积、是否威胁线路安全,并将核查结果反馈给卫星中心。这些实地数据反过来用于算法优化——明确误报、漏报情况,调整识别阈值,让算法识别精度持续提升。反馈越充分,算法越精准,形成良性循环。

这套机制运行以来,成效已得到量化验证。南方电网的实地核查数据显示,卫星监测与地面核查联动模式显著提高了山火发现的及时性和准确率。更重要的是,电网运维实现了从“被动应对跳闸”到“主动预警处置”的转变。在山火蔓延到线路之前,调度部门可以提前调整电网运行方式,运维人员可提前奔赴现场准备处置。这一时间窗口往往仅有几十分钟,但对于避免线路跳闸而言,已足够关键。

当前,国家正加快推动能源绿色转型和电网智能化升级。新能源大规模并网、跨区输电通道持续加密,对气象服务的依赖性越来越强。风云气象卫星凭借其全球观测、高频覆盖、自主可控的优势,在这一领域发挥着不可替代的作用。从输电线路山火监测起步,这项技术还可延伸应用于油气管道安全防护、交通运输线路灾害预警等多个领域,拓展更为广阔的应用场景。

技术的终点从来不是算法或卫星,而是每一次预警的准确送达、每一次跳闸的成功避免。当一条输电线路安全度过山火高发期,当一座城市因此避免停电困扰,这项能源气象服务的价值才算真正完成闭环。而这样的闭环,正在越来越多的线路上被复制推广。

(作者:黄琬婷?责任编辑:张林)



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