一、行动概要

　　我国每年均会发生大量森林火灾，对林草、电力及生态环境带来了极大威胁，山火的预警及防治工作迫在眉睫。针对山火防治过程中存在的预警手段不足、联动机制缺乏及防治手段单一等问题，国网山西公司建立山火信息共享服务平台，融合气象、卫星、可视化监拍等多方数据资源，提出山火风险等级预报、多元热源数据联动告警、山火蔓延趋势分析方法，联合各方形成“智能”联动防山火工作机制，创新采用分布式光伏替代线路供电方式，彻底消除森林草原输配电火灾隐患，有效实现山火群防群治目标，形成防火“智”士，推进绿色“能”源新提升。

　　二、问题表述

　　据统计，2019—2021年共发生森林火灾4114起，一方面，给林区动植物保护带来很大压力，另一方面严重威胁了人民的生命财产安全。此外，山火严重影响了电网的安全稳定运行，2019-2021年，山西电网220千伏及以上输电线路因山火跳闸多达33条次。因此，山火预警防治工作迫在眉睫。

　　图1：森林火灾次数及输电线路山火跳闸统计

　　目前，各行业均针对山火防治做了大量工作，但仍存在以下问题：

　　一是山火预警手段不足。山火监测主要采用卫星监测技术，其技术局限性会造成山火的误报及漏报，缺乏卫星—可视化—无人机联动监控体系及相应的预警系统。

　　二是联动防火机制缺乏。山火监测涉及气象、电力、林草等多个领域，未形成跨行业、跨领域的联动防火机制，影响山火监测效率及应急响应速度。

　　三是山火防治手段单一。林区与线路交跨区域遍布全省，目前主要通过树木修剪或树种置换方式进行山火防治，缺少彻底解决输配电线路火灾隐患的技术手段。

　　三、解决方案

　　图2：实施过程框架图

　　（一）搭平台促共享

　　构建山西地区山火信息共享服务平台，电网公司提供山火监测服务及1200余套可视化监拍装置图像，气象部门提供3颗同步卫星、8颗极轨卫星监测数据及1km*1km气象预测数据，高校提供山火预警及蔓延技术的理论模型，基层群众提供现场核实反馈数据。基于此，创新提出山火风险等级预报、多元热源数据联动告警、山火蔓延趋势分析方法，解决了光伏板、热电厂等固定干扰热源误报、热源辐射被云层遮挡漏报等问题；在山火易发期建立24小时值班制，及时发布热源告警信息，构建了省市县三级山火应急联动机制，2019年以来发布输电线路山火等级热源告警信息1563条，有效指导32条次500千伏及以上重要输电线路避险应急。

　　图3：山火信息共享服务平台

　　图4：自然灾害预警平台、监拍仪现场图像采集

　　（二）合众力建机制

　　构建“人防+物防+联防”三位一体防控体系，与山西省气象局签订战略合作协议，同森林草原防灭火指挥部开展常态沟通，协同配合形成联动防山火工作机制。

　　“人防”方面，将林区树种进行分类，建立防山火控制布置图，全面梳理输电线路下方植被情况，常态化开展通道易燃物清理，截至2022年11月，仅国网阳泉公司已清理线路附近山火隐患点50余处，修剪不符合安全距离树木0.23万棵，清理灌木茅草1.4万平方米，清理7处线下易燃物堆放。

　　“物防”方面，在山火易发区设立防火隔离带、防火警示牌及语音提示牌等，运用无人机等智能化设备进行山火隐患排查、森林资源调查、火灾监测及救援。

　　“联防”方面，一是建网络，形成沿线村庄村干部及护林员网络，在山火易发区聘请当地群众成为护线员，仅国网阳泉供电公司已聘请27名护线员，并签订山火防控协议，根据山火汇报情况，按月给予奖金鼓励及电话补助，提高护线员山火监控积极性。二是立标准，与山西省气象局合作编制地方标准《电网运行气象服务规范》，实现电力山火预警发布流程标准化。三是强宣传，通过山西电视台等权威媒体进行防山火工作宣传，提升大众对山火防治工作的重视。

　　图5：三位一体防控体系

　　（三）变方式促革新

　　针对林区客户用电普遍以单相电为主、户均容量不超过1.5kW的特点，选取张马庄八台区、高家庄台区等8个典型台区创新开展“光伏+蓄电池组合供电”替代线路试点建设，引入综合能源公司对光伏供电业务进行投资，重点选用隐患程度高、拆除必要性强、投入产出比高，且适合采用光伏替代的台区，广泛收集运行数据和客户诉求，彻底消除森林草原输配电火灾隐患。

　　图6：光伏替代项目实施前后对比图

　　四、关键突破

　　（一）提出基于集成学习算法的山火风险等级预报方法

　　针对山火预警信息针对性不强的问题，汇集山火预报相关的多维度、多种类历史数据，自主研发了基于集成学习算法的山火风险预报模型，综合分析确定未来72小时山火风险预警等级，为差异化防山火工作提供有效指导，同时可为基层村镇烧荒时间选取提供技术指导。

　　图7：山火数据收集及挖掘分析

　　图8：山火风险等级预报图

　　（二）构建多元热源数据联动告警体系

　　针对山火卫星监测精度较低的问题，采用卫星-图像一体化监测技术，融合杆塔自动测距及图像自动搜索技术，实现山火监测智能化。同时，采用图像识别技术筛选光伏板、热工厂等异常干扰源1937处，大幅提升卫星火点判识精度。

　　图9：山火卫星监测体系

　　（三）提出基于中小尺度地理气象模型的山火蔓延趋势分析方法

　　创新利用卫星监测热源定位，融合地形及植被数据，开展基于中小尺度地理气象模型的山火蔓延趋势分析，针对大范围山火人员无法靠近火场的情况，有效指导运维单位及时预判输电线路运行风险，采取紧急避险措施。

　　图10：运城盐湖区山火山火蔓延分析

　　五、多重价值

　　（1）服务人民群众

　　一是强预警，保民生。成功预警运城盐湖区等重大火情，防范了多起重大山火隐患，避免了因山火造成的财产损失，有效保障了人民生命财产安全。

　　二是重生态，促发展。山火防治体系的建立有效减低了林区森林火灾影响范围，有效保护了森林资源，以“绿水青山”满足人民群众对美好生活的需求。

　　（2）支撑政府部门

　　一是降影响，保安全。联动防山火机制的建立有效提升了林草部门防山火工作质效，2022年山西地区未发生大型山火造成的人员伤亡，避免了山火造成恶劣的社会影响。

　　二是共创新，提精度。创新建立山火预警体系，明确山西省山火风险分布，为政府部门差异化防山火及农业生产用火管控提供精准指导。

　　（3）确保电网安全

　　一是保供应，树形象。构建了省市县三级山火应急联动机制，指导及时处置了±800千伏雁淮直流、500千伏侯阳一二线等多处通道一级火情，2022年，220千伏及以上电压等级输电线路因山火跳闸仅3次，比2021年因山火导致的跳闸率下降50%，有效保障电网安全稳定运行。

　　二是重服务，提质效。分布式光伏的采用有利于提升供电可靠性和线损指标提质增效，保障林区电力可靠供应，提升客户满意度。

　　六、各方评价

　　（一）气象部门

　　项目成果获得了气象部门的广泛关注，并与山西省气象局签订了战略合作协议，合作编制的山西省地方标准《电网运行气象服务规范》成功获批，规范了山西地区电力山火预警制作发布流程。

　　（二）基层运维单位

　　项目成果得到了基层运维单位的广泛应用，构建了省市县三级山火应急联动机制，2020年以来累计发布输电线路等级热源1714处，其中一级热源471处、二级热源322处、三级热源921处，影响220千伏及以上电压等级线路1474条。

　　图11：项目成果获权威媒体报道

　　（三）媒体

　　项目成果先后获央视新闻客户端、国家电网报、山西新闻联播等权威媒体报道，获得了社会大众的广泛关注及一致好评。