電網(wǎng)常見安全風(fēng)險(xiǎn)分析及解決對(duì)策

黑文斌，安 軍，賀紅梅

(1.內(nèi)蒙古電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司；2.內(nèi)蒙古康遠(yuǎn)監(jiān)理公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

隨著能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)的加快，電力持續(xù)快速發(fā)展，部分地區(qū)新能源裝機(jī)容量增長(zhǎng)迅猛，常規(guī)同步發(fā)電機(jī)占比逐漸減少，系統(tǒng)一次調(diào)頻能力有逐漸減弱的趨勢(shì)，頻率控制難度逐步增加；部分地區(qū)負(fù)荷分布不均勻，重載、空載問(wèn)題突出；部分地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)度滯后，設(shè)備隱患治理不徹底，造成設(shè)備事故頻發(fā)、多發(fā)；加之地震、暴雨、山洪、大風(fēng)、冰雪等嚴(yán)重自然災(zāi)害，多種風(fēng)險(xiǎn)因素并存，持續(xù)威脅電網(wǎng)安全，影響電力安全可靠供應(yīng)。

1 電網(wǎng)常見安全風(fēng)險(xiǎn)分析

1.1 一次系統(tǒng)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)

一次系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的主體，是直接生產(chǎn)、輸送和分配電能的設(shè)備，包括發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線等。受到電網(wǎng)規(guī)劃、負(fù)荷變化、工程建設(shè)等多方面影響，電網(wǎng)一次系統(tǒng)存在較多安全風(fēng)險(xiǎn)，主要表現(xiàn)為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱、負(fù)荷分布不均勻、短路電流超標(biāo)和新能源集中接入帶來(lái)的問(wèn)題。①部分地區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，對(duì)外聯(lián)系薄弱，存在單線單變問(wèn)題，抵御嚴(yán)重故障的能力不足。②局部地區(qū)負(fù)荷分布不均勻，尤其是高耗能企業(yè)用電需求大，用電量可占到主變?nèi)萘康?0%以上，接帶高耗能企業(yè)的變電站發(fā)生甩負(fù)荷事件后對(duì)電網(wǎng)的沖擊較大。③隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的持續(xù)增大，局部地區(qū)電網(wǎng)短路電流進(jìn)一步增大，部分開關(guān)設(shè)備已經(jīng)接近遮斷容量，存在短路電流超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。④近年來(lái)，部分地區(qū)電網(wǎng)新能源大規(guī)模集中接入，因新能源機(jī)組抗擾動(dòng)能力差，當(dāng)電網(wǎng)故障時(shí)，容易造成大容量新能源集中脫網(wǎng)事故。

1.2 二次系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)

二次系統(tǒng)是對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)和監(jiān)測(cè)的設(shè)備，包括控制器具、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、測(cè)量?jī)x表、信號(hào)器具等，二次系統(tǒng)的安全可靠對(duì)一次系統(tǒng)正常運(yùn)行至關(guān)重要。當(dāng)前二次系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)主要表現(xiàn)在繼電保護(hù)裝置、網(wǎng)絡(luò)安全、通信安全、電力監(jiān)控系統(tǒng)等方面。①繼電保護(hù)裝置和安全自動(dòng)裝置安全風(fēng)險(xiǎn)。繼電保護(hù)裝置、安全自動(dòng)裝置規(guī)模日益增加，一旦發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)就可能引起連鎖反應(yīng)，甚至造成電網(wǎng)事故。②網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)。電力信息系統(tǒng)遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊時(shí)，可能遠(yuǎn)程發(fā)送惡意控制或調(diào)節(jié)指令，導(dǎo)致設(shè)備操作異常，引起多臺(tái)設(shè)備停運(yùn)或有功、無(wú)功大幅波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)可能造成大面積停電。③通信系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)。電力通信系統(tǒng)的可靠運(yùn)行是繼電保護(hù)、安穩(wěn)裝置等二次設(shè)備正確動(dòng)作的前提和保證。電力通信通道故障會(huì)導(dǎo)致監(jiān)控變電站失去監(jiān)控能力，甚至?xí)斐墒鹿蕯U(kuò)大。④電力監(jiān)控系統(tǒng)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及微機(jī)五防系統(tǒng)中運(yùn)行的非安全操作系統(tǒng)的PC機(jī)，存在系統(tǒng)弱口令問(wèn)題、系統(tǒng)補(bǔ)丁修補(bǔ)問(wèn)題、離線殺毒軟件升級(jí)問(wèn)題等隱患，給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 運(yùn)行維護(hù)存在的風(fēng)險(xiǎn)

①電網(wǎng)建設(shè)和設(shè)備改造施工存在安全風(fēng)險(xiǎn)。部分施工項(xiàng)目配合停電工期較長(zhǎng)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間處于不完整狀態(tài)、電網(wǎng)運(yùn)行方式長(zhǎng)時(shí)間處于非全接線方式狀態(tài)，增加了電力調(diào)度難度，若在檢修方式下發(fā)生故障，容易造成電網(wǎng)事件。②電廠和涉網(wǎng)用戶給電網(wǎng)安全帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。部分電廠協(xié)調(diào)管理性較差，部分變電站內(nèi)存在用戶產(chǎn)權(quán)設(shè)備，存在檢修周期不能保證、檢修質(zhì)量不高、故障處理響應(yīng)速度慢等問(wèn)題，影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.4 其他風(fēng)險(xiǎn)

①部分地區(qū)沙塵暴、強(qiáng)雷暴等極端天氣頻發(fā)，部分線路桿塔處于微地形、微氣象環(huán)境，給電網(wǎng)設(shè)備的安全運(yùn)行帶來(lái)威脅。②部分電力設(shè)備運(yùn)行年限過(guò)長(zhǎng)，老化嚴(yán)重，技術(shù)性能下降，穩(wěn)定性和可靠性大大降低，影響電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。③部分設(shè)備制造質(zhì)量不良，運(yùn)行中頻繁發(fā)生故障，成為電網(wǎng)隱患。

2 防范化解電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的解決對(duì)策

2.1 建立防范化解電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的工作機(jī)制

定期開展電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)分析專項(xiàng)工作，相關(guān)部門共同參與，集思廣益、群策群力，制定電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)防控策略和風(fēng)險(xiǎn)消除措施。從項(xiàng)目規(guī)劃、工程建設(shè)、檢修處置、運(yùn)行方式上采取措施，既通過(guò)建設(shè)電網(wǎng)不斷完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，又采取預(yù)防預(yù)控措施確保不發(fā)生事故。不斷完善本單位電網(wǎng)安全防控工作機(jī)制，認(rèn)真落實(shí)電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)防范措施，著力加強(qiáng)地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃，有序推動(dòng)重點(diǎn)工程項(xiàng)目實(shí)施落地，對(duì)電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)改造。

2.2 同步開展安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控和隱患排查治理

推行安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控，強(qiáng)化隱患排查治理，把風(fēng)險(xiǎn)控制在隱患形成之前、把隱患消滅在事故前面。根據(jù)年度、月度輸變電設(shè)備停電檢修計(jì)劃，按時(shí)分級(jí)發(fā)布電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。調(diào)度部門通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行方式對(duì)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管控，供電單位按照“先降后控”的原則，采取各種預(yù)控措施和手段，“降等級(jí)、減時(shí)長(zhǎng)、縮范圍、控?cái)?shù)量”，降低風(fēng)險(xiǎn)影響，提升管控實(shí)效。

定期開展隱患排查，結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃和年度電網(wǎng)建設(shè)、技改、大修、專項(xiàng)活動(dòng)、檢修維護(hù)等，有序治理安全隱患，常態(tài)化梳理電網(wǎng)、變電站、線路、負(fù)荷等基礎(chǔ)資料，查找電網(wǎng)事故風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)加強(qiáng)跟蹤和防范，制定風(fēng)險(xiǎn)管控預(yù)案和策略，防范系統(tǒng)穩(wěn)定破壞和電網(wǎng)大面積停電事故。

2.3 規(guī)劃建設(shè)化解電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)的輸變電工程

從規(guī)劃設(shè)計(jì)源頭上入手，科學(xué)規(guī)劃安排，適度超前建設(shè)電網(wǎng)，逐步消除電網(wǎng)結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)。優(yōu)化負(fù)荷集中地區(qū)變電站布置，減小單座變電站故障損失負(fù)荷影響，深入研究局部地區(qū)存在的電磁環(huán)網(wǎng)、短路電流超標(biāo)等問(wèn)題，加大電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)技術(shù)改造，制定并落實(shí)相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管控措施?？紤]負(fù)荷分布和電源點(diǎn)接入，按電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格接入規(guī)范和原則，控制可能造成一般事故的負(fù)荷或電源接入，避免大負(fù)荷集中接入引發(fā)事故。根據(jù)電網(wǎng)排查出的風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)薄弱電網(wǎng)的建設(shè)改造，落實(shí)相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管控措施。

2.4 優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式安排

通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行方式安排對(duì)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管控，按照“先降后控”的原則來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)做好安全措施和應(yīng)急準(zhǔn)備工作。①加強(qiáng)運(yùn)行協(xié)同管控，調(diào)整運(yùn)行控制策略。加強(qiáng)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、分級(jí)和監(jiān)控工作，加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控和巡視維護(hù)，精準(zhǔn)分析電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)，合理安排運(yùn)行方式，優(yōu)化檢修計(jì)劃，科學(xué)控制電網(wǎng)潮流和斷面負(fù)荷，動(dòng)態(tài)調(diào)整安全管控策略。②加強(qiáng)電力二次系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)管理。開展繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置、電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)專項(xiàng)管控，加大老舊及進(jìn)口設(shè)備改造力度。做好網(wǎng)絡(luò)邊界防護(hù)，實(shí)時(shí)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)異常行為，將網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)遏制在局部范圍。③加強(qiáng)設(shè)備監(jiān)控信息優(yōu)化及治理。持續(xù)開展各單位監(jiān)控信息規(guī)范工作，優(yōu)化信息內(nèi)容，結(jié)合檢修工作開展監(jiān)控信息頻發(fā)和誤發(fā)的治理，提升監(jiān)控效率，保證電網(wǎng)監(jiān)控安全。④針對(duì)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及電網(wǎng)運(yùn)行方式變化，繼續(xù)加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控和巡視維護(hù)，合理調(diào)整、安排運(yùn)行方式，控制電網(wǎng)潮流和斷面負(fù)荷，統(tǒng)籌部署電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)控制措施，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定和可靠供電。

2.5 提高電網(wǎng)應(yīng)急處置能力

建設(shè)應(yīng)急指揮中心平臺(tái)，對(duì)自然災(zāi)害和事故災(zāi)害進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、預(yù)報(bào)預(yù)警。建立健全應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)應(yīng)急救援專業(yè)隊(duì)伍建設(shè)，完善專家參與預(yù)警、指揮、救援、救治和恢復(fù)重建等應(yīng)急決策咨詢工作的機(jī)制。建立包括突發(fā)事件總體應(yīng)急預(yù)案、專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案、現(xiàn)場(chǎng)處置方案的突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案體系。完善與政府部門應(yīng)急溝通機(jī)制，做好預(yù)警管理、應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急處置、善后工作等各方面的配合工作。建立健全事故應(yīng)急處置制度，規(guī)范事故現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置程序，做好企業(yè)先期處置，強(qiáng)化救援現(xiàn)場(chǎng)管理，確保安全有效施救。

3 以內(nèi)蒙古電網(wǎng)為例驗(yàn)證實(shí)施效果

2017年內(nèi)蒙古電網(wǎng)二級(jí)以上電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)共有18處，自2017年開展防范化解電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)專項(xiàng)工作以來(lái)，內(nèi)蒙古電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)逐年被消除，2019年消除7處，2020年消除5處。特別是阿拉善地區(qū)500kV吉蘭太變電站一級(jí)電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)，是國(guó)家能源局重點(diǎn)督導(dǎo)的一級(jí)電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)，也是2019年全國(guó)唯一一處一級(jí)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別最高，影響范圍最大，經(jīng)過(guò)科學(xué)謀劃和努力建設(shè)，相應(yīng)的輸變電工程于2019年7月按期建成投產(chǎn)，全國(guó)唯一一處一級(jí)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)成功消除。得益于多項(xiàng)措施的有序推進(jìn)，內(nèi)蒙古電網(wǎng)在短短三年內(nèi)成功消除了12處電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)逐漸完善，抗風(fēng)險(xiǎn)能力大幅提升。

4 結(jié)束語(yǔ)

防范化解電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)是電網(wǎng)安全管理工作的重中之重，需要監(jiān)管部門、供電企業(yè)、涉網(wǎng)用戶、供應(yīng)商等各方的共同努力。筆者僅從供電企業(yè)的角度，分析了常見的電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)，提出了解決建議和對(duì)策，希望對(duì)電力企業(yè)防范化解電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)提供借鑒參考。