大面積停電應(yīng)急預(yù)案推演培訓(xùn)系統(tǒng)預(yù)防預(yù)警模塊設(shè)計(jì)

高 原

1.華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院 北京 102206

2.國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院 山東 濟(jì)南 250002

0 引言

近年來，因自然災(zāi)害、人為因素等引起的國內(nèi)外電網(wǎng)大面積停電事故頻繁發(fā)生，對(duì)國家經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的穩(wěn)定和人們的生活造成了重大影響，電力企業(yè)在肩負(fù)恢復(fù)供電社會(huì)責(zé)任的同時(shí)，其應(yīng)急管理工作顯得尤為重要。目前我國電網(wǎng)因地震、龍卷風(fēng)、大霧等自然災(zāi)害及外力破壞導(dǎo)致大面積停電的風(fēng)險(xiǎn)仍然存在，且電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況遠(yuǎn)比預(yù)想復(fù)雜，有效的應(yīng)急處置能夠最大限度地減少大面積停電造成的損失，對(duì)保持社會(huì)和經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定具有重要意義。而電網(wǎng)大面積停電應(yīng)急預(yù)案作為國家級(jí)和國網(wǎng)公司重要預(yù)案，在提高電網(wǎng)應(yīng)對(duì)災(zāi)害危機(jī)管理水平上發(fā)揮著重要作用。

組織電力企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和員工廣泛參與大面積停電相關(guān)知識(shí)和技能的培訓(xùn)和演練可以為大面積停電應(yīng)急預(yù)案的有效實(shí)施提供前提。應(yīng)急演練在一定程度上可以作為實(shí)踐和調(diào)研預(yù)案效果的一種方法［1］。適時(shí)定期開展電網(wǎng)大面積停電應(yīng)急預(yù)案演練，可以使電力應(yīng)急人員熟悉各類應(yīng)急操作和整個(gè)應(yīng)急響應(yīng)的程序，明確自身的職責(zé)，必要時(shí)能迅速進(jìn)入“實(shí)戰(zhàn)”狀態(tài)，減少對(duì)電力企業(yè)和社會(huì)造成的損失。但是，目前的應(yīng)急預(yù)案演練主要以按預(yù)定腳本實(shí)戰(zhàn)演練的方式為主，缺乏靈活性且不利于實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)員工的高參與度。因此，需要建立一套基于演練場(chǎng)景仿真的電力系統(tǒng)應(yīng)急預(yù)案推演系統(tǒng)，為電力企業(yè)應(yīng)急人員提供一個(gè)更為直觀、靈活的應(yīng)急處置演練培訓(xùn)平臺(tái)，使相關(guān)人員熟悉和掌握預(yù)案內(nèi)容，提高電力企業(yè)大面積停電應(yīng)急處置能力，降低事故為社會(huì)和電力企業(yè)自身帶來的負(fù)面影響。預(yù)防工作作為應(yīng)急管理中預(yù)防、準(zhǔn)備、響應(yīng)、恢復(fù)4個(gè)典型環(huán)節(jié)的首要環(huán)節(jié)，實(shí)為重中之重。大面積停電預(yù)警工作是實(shí)現(xiàn)大面積停電預(yù)防或限制其影響規(guī)模和程度的有效途徑［2］。因此，在電力系統(tǒng)大面積停電應(yīng)急預(yù)案推演培訓(xùn)系統(tǒng)中，必須設(shè)計(jì)有預(yù)防預(yù)警模塊。本文將對(duì)電力系統(tǒng)大面積停電應(yīng)急預(yù)案推演練培訓(xùn)系統(tǒng)中預(yù)防預(yù)警模塊的基本框架與功能進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。

1 大面積停電危險(xiǎn)源分析

由于引起大面積停電的因素非常復(fù)雜，對(duì)其危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)應(yīng)當(dāng)作為大面積停電應(yīng)急的首要任務(wù)。因此，預(yù)防預(yù)警模塊也應(yīng)建立在對(duì)大面積停電事故危險(xiǎn)源進(jìn)行全面辨識(shí)的基礎(chǔ)之上，進(jìn)而對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)避免風(fēng)險(xiǎn)或盡可能降低其發(fā)生概率的目的。根據(jù)相關(guān)研究文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，大面積停電的危險(xiǎn)源大致可包括自然災(zāi)害、設(shè)備故障、人為因素和能源供應(yīng)危機(jī)等4類。其中，自然災(zāi)害導(dǎo)致的大面積停電比例最高，其次為設(shè)備故障。但是，人，尤其是電力企業(yè)員工，作為電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)、電力供應(yīng)和使用的主體，其自身狀態(tài)對(duì)電網(wǎng)安全的影響不容忽視。借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，人為因素中除考慮運(yùn)行人員誤操作、人為蓄意破壞等因素，還可以考慮將可能使電力系統(tǒng)處于非正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)甚至引發(fā)大面積停電的恐怖襲擊、流行病疫［3］等作為大面積停電危險(xiǎn)源。此外，極端氣溫、連鎖故障、二次系統(tǒng)安全［4］對(duì)電力系統(tǒng)的影響等因素也正在或已經(jīng)成為大面積停電的重要危險(xiǎn)源。對(duì)某個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的危險(xiǎn)源辨識(shí)還應(yīng)考慮區(qū)域的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、能源供應(yīng)、地理環(huán)境、自然環(huán)境、人文環(huán)境、政治地位［2］等情況。綜合評(píng)價(jià)應(yīng)急處置的難易程度，自然災(zāi)害導(dǎo)致的大面積停電的應(yīng)急處置難度最大，其次為人為因素。

2 預(yù)防預(yù)警模塊基本框架與功能設(shè)計(jì)

根據(jù)傳統(tǒng)的預(yù)警體系的要素，電力系統(tǒng)的應(yīng)急預(yù)警體系也應(yīng)包括危險(xiǎn)源辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)警分級(jí)、預(yù)警響應(yīng)或控制等幾個(gè)部分。因此，大面積停電應(yīng)急預(yù)案推演培訓(xùn)系統(tǒng)的預(yù)防預(yù)警模塊要能實(shí)現(xiàn)如下功能，如圖1所示：

1）識(shí)別電網(wǎng)和所轄區(qū)域內(nèi)有可能引起大面積停電的潛在危險(xiǎn)源；

2）對(duì)各危險(xiǎn)源造成大面積停電的可能性及損失分別進(jìn)行評(píng)估和預(yù)計(jì)；

3）利用風(fēng)險(xiǎn)值及各個(gè)閥值確定預(yù)警級(jí)別；

4）根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果推薦預(yù)警響應(yīng)方案。

圖1 大面積停電應(yīng)急預(yù)案演練預(yù)防預(yù)警系統(tǒng)

由此，本文設(shè)計(jì)的大面積停電應(yīng)急預(yù)案推演培訓(xùn)系統(tǒng)中預(yù)防預(yù)警模塊的基本框架可包括如下幾部分：

1）危險(xiǎn)源監(jiān)控

我國電力系統(tǒng)中的火力、水力發(fā)電廠數(shù)量眾多，存在因內(nèi)外部原因造成大壩垮塌、水淹廠房等的危險(xiǎn)；電力企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營過程亦伴隨有部分危險(xiǎn)物品的使用與保存；此外，我國電力企業(yè)所屬單位還運(yùn)營著部分煤礦和非煤礦山等高危企業(yè)；各類公共衛(wèi)生和社會(huì)突發(fā)事件也將影響電力企業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營秩序。

演練系統(tǒng)的教練組應(yīng)為各參演單位配置危險(xiǎn)源，包括調(diào)度視頻、自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)視頻、危險(xiǎn)源現(xiàn)場(chǎng)視頻等，通過參演人員的選擇進(jìn)行在線播放，實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)源的監(jiān)控。

2）風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)與評(píng)估

風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)信息可從電網(wǎng)運(yùn)行部門設(shè)備災(zāi)害在線監(jiān)測(cè)裝置提供的系統(tǒng)信息中收集，還可從政府預(yù)警通知以及從氣象、地質(zhì)、消防等部門得到的電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境信息中收集。通過對(duì)所收集信息的綜合分析處理，并結(jié)合電網(wǎng)調(diào)度部門提供的電網(wǎng)安全分析結(jié)果，便可更為全面地預(yù)判電網(wǎng)大面積停電事故發(fā)生的可能性，從而為后續(xù)的預(yù)警和應(yīng)急工作奠定基礎(chǔ)。

可在演練系統(tǒng)本部分菜單下預(yù)設(shè)風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)、預(yù)測(cè)分析、風(fēng)險(xiǎn)防范3部分，通過點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕實(shí)現(xiàn)。

（1）風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)

演練教練組為參演單位配置預(yù)警信息，參演人員點(diǎn)擊“風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)”按鈕，彈出界面顯示預(yù)警信息，在演練中接收預(yù)警信息。

（2）預(yù)測(cè)分析

參演人員點(diǎn)擊“預(yù)測(cè)分析”按鈕，開展突發(fā)事件預(yù)測(cè)分析。預(yù)測(cè)分析內(nèi)容包括：

①事故發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)等基本情況；電網(wǎng)和供電影響情況及涉及范圍；可能衍生的事故災(zāi)害等。

②事故對(duì)人身、電網(wǎng)和財(cái)產(chǎn)等的危害程度；對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的影響和危害。

③事故可能達(dá)到的級(jí)別及應(yīng)對(duì)措施等。

發(fā)生重大、特別重大突發(fā)事件，參演人員可在本“預(yù)測(cè)分析”窗口界面完成向選擇的接收人（電力企業(yè)應(yīng)急辦公室和各有關(guān)專業(yè)管理部門）發(fā)布預(yù)測(cè)分析報(bào)告的功能。

（3）風(fēng)險(xiǎn)防范

參演人員點(diǎn)擊“風(fēng)險(xiǎn)防范”按鈕，開展落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施。其目的是早診斷、早預(yù)警、早防范、早處置。通過線路覆冰、大壩監(jiān)測(cè)、水庫水情在線測(cè)量裝置等技術(shù)手段，并在電網(wǎng)建設(shè)階段提高輸變電設(shè)備防御標(biāo)準(zhǔn)。

3）預(yù)警發(fā)布

可在演練系統(tǒng)本部分菜單下預(yù)設(shè)預(yù)警分級(jí)、預(yù)警發(fā)布、調(diào)整預(yù)警級(jí)別3部分，通過點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕實(shí)現(xiàn)。

預(yù)警信息內(nèi)容應(yīng)包括：災(zāi)害類別、預(yù)警級(jí)別、可能影響的范圍、警示事項(xiàng)、應(yīng)采取的措施和發(fā)布機(jī)關(guān)等。參演人員可在本“預(yù)警發(fā)布”窗口界面選擇接收人（組織機(jī)構(gòu)）、發(fā)布類型和預(yù)警級(jí)別，完成“預(yù)警發(fā)布”功能。

演練中扮演電力企業(yè)應(yīng)急辦或有關(guān)職能部門角色的參演人員應(yīng)能根據(jù)預(yù)警階段的氣象發(fā)展趨勢(shì)，提出對(duì)預(yù)警級(jí)別調(diào)整的建議，報(bào)應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)后進(jìn)行預(yù)警級(jí)別調(diào)整。并在 “預(yù)警級(jí)別調(diào)整”窗口界面選擇接收人（組織機(jī)構(gòu)）、發(fā)布類型和預(yù)警級(jí)別，完成“預(yù)警級(jí)別調(diào)整”功能。

4）預(yù)警行動(dòng)（預(yù)警響應(yīng)）

預(yù)警行動(dòng)（響應(yīng)）應(yīng)包含如下兩個(gè)方面功能：

（1）通知相關(guān)人員進(jìn)入預(yù)警狀態(tài)，并根據(jù)預(yù)警級(jí)別采取相應(yīng)措施以盡可能消除預(yù)警產(chǎn)生的因素；

（2）運(yùn)行人員加強(qiáng)運(yùn)行值班，密切監(jiān)視電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)；搶修人員密切關(guān)注主要設(shè)備狀況并做好搶修的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，一旦發(fā)生大停電事故快速響應(yīng)以減少損失，同時(shí)向公眾發(fā)布預(yù)警警報(bào)。

可在演練系統(tǒng)本部分菜單下預(yù)設(shè)以下幾個(gè)部分，通過點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕實(shí)現(xiàn)。

①預(yù)警信息分析匯總

參演人員點(diǎn)擊“預(yù)警信息匯總分析”按鈕，收集匯總相關(guān)信息，包括風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)信息、預(yù)警發(fā)布信息、預(yù)警事件監(jiān)測(cè)（事件發(fā)生、發(fā)展情況的監(jiān)測(cè)和事態(tài)跟蹤）、預(yù)警電網(wǎng)監(jiān)測(cè)（電網(wǎng)運(yùn)行的重點(diǎn)場(chǎng)所、重點(diǎn)部位、重要設(shè)備和重要輿情）等。

②應(yīng)急值班

參演人員點(diǎn)擊“應(yīng)急值班”按鈕，啟動(dòng)應(yīng)急值班機(jī)制。可在該功能界面進(jìn)行應(yīng)急值班表的上傳、保存、修改、下載和上報(bào)。

③應(yīng)急供電保障

參演人員點(diǎn)擊“應(yīng)急供電保障”按鈕，采取必要措施，滿足重要客戶、高?？蛻艏叭嗣袢罕娀旧钣秒?。

④應(yīng)急準(zhǔn)備

參演人員點(diǎn)擊“應(yīng)急準(zhǔn)備”按鈕，完成“應(yīng)急準(zhǔn)備”功能。準(zhǔn)備內(nèi)容包括核對(duì)檢查應(yīng)急物資和設(shè)備并做好物資調(diào)撥的準(zhǔn)備，組織應(yīng)急隊(duì)伍到位，協(xié)調(diào)應(yīng)急電源、應(yīng)急通信、物資運(yùn)輸和后勤保障等各項(xiàng)事宜，做好異常情況處置和媒體應(yīng)對(duì)等準(zhǔn)備工作。

⑤風(fēng)險(xiǎn)防范

參演人員點(diǎn)擊“風(fēng)險(xiǎn)防范”按鈕，完成“風(fēng)險(xiǎn)防范”功能。防范內(nèi)容包括合理調(diào)度電網(wǎng)運(yùn)行方式，加強(qiáng)設(shè)備監(jiān)測(cè)和巡視，針對(duì)可能發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行線路和走廊清理、設(shè)備加固、除（融）冰等工作，加強(qiáng)保障重要客戶供電的工作。

5）預(yù)警解除

經(jīng)過預(yù)警行動(dòng)后，事故發(fā)展已經(jīng)得到控制且不滿足預(yù)警條件，或者依據(jù)事故發(fā)展態(tài)勢(shì)的相關(guān)情況表明已不可能再發(fā)生突發(fā)事件，說明危險(xiǎn)已解除。根據(jù)收集的相關(guān)信息，經(jīng)應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)后可以解除預(yù)警。

可在該功能界面選擇“解除預(yù)警”將預(yù)警解除，也可選擇“預(yù)警轉(zhuǎn)應(yīng)急”將預(yù)警結(jié)束并轉(zhuǎn)為應(yīng)急狀態(tài)。

結(jié)合《國家電網(wǎng)公司電網(wǎng)大面積停電事件處置應(yīng)急預(yù)案》，預(yù)防預(yù)警演練流程如圖2所示：

圖2 大面積停電應(yīng)急預(yù)案演練預(yù)防預(yù)警流程

3 結(jié)語

本文對(duì)大面積停電應(yīng)急預(yù)案推演培訓(xùn)系統(tǒng)中預(yù)防預(yù)警模塊的研究與設(shè)計(jì)，有助于推動(dòng)建立并實(shí)現(xiàn)完整的大面積停電應(yīng)急預(yù)案推演培訓(xùn)系統(tǒng)，推動(dòng)電力系統(tǒng)大規(guī)模綜合應(yīng)急演練的靈活、高效進(jìn)行，提升電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)急管理水平和應(yīng)急處置的實(shí)戰(zhàn)能力。由于大面積停電問題本身的復(fù)雜性，大面積停電應(yīng)急預(yù)案演練系統(tǒng)也應(yīng)針對(duì)不同的電網(wǎng)情況和演練系統(tǒng)的具體培訓(xùn)應(yīng)用情況進(jìn)行進(jìn)一步完善，以更好地滿足更高的演練和培訓(xùn)需求。

［1］肖洋.基于情景模式的電力應(yīng)急演練仿真平臺(tái)研究［D］.上海：上海交通大學(xué)，2013.

［2］趙煒煒.電網(wǎng)大停電分析模型及預(yù)防應(yīng)急體系研究［D］.北京：華北電力大學(xué)，2009.

［3］侯慧，周建中，張傳勇，等.國內(nèi)外電力應(yīng)急演練現(xiàn)狀分析及對(duì)中國的啟示［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，（3）.

［4］于雷，張建華.大面積停電應(yīng)急監(jiān)控與啟動(dòng)機(jī)制設(shè)計(jì)的探討［J］.能源技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2010，（4）.

［5］尚敬福.大面積停電應(yīng)急關(guān)鍵理論及技術(shù)研究［D］.北京：華北電力大學(xué)，2009，6.

［6］國家電網(wǎng)公司.國家電網(wǎng)公司電網(wǎng)大面積停電事件處置應(yīng)急預(yù)案［R］.2005.

［7］田超，沈沉，孫英云.電力應(yīng)急管理中的綜合預(yù)測(cè)預(yù)警技術(shù)［J］.清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，（3）.

［8］楊成龍.電網(wǎng)事故應(yīng)急體系模型探討［J］.江蘇電機(jī)工程，2011，（4）.