重大活動保供電保障模型構(gòu)建

魯躍峰，申原，趙國雄，潘盛，許海泉，唐愛娣

（1.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司，廣州510620；2.深圳中質(zhì)安股份有限公司，廣東 深圳518107）

1 供電電源配備

1.1 供電電源的配備原則

供電電源的配備應(yīng)依據(jù)以下原則：

1）特級重要電力用戶必須具備3 路可靠電源供電，并且

其中的2 路電源不應(yīng)來自統(tǒng)一電源變電站，其中，任何兩路電源發(fā)生故障，第三路電源可以保證獨立正常供電；

2）一級重要電力用戶不允許中斷供電的負(fù)荷，必須具備2路電源供電條件，2 路電源應(yīng)來自2 個不同的變電站，當(dāng)一路電源發(fā)生故障時，另一路電源能保證獨立正常供電；

3）二級重要電力用戶需具備雙回路供電條件，供電電源可以來自同一個變電站的不同母線段。

1.2 應(yīng)急處置基本原則

應(yīng)急處置應(yīng)遵循以下基本原則：

1）以預(yù)防為主。重大活動保供電以防止活動期間停電，保障活動正常供電為目的，主要的預(yù)防措施有：加強日常巡邏、維護、檢修管理，以提高電網(wǎng)的供電可靠性。通過與當(dāng)?shù)卣臏贤?，提前獲得（了解）舉辦重大活動的時間、地點、進程等信息，對活動地點的供電環(huán)境和條件進行研究，制訂有效的符合科學(xué)實際的活動保供電方案。開展重大活動保供電和活動突發(fā)停電應(yīng)急處置演習(xí)，提高對重大活動保供電和活動中突發(fā)停電應(yīng)急處置能力。

2）統(tǒng)一指揮。在當(dāng)?shù)卣凸镜慕y(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)下，通過公司應(yīng)急指揮機構(gòu)，組織開展重大活動保供電和突發(fā)停電應(yīng)急處理工作。

3）明確分工。按照統(tǒng)一協(xié)調(diào)、各負(fù)其責(zé)的原則，建立重大活動保供電應(yīng)急處理體系。公司營銷部、生技部、調(diào)度室、各變電站、各供電所按照管轄范圍負(fù)責(zé)相應(yīng)的活動保供電及活動突發(fā)停電應(yīng)急處置工作，財務(wù)部、總經(jīng)理工作室負(fù)責(zé)所需的物質(zhì)、經(jīng)費等后勤保障。

4）保證重點。在重大活動保供電工作中，把保證活動安全用電和正常用電安在首位，采取各種必要的手段，防止在活動中發(fā)生停電和用電安全事故，在活動中發(fā)生停電事件時，要使活動場所的照明用電優(yōu)先恢復(fù)，防止人群因為停電，發(fā)生騷亂，導(dǎo)致人身傷亡事故，控制事故進一步擴大，盡快恢復(fù)活動的正常秩序。

1.3 事件類型和危害程度分析

電網(wǎng)大面積停電事故引起的活動場所停電事件包括：

1）由于在舉辦重大活動時，電網(wǎng)發(fā)生大面積停電事故而引發(fā)活動現(xiàn)場停電事故。

2）供活動用電的主要設(shè)備、線路事故引起的停電事故。由于事先準(zhǔn)備不足，對于供活動現(xiàn)場用電的線路、設(shè)備選擇不合理、巡視檢修不到位，導(dǎo)致在活動進行時，出現(xiàn)線路、設(shè)備事故引起的活動現(xiàn)場停電事件，主要有：10kV 線路停電事故、現(xiàn)場供電變壓器停電事故、現(xiàn)場0.4kV 線路停電事故。

3）活動用電設(shè)備事故引起的停電事故。由于用電方設(shè)備選擇不合理，不安全用電引起用電設(shè)備事故，導(dǎo)致發(fā)生停電事件。

1.4 危害程度分析

當(dāng)上述類型事故發(fā)生時，會導(dǎo)致活動現(xiàn)場出現(xiàn)全部（或者局部）停電事件，使活動無法正常繼續(xù)下去；嚴(yán)重時甚至?xí)驗橥蝗坏耐ｋ妼?dǎo)致參加活動的人員發(fā)生騷亂，從而引起踩踏事件，威脅參與者的人身安全，在社會、政治上產(chǎn)生大的影響。

1.5 處理方法

1.5.1 電源配置

給一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷供電應(yīng)由雙重電源供電外，還應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁其他負(fù)荷接入應(yīng)急電源系統(tǒng)；設(shè)備供電電源切換時間應(yīng)滿足設(shè)備允許中斷供電要求。

重大活動的保供電方案級別高于一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷級別，保供電中必須配置雙重電源外加應(yīng)急電源應(yīng)為最低要求。

1.5.2 應(yīng)急電源

獨立于正常電源的發(fā)電機組以及供電網(wǎng)絡(luò)中獨立于正常電源的專用饋電線路、蓄電池、干電池等都可以作為應(yīng)急電源，而應(yīng)急電源具體類型需根據(jù)允許中斷時間來選擇。若允許中斷15s 以上，則可選用快速自啟動發(fā)電機組；若自投裝置的獨立于正常電源的專用饋電線路。

2 應(yīng)急電源的分類和比較

獨立于正常電源的發(fā)電機組包括應(yīng)急燃?xì)廨啓C發(fā)電機組、應(yīng)急柴油發(fā)電機組。快速自起動的發(fā)電機適用于允許中段供電時間為15s 以上的供電。而UPS 不間斷電源，適用于允許中斷供電時間為毫秒級的負(fù)荷。EPS 應(yīng)急電源，一種把蓄電池的直流電能逆變?yōu)榻涣麟娔艿膽?yīng)急電源，適用于允許中斷供電時間為0.25s 以上的負(fù)荷。

2.1 柴油發(fā)電機組

柴油發(fā)電機的容量較大，連續(xù)供電時間長，但切換時間長，每次至少2min，是其弊端，可能造成安全問題。柴油發(fā)電機組造價高，日常維護比較頻繁，工作量大，噪聲大并有公害。

2.2 UPS 電源車

重大活動保供電允許中斷時間常為毫秒級，甚至不允許間斷，如在體育場館及大會堂等場所使用非常普遍的金屬鹵化物燈（電源中斷3～5ms 就會熄滅，重新點燃需要5～15min）電視轉(zhuǎn)播中心、體育競賽幾分計時系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)等。因此，重大活動保供電的應(yīng)急電源宜選用蓄電池靜止型不間斷供電裝置（即蓄電池+UPS）或柴油機不間斷供電裝置（即柴油機+各種類型的UPS）。

2.3 EPS

EPS 是由整流器、蓄電池、逆變器、靜態(tài)開關(guān)組成的應(yīng)急電源裝備，主要用于重要建筑物中保障電力和安全而采用的一種應(yīng)急措施。在國內(nèi)機場、碼頭、大型商場、醫(yī)院等重要場所，也逐漸開始應(yīng)用。其優(yōu)點是斷電后反應(yīng)時間短，一般在毫秒級（智能型在線運行狀態(tài)時，中斷時限小于2ms），EPS 的優(yōu)點是節(jié)能、運行效率高、運行成本低、無噪聲等。

EPS 一般與柴油機聯(lián)合使用，其重要性和有效性已經(jīng)得到了市場的認(rèn)可，在國外得到了廣泛的使用。我國用戶多采用長延時EPS。事實上從經(jīng)濟成本上來看，EPS 和柴油機的初始成本差別不多，但是EPS 的電池需要定期充放電，每間隔幾年需要更換，并且供電維持時間很難超過8h，隨著充放電量的增大，EPS 電池的體積也逐漸增加，不便于移動。EPS+柴油機的方法中，EPS 的重要功能就是在電力中斷時，立即提供系統(tǒng)所需的電量，保持電力供應(yīng)不出現(xiàn)中斷，從而使柴油機有時間啟動，維持長時間的系統(tǒng)所需電量。

通常EPS 與應(yīng)急用電負(fù)荷的匹配可以是1∶1，目前，國內(nèi)的智能型EPS 主要模塊大多是引進的，因為配置形式的不同，整機的功能也有各自的特點，優(yōu)點機柜LED 面板顯示的溫度是機柜內(nèi)的空間溫度，晶閘管底座或某些集束線的局部溫度高達95～105℃，遠(yuǎn)高于面板指示值，需要實時檢測，并且做好現(xiàn)場通風(fēng)措施。

3 保障系統(tǒng)

3.1 應(yīng)急指揮機構(gòu)

為保障重大活動的保供電，需要對停電事故進行預(yù)案準(zhǔn)備，對人員進行分組分工，使工作人員在停電的第一時間能夠快速反應(yīng)，從而保證活動的順利進行，盡力把損失降到最小。要使重大活動保供電任務(wù)順利完成，根據(jù)分組分工的原則，可以分成下列幾個小組，每個小組的成員及其職責(zé)都是不同的。

3.2 專家指揮部

貫徹落實國家相關(guān)生產(chǎn)安全事故應(yīng)急救援與處理的法律、法規(guī)和上級有關(guān)規(guī)定，在公司應(yīng)急總指揮的領(lǐng)導(dǎo)下，負(fù)責(zé)對本預(yù)案應(yīng)急處理工作進行指揮、監(jiān)督和指導(dǎo)。根據(jù)事故情況，實施公司應(yīng)急總指揮部的各項指揮命令，完成公司應(yīng)急總指揮部授權(quán)處理的應(yīng)急措施。組織本項預(yù)案制定修訂工作，組織專項源攀巖和應(yīng)急準(zhǔn)備監(jiān)督督察工作。

3.2.1 專案應(yīng)急辦職責(zé)

負(fù)責(zé)本專項預(yù)案應(yīng)急響應(yīng)、處置期間的應(yīng)急管理、信息匯總和上傳下達工作。具體實施本項預(yù)案制定修改，具體實施本專項預(yù)案演練，實施應(yīng)急準(zhǔn)備督促工作。

3.2.2 電網(wǎng)調(diào)度組職責(zé)

負(fù)責(zé)活動期間電網(wǎng)電源的保障工作。在發(fā)生停電事件時，指揮電網(wǎng)操作，恢復(fù)電網(wǎng)供電和電網(wǎng)接線方式，使其盡快恢復(fù)正常。承擔(dān)活動發(fā)生停電事故時，調(diào)度應(yīng)急通信保障任務(wù)。參加本預(yù)案的應(yīng)急演練，履行應(yīng)急搶險職責(zé)并做好演戲后的評價總結(jié)工作。負(fù)責(zé)本組所有成員的日常培訓(xùn)和訓(xùn)練

3.2.3 35kV 及以上電源保障組

負(fù)責(zé)保障公司35kV 及以上輸電線路、變電站、主變等設(shè)備在活動期間不發(fā)生故障停電事件，保證活動電源正常輸送。負(fù)責(zé)本組所有成員的日常培訓(xùn)和訓(xùn)練。參加本預(yù)案的應(yīng)急演習(xí)，履行應(yīng)急搶險職責(zé)并做好演習(xí)后的評價總結(jié)工作。

3.2.4 10kv 及以下電源保障組

負(fù)責(zé)活動期間活動場所10kV 及以下線路設(shè)備的正常供電。協(xié)助活動主辦單位，對活動用電設(shè)備進行檢查，并督促、協(xié)助主辦單位進行整改。在活動期間，負(fù)責(zé)維護活動現(xiàn)場的供用電秩序，保證現(xiàn)場的安全用電和正常用電[1]。在活動出現(xiàn)停電事件時，負(fù)責(zé)現(xiàn)場的應(yīng)急處理工作。負(fù)責(zé)本組所有成員的日常培訓(xùn)和訓(xùn)練。負(fù)責(zé)保管維護相應(yīng)的應(yīng)急器材和工具。參加本預(yù)案的應(yīng)急演習(xí)，履行應(yīng)急搶險職責(zé)并做好演習(xí)后的評價總結(jié)工作。

3.2.5 事故應(yīng)急救援組

活動中發(fā)生停電事件時，工作人員應(yīng)在總指揮部、專案指揮部的命令下參加事故應(yīng)急救援。平時，相關(guān)工作人員應(yīng)負(fù)責(zé)保管、維護相應(yīng)的器材和工具，參加本預(yù)案的應(yīng)急演習(xí)，履行應(yīng)急搶險職責(zé)并做好演習(xí)后的評價總結(jié)工作。

3.2.6 后勤保障組

負(fù)責(zé)保供電需用的車輛、生活保障。當(dāng)需要外部通信單位提供通信支援時，負(fù)責(zé)請求外部單位支援并做好配合工作。負(fù)責(zé)保管、維護相應(yīng)的應(yīng)急器材和工具。參加本預(yù)案的應(yīng)急演習(xí)，履行應(yīng)急搶險職責(zé)并做好演習(xí)后的評價總結(jié)工作。

3.2.7 財供組

組織建立公司主要設(shè)備、線路的供應(yīng)商通訊名錄，需要供應(yīng)時，快速采購提供物資。負(fù)責(zé)申報和管理應(yīng)急資金。負(fù)責(zé)保管、維護相應(yīng)應(yīng)急器材和工具。

3.3 應(yīng)急處理原則

根據(jù)電網(wǎng)的接線方式以及發(fā)電容量、負(fù)荷水平，依據(jù)電力系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)程和規(guī)定，制定本預(yù)案。進行應(yīng)急演練，提高運行調(diào)度人員事故處理能力，快速、正確、判斷并處理對電網(wǎng)的電網(wǎng)事故，控制事故范圍，減少事故損失，防止事故擴大，確?；顒与娋W(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

電網(wǎng)事故錯綜復(fù)雜，事故預(yù)案原則性上規(guī)定了各種故障情況下的恢復(fù)方案，實際發(fā)生電網(wǎng)事故時，要根據(jù)具體情況和判斷，運行人員應(yīng)組織有關(guān)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)應(yīng)急預(yù)案，并反復(fù)進行應(yīng)急預(yù)案演練，密切配合，相互協(xié)調(diào)，確保在發(fā)生事故時合理處置。

電網(wǎng)接線方式、運行方式發(fā)生重大變化后，應(yīng)下達新的事故處理預(yù)案。

3.4 解決方法

應(yīng)急UPS 電源，是使用最為廣泛和有效的應(yīng)急電源。它除了在偶爾發(fā)生的斷電事故中發(fā)揮作用，還能處理市電的不平穩(wěn)波動。許多人認(rèn)為現(xiàn)在使用的市電是連續(xù)而且穩(wěn)定的。其實不然，市電系統(tǒng)作為公共電網(wǎng)，連接了各種各樣的負(fù)載，其中有一些較大的感性、容性、開關(guān)電源等負(fù)載不僅從電網(wǎng)中獲得電能，而且還會反過來對電網(wǎng)本身造成影響，惡化電網(wǎng)或局部電網(wǎng)的供電品質(zhì)，造成市電電壓波形畸變或頻率漂移。

當(dāng)市電輸入正常時，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時的UPS 就是1 臺交流式電穩(wěn)壓器，同時，它還向機內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷時，UPS 立即將電池的直流電能，通過逆變器切換轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V 交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護負(fù)載軟、硬件不受損壞。UPS 電源設(shè)備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護。UPS 電源的組成：UPS 電源系統(tǒng)由5 部分組成：主路、旁路、電池等電源輸入電路，進行AC/DC 變換的整流器，進行DC/AC 變換的逆變器，逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電池。

剖析應(yīng)急UPS 電源，UPS 雙路靜態(tài)開關(guān)由12 只SCR（可控硅）組成逆變器側(cè)和旁路側(cè)雙路無觸點靜態(tài)開頭，其作用是確保逆變器供電與旁路代電間的無間斷切換，確保輸出電壓波形的連續(xù)和平滑性，控制電路采用了“過零點”切換技術(shù)，保證UPS 在同步鎖相時切換時間為0ms，在與電網(wǎng)不同步時，切換時間小于4ms ，即電網(wǎng)頻率無論怎樣變化，均可確保UPS輸出電壓，頻率的穩(wěn)定與不間斷。

4 結(jié)論

本文通過分析重大活動的保供電的任務(wù)要求、難點和重點、常用方法，提出采用應(yīng)急能源作為預(yù)備能源，同時，對活動的保供電保障的人員進行詳細(xì)的安排，使每一個環(huán)節(jié)都能在科學(xué)的指導(dǎo)下有序地進行，因此，即便發(fā)生了斷電或者其他電網(wǎng)問題，也能憑借組織好的小組分工，在第一時間內(nèi)找到問題，并且借助現(xiàn)場的應(yīng)急電源和備用工具等在停電尚未造成危害時，給活動現(xiàn)場提供足量、合頻率的電源。

對于重大活動保供電保障模型構(gòu)建，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐氖须娋W(wǎng)絡(luò)進行因地制宜的安排和定制，從而使活動供電得到最好的保障，同時，對當(dāng)?shù)氐碾娏ο到y(tǒng)不會有太大的壓力，又能在不浪費大量的物力和財力的情況下，使活動順利進行。