美國加州地區(qū)提高山火災(zāi)害下電網(wǎng)彈性的公共安全停電政策和措施

王則凱，丁 濤，李 立，王 康，遲方德

（1. 西安交通大學(xué) 電氣工程學(xué)院 電力設(shè)備電氣絕緣國家重點實驗室，陜西 西安 710049；2. 國網(wǎng)陜西省電力公司，陜西 西安 710048）

0 引言

隨著經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，規(guī)模也愈加龐大。一次能源與終端負荷在地域上的逆向分布，使得電能長距離傳輸必不可免。大量輸電線路穿越植被覆蓋的林區(qū)和山區(qū)，人為、雷電與大風(fēng)等原因引發(fā)的山火嚴重影響輸電線路運行的穩(wěn)定性與可靠性。近年來，由電網(wǎng)發(fā)生短路故障、遭受雷擊而引發(fā)的山火事故頻頻發(fā)生，其中電網(wǎng)故障已成為引發(fā)山火事故的主要原因之一，引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

2019 年由于大風(fēng)吹動樹枝引起輸電線路短路，導(dǎo)致輸電線路產(chǎn)生大量電火花，進而導(dǎo)致美國加州南部圣費爾南多谷爆發(fā)山火，致使2 人死亡，2 萬多戶居民（約10 萬人）撤離，洛杉磯北部邊緣的過火面積超過18 km2，至少有25 棟房屋被摧毀。2020 年8月美國加州北部森林中，雷擊引起輸電線路短路，進而引發(fā)了美國歷史上規(guī)模最大的森林大火；同年12月，人為縱火等因素導(dǎo)致加州山火的規(guī)模進一步擴大，截至2020年12月3日，加州山火燃燒了超過6000平方英里（155 km2）的土地，全州有超過96 000 名居民接到疏散命令［1］。

我國電網(wǎng)同樣極易誘發(fā)山火事故，近年來我國由于電力系統(tǒng)故障而引起的山火事故頻頻發(fā)生。2019 年3 月30 日四川省涼山州木里縣發(fā)生森林大火，火場總過火面積達0.02 km2，對連接涼山主網(wǎng)的110 kV 鹽喬線產(chǎn)生極大威脅，給木里縣城區(qū)和六鄉(xiāng)一鎮(zhèn)用戶的生產(chǎn)生活正常用電造成風(fēng)險［2］。2020年3 月30 日，四川省涼山州再次爆發(fā)森林大火［3］，此次森林大火的成因為110 kV 馬道變電站10 kV 電臺線85-1 號電桿架設(shè)的1 號導(dǎo)線的預(yù)留引流線，受特定風(fēng)向風(fēng)力作用與該電桿橫擔(dān)支撐架抱箍搭接，形成永久性接地放電故障，造成線體鋁質(zhì)金屬熔融、絕緣材料起火燃燒，在散落過程中引燃電桿基部地面的雜草和灌木，受風(fēng)力作用蔓延成災(zāi)。此次森林大火造成各類土地過火總面積30.48 km2，綜合計算受害森林面積7.91 km2，直接經(jīng)濟損失超過9 731.12 萬元。由于山火事故對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定造成重大影響，電力系統(tǒng)極易受到嚴重的破壞，因此，必須加強對山火事故的重視，特別是要關(guān)注由電網(wǎng)故障而引發(fā)的山火事故，采取措施提高電力系統(tǒng)在面對山火事故時的恢復(fù)能力。

為防范由電網(wǎng)故障而引發(fā)的山火事故，降低山火對電力系統(tǒng)的影響，提高電力系統(tǒng)對山火的應(yīng)對能力，需要結(jié)合山火特性，對電力系統(tǒng)的彈性進行研究。目前，國內(nèi)外對山火的研究主要集中在山火的預(yù)測、監(jiān)控、評估，以及山火事故下的電力系統(tǒng)彈性提升技術(shù)等方面。具體而言，包括以下幾個方面。

在提升山火事故下電力系統(tǒng)的彈性方面，文獻［4-5］介紹山火對電網(wǎng)造成的破壞和負面影響，以及對電網(wǎng)連續(xù)運行產(chǎn)生的干擾，對電網(wǎng)故障進行分析和分類，并回顧現(xiàn)有技術(shù)與應(yīng)對山火的方案，以最大限度防止和減少由電力系統(tǒng)引起的山火。文獻［6］針對山火的特性，模擬山火對導(dǎo)線溫度和輸電電流的影響，并結(jié)合情景削減算法，提出一種綜合考慮太陽輻射、風(fēng)速和風(fēng)向等不確定性的隨機優(yōu)化模型，以提高配電系統(tǒng)在山火逼近時的彈性。文獻［7］結(jié)合山火引起電力線路故障的機理，建立基于電網(wǎng)狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)和天氣條件的事故評價體系，提出一種基于決策樹的彈性電力系統(tǒng)優(yōu)化模型。文獻［8］研究我國架空輸電線路的山火分布規(guī)律，提出一種基于火點密度分布層、植被燃燒危害程度分布層和火險分布層的電網(wǎng)火災(zāi)分布圖繪制方法，并繪制典型地區(qū)架空輸電線路山火分布圖，指出山火高發(fā)區(qū)段及其危害程度，為山火的防控提供有針對性的指導(dǎo)。文獻［9］則分析說明由配電系統(tǒng)故障而引發(fā)山火的各種可能因素，并將山火發(fā)生的概率表征為配電線路發(fā)生故障的概率和故障導(dǎo)致線路周圍植被燃料被持續(xù)點火概率的組合，以降低由配電系統(tǒng)故障而引發(fā)山火的可能性。文獻［10］結(jié)合美國加州電力系統(tǒng)運營商（CAISO）對2020年加州山火停電事故的公開報告，梳理并總結(jié)事故的發(fā)展過程，分析此次事故的成因，并結(jié)合我國電網(wǎng)實際情況，提出關(guān)于提前預(yù)防極端天氣、重點關(guān)注需求響應(yīng)常態(tài)化、合理推進2060 年碳中和發(fā)展戰(zhàn)略、穩(wěn)步提升跨區(qū)域電力調(diào)度能力以及電網(wǎng)彈性方面的建議。

在山火的預(yù)測和評估方面，文獻［11］設(shè)計電網(wǎng)山火綜合預(yù)警系統(tǒng)框架，對山火和輸電線路停電同時進行預(yù)測，并在線路運行層面說明相關(guān)的擊穿機理。文獻［12］基于機器學(xué)習(xí)的方法，通過利用不同類型的傳感器對區(qū)域內(nèi)的各類電力參數(shù)與環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)測，根據(jù)實時數(shù)據(jù)分析山火發(fā)生的可能性，并根據(jù)氣候參數(shù)的變化，預(yù)測山火的強度，從而避免山火對電力系統(tǒng)造成嚴重影響。文獻［13］基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)一種山火概率預(yù)測方法，根據(jù)實時數(shù)據(jù)的可靠性更新山火發(fā)生的概率，并在山火易發(fā)地區(qū)將山火發(fā)生概率反饋到電網(wǎng)的宏觀和微觀風(fēng)險決策中。文獻［14］則根據(jù)山火造成電力設(shè)備故障的途徑和機理，建立輸電線路在山火災(zāi)害下的故障率修復(fù)模型，根據(jù)電網(wǎng)故障率提出時空分布預(yù)警防御算法，并將山火信息與地理環(huán)境及氣象信息相結(jié)合，預(yù)測山火的蔓延行為。文獻［15］構(gòu)建耦合山火排放清單模式、大氣化學(xué)傳輸模型、環(huán)境效益分析系統(tǒng)和經(jīng)濟評估模型的災(zāi)害足跡模型，系統(tǒng)評估2018 年加州山火的災(zāi)害足跡，揭示山火災(zāi)害所造成損失的構(gòu)成及損失的傳導(dǎo)機制，為山火災(zāi)害的預(yù)測與管理提供關(guān)鍵信息。

在山火的監(jiān)測方面，文獻［16］提出一種新型的山火監(jiān)測方法，在深度學(xué)習(xí)架構(gòu)中利用衛(wèi)星圖像在像素層面定位山火。文獻［17］提出一種基于卡爾曼濾波的方法，通過無人機收集的在線測量數(shù)據(jù)來估計和監(jiān)測山火的變化。文獻［18］結(jié)合電力線路的跳閘機理，提出輸電線路山火防治措施，并在電網(wǎng)傳統(tǒng)風(fēng)險評估模型的基礎(chǔ)上，建立電網(wǎng)山火災(zāi)害風(fēng)險評估模型和電網(wǎng)山火災(zāi)害后果模型。

本文基于2019 與2020 年美國加州多次由山火引起的典型停電事故，綜述并分析公共安全停電這一應(yīng)對山火的手段，并從山火事故與公共安全停電措施出發(fā)，梳理并探討加州多起山火事故對我國電網(wǎng)發(fā)展的啟示。具體地，本文首先介紹公共安全停電的定義；其次梳理公共安全停電的措施與操作流程；然后探討公共安全停電所采用的技術(shù)方法與具體的用戶用電服務(wù)；最后結(jié)合我國電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出公共安全停電對我國電網(wǎng)在建設(shè)彈性電力系統(tǒng)方面的啟示。本文的創(chuàng)新點和貢獻如下。

1）總結(jié)并綜述美國加州為應(yīng)對山火所提出的公共安全停電措施，結(jié)合電力系統(tǒng)的安全校驗流程與校驗方式，厘清并探討在實際使用過程中公共安全停電所采用的山火預(yù)測、停電計劃與切負荷計劃指定流程、停電計劃修正與執(zhí)行的具體操作方式和電網(wǎng)操作流程。

2）針對美國加州所提出的公共安全停電策略，結(jié)合中美兩國的基礎(chǔ)條件差異，從技術(shù)層面和管理層面指出，在我國輸配電系統(tǒng)建設(shè)標準均高于美國的條件下，美國加州公共安全停電措施對我國電網(wǎng)在預(yù)防山火等方面的借鑒意義，并指出未來需要重視并加強的研究方向。同時，結(jié)合我國提出的“雙碳”目標和以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)概念，分析并研究在新型電力系統(tǒng)下我國彈性電力系統(tǒng)的發(fā)展方向，以及公共安全停電措施需要進行的調(diào)整。

1 公共安全停電含義

公共安全停電的定義最先是由美國加州太平洋天然氣電力公司PG&E（Pacific Gas & Electric Company）提出的，主要目的是應(yīng)對發(fā)生在加州地區(qū)的山火自然災(zāi)害，進而應(yīng)對美國各州頻繁發(fā)生的各類山火災(zāi)害［19］。近年來，多數(shù)山火事故是由電網(wǎng)故障引起的，例如：隨著高溫大風(fēng)天氣的出現(xiàn)，樹枝將會劇烈擺動，進而導(dǎo)致線路短路故障并產(chǎn)生大量電火花，破壞主要設(shè)備，引發(fā)山火。而公共安全停電則通過主動斷開一些可能造成山火的線路（可能十幾條）來預(yù)防山火的發(fā)生。從本質(zhì)上而言，公共安全停電相當于對正常電網(wǎng)主動產(chǎn)生一個N-k（N為系統(tǒng)線路總數(shù)，k為系統(tǒng)斷開線路數(shù)）線路斷開故障，雖然這會導(dǎo)致相應(yīng)的停電，但是該停電代價換來的是降低山火發(fā)生的可能性，避免系統(tǒng)出現(xiàn)由山火所引發(fā)的更大規(guī)模的經(jīng)濟損失與安全威脅。

進一步地，當系統(tǒng)計劃性斷開k條線路后，調(diào)度員需要對系統(tǒng)運行方式進行相應(yīng)改變。北美電力可靠性公司NERC（North American Electric Reliability Corporation）對電網(wǎng)安全運行有嚴格規(guī)定，并要求系統(tǒng)安全運行必須滿足N-1 安全運行準則。為此，在電網(wǎng)計劃N-k停電后，仍需要滿足電網(wǎng)N-1 安全運行準則。本質(zhì)上，公共安全停電是要求正常電網(wǎng)滿足N-k-1 安全校核，但是在校核過程中對電網(wǎng)熱穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定的要求是不同的。

2 公共安全停電措施和流程

公共安全停電是為了應(yīng)對山火發(fā)生而采取的一種主動停電措施，為此，PG&E 所提出的公共安全停電措施主要包含山火預(yù)測與監(jiān)控、公共安全停電計劃的制定、預(yù)測調(diào)整與滾動修正3 個層面［19］。具體而言，公共安全停電的主要措施和流程如下。

2.1 山火的預(yù)測與監(jiān)控

電網(wǎng)在制定公共安全停電計劃前，首先需要確定山火發(fā)生的地點和范圍。電網(wǎng)需要根據(jù)統(tǒng)計信息，確定山火的易發(fā)地區(qū)，進而依靠該地區(qū)的溫度、濕度等各類傳感器，對氣象、溫度以及山林燃料條件等數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)的實時變化情況，將衛(wèi)星定位與人工智能分析算法和區(qū)域內(nèi)輸電線路的運行狀態(tài)結(jié)合，利用統(tǒng)計學(xué)與大數(shù)據(jù)的分析方法，對山火發(fā)生的可能性、規(guī)模、預(yù)期發(fā)生時間與持續(xù)時間等信息進行預(yù)測。

2.2 公共安全停電計劃的制定

當通過預(yù)測確定某一地區(qū)存在爆發(fā)山火的風(fēng)險時，需制定該地區(qū)的公共安全停電計劃。該計劃主要由線路斷開計劃與切負荷計劃兩部分組成。

線路斷開計劃是指，根據(jù)山火預(yù)測結(jié)果，電網(wǎng)主動斷開山火易發(fā)地區(qū)的部分易受損輸電線路，降低因電網(wǎng)故障而引發(fā)山火的概率，并降低山火對電力系統(tǒng)的影響。該計劃由地區(qū)政府與電網(wǎng)根據(jù)山火預(yù)測情況制定，電網(wǎng)需要嚴格按照該計劃執(zhí)行線路的斷開。

切負荷計劃主要包括2 個部分：在線路斷開過程中，系統(tǒng)會出現(xiàn)失負荷現(xiàn)象，這些因電網(wǎng)故障而引發(fā)的失負荷需要在線路斷開前主動切除；公共安全停電相當于正常電網(wǎng)主動發(fā)生N-k線路斷開故障，系統(tǒng)斷開線路后將到達一個全新的狀態(tài)，這個新狀態(tài)可以認為是電力系統(tǒng)為避免山火發(fā)生的特殊穩(wěn)定運行狀態(tài)，根據(jù)電力系統(tǒng)可靠性要求，必須對線路斷開后的新狀態(tài)進行安全校核，保證系統(tǒng)滿足穩(wěn)態(tài)潮流運行要求與N-1 安全運行準則，若發(fā)生N-k停電后系統(tǒng)無法通過安全校驗，則需要主動切除一部分負荷，保證系統(tǒng)滿足安全運行的要求。

在切負荷計劃中，根據(jù)系統(tǒng)切負荷的原因與特點，通?？蓪⑾到y(tǒng)切負荷分為直接切負荷與間接切負荷2 類：當系統(tǒng)中某些輸電線路斷開時，部分母線將斷開與主網(wǎng)的連接，同時這些母線上將發(fā)生切負荷現(xiàn)象，這類切負荷被稱為直接切負荷；當系統(tǒng)發(fā)生停電故障時，系統(tǒng)潮流將會發(fā)生轉(zhuǎn)移，部分母線電壓的標幺值將不滿足電網(wǎng)運行的要求，無法支撐該母線上負荷的正常運行，此時該母線上的負荷將低壓減載，以保證電壓的標幺值恢復(fù)到規(guī)定的運行范圍內(nèi)，這類由電壓越限造成的切負荷被稱為間接切負荷。

另外，在制定切負荷計劃時，對于N-k停電，系統(tǒng)所采用的安全校驗也與正常運行的系統(tǒng)不同：穩(wěn)態(tài)潮流校驗要求各輸電線路的潮流低于線路正常運行時的熱穩(wěn)定極限，同時輸電線路末端電壓的標幺值不得低于0.95 p.u.；N-1安全校驗要求各輸電線路的潮流低于線路運行的暫態(tài)穩(wěn)定極限，同時輸電線路末端電壓的標幺值不得低于0.90 p.u.。

圖1 為制定公共停電計劃的流程圖。如圖所示，制定公共安全停電計劃可通過穩(wěn)態(tài)潮流校驗、N-1安全校驗和計算結(jié)果統(tǒng)計3步來進行。

圖1 公共安全停電計劃流程圖Fig.1 Flowchart of public safety power shutoff plan

1）穩(wěn)態(tài)潮流校驗。首先，結(jié)合山火的預(yù)測信息，地方政府可確定公共安全停電的線路斷開計劃。在計劃斷開k條線路后，系統(tǒng)中會出現(xiàn)直接失負荷現(xiàn)象，此時需統(tǒng)計系統(tǒng)中的直接失負荷量LD1，并將其作為日后進行直接切負荷的依據(jù)之一。然后，再對該系統(tǒng)進行正常的潮流計算，并對穩(wěn)態(tài)潮流進行校驗，如果此時潮流計算結(jié)果無法通過穩(wěn)態(tài)潮流校驗，則需進行間接切負荷操作，計算并統(tǒng)計此時的間接切負荷量LI1。隨后再次進行穩(wěn)態(tài)潮流校驗，若仍不滿足要求，則需進一步進行間接切負荷操作并計算間接切負荷量，同時將此次間接切負荷累加到變量LI1中，循環(huán)該操作，直到系統(tǒng)能夠通過穩(wěn)態(tài)潮流校驗為止。

2）N-1 安全校驗。若N-k停電系統(tǒng)已通過穩(wěn)態(tài)潮流校驗，則需對該系統(tǒng)進行N-1 安全校驗。同樣地，在發(fā)生N-1故障后，需首先統(tǒng)計系統(tǒng)此時的直接切負荷量LD2，然后再進行N-1故障下的潮流計算，并判斷此時的潮流計算結(jié)果能否通過N-1 安全校驗。如果系統(tǒng)中存在潮流越限、電壓過低等現(xiàn)象，無法通過N-1安全校驗，則需再次進行間接切負荷操作，計算并統(tǒng)計間接切負荷量。隨后再次進行潮流計算，若仍不滿足N-1 安全校驗，則需進一步進行間接切負荷操作，同時將此次間接切負荷累加到變量LI2中，循環(huán)該操作，直到系統(tǒng)能夠通過N-1安全校驗為止。

3）計算結(jié)果統(tǒng)計。當通過切負荷操作保證能夠系統(tǒng)在發(fā)生N-k停電故障時安全運行后，需要對系統(tǒng)的線路斷開情況與切負荷操作進行統(tǒng)計。在公共安全停電過程中，系統(tǒng)的切負荷由穩(wěn)態(tài)潮流校驗下的切負荷與N-1 安全校驗下的切負荷兩部分組成。但由于直接切負荷與間接切負荷在停電后的恢復(fù)策略與賠償金額等方面存在差異，因此需要分別對2種切負荷方式進行單獨統(tǒng)計，即系統(tǒng)總直接切負荷量LD=+，系統(tǒng)總間接切負荷量LI=+。

另外，在完成公共安全停電的計算與統(tǒng)計后，需將系統(tǒng)應(yīng)斷開的線路與系統(tǒng)的2 種切負荷方式一并下發(fā)給電網(wǎng)調(diào)度員。電網(wǎng)調(diào)度員則需要在山火發(fā)生前，根據(jù)公共安全停電要求，及時對系統(tǒng)進行切負荷操作，并同時斷開公共安全停電所要求的輸電線路，保證電網(wǎng)能夠順利度過山火災(zāi)害。

2.3 預(yù)測調(diào)整與滾動修正

由于山火的發(fā)生存在一定的隨機因素，并且目前的山火預(yù)測與監(jiān)控技術(shù)尚不完善，在山火預(yù)測的過程中仍會存在一定的誤差，因此電網(wǎng)需要根據(jù)山火發(fā)生前的氣象變化與山林燃燒條件變化情況，對上述公共安全停電計劃進行滾動修正與調(diào)整。

目前，PG&E 采取的方式主要分為4步：首先，根據(jù)山火預(yù)測結(jié)果，在山火預(yù)期發(fā)生的前1 周制定電網(wǎng)的線路斷開計劃與切負荷計劃；其次，在山火預(yù)期發(fā)生的前3 天對山火預(yù)測信息進行滾動更新，根據(jù)山火預(yù)測信息與環(huán)境監(jiān)測信息的實時變化情況，不斷對公共安全停電下的電網(wǎng)運行情況進行安全校核，并實時調(diào)整電網(wǎng)的切負荷計劃；然后，當?shù)竭_山火預(yù)期發(fā)生的時間或通過環(huán)境監(jiān)測發(fā)現(xiàn)氣象條件與山林燃燒條件將要達到山火發(fā)生的閾值時，電網(wǎng)應(yīng)根據(jù)已制定好的線路斷開計劃與切負荷計劃及時安排公共安全停電，并對山火的破壞與演化情況進行實時監(jiān)控，且每經(jīng)過1～2 h，根據(jù)山火的變化情況對電網(wǎng)的切負荷安排進行實時調(diào)整與滾動修正；最后，當山火結(jié)束后，逐步安排停電線路與失負荷的恢復(fù)計劃與調(diào)度計劃。

3 公共安全停電措施探討

3.1 改進公共安全停電措施的技術(shù)方法

公共安全停電本質(zhì)上是在預(yù)知山火可能發(fā)生地點的前提下，通過提前斷開該地區(qū)的易損線路，達到預(yù)防山火發(fā)生的目的，進而保證電網(wǎng)安全運行。因此，電網(wǎng)所采取的公共安全停電措施必須同時滿足對山火的精確預(yù)測以及對電網(wǎng)運行的安全校核這2個條件。為了提高公共安全停電的可行性，保證采取公共安全停電措施后電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，未來將會對以下技術(shù)方法進行深入研究。

1）多元傳感器與大數(shù)據(jù)融合技術(shù)。公共安全停電下的電網(wǎng)安全校核需依賴山火的預(yù)測信息，但山火的預(yù)測受多元因素的影響，預(yù)測時間尺度越長，精度越差。為提高預(yù)測的精度，可建立溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)向傳感器等多元氣象傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過傳感器網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)分析提高對山火的預(yù)測精度。

2）安全約束最優(yōu)潮流。目前，PG&E設(shè)計的直接和間接切負荷策略是基于人工經(jīng)驗并采用基于潮流計算的啟發(fā)式方法進行計算的，這樣計算非常耗時，每進行1 次計算分析需耗時12 h 左右。由于山火預(yù)測信息在滾動更新，因此公共安全停電下的電網(wǎng)安全校核需要不斷進行計算，這進一步增加了調(diào)度員的工作量，特別是日前或者日內(nèi)滾動更新調(diào)度對算力的要求更高。此外，基于啟發(fā)式方法得到的安全校核以及切負荷結(jié)果只能保證一個可行方案，而并不一定能保證最優(yōu)性。為此，未來的研究可以考慮建立安全約束最優(yōu)潮流模型［20-21］，通過最優(yōu)化的方法精確分析安全校核和最優(yōu)切負荷。然而，基于交流潮流的安全約束最優(yōu)潮流模型是一個大規(guī)模非凸非線性最優(yōu)化問題，其求解算法較為復(fù)雜，如何保證算法的收斂性和全局最優(yōu)性仍然需要進一步研究。

3）預(yù)防控制與矯正控制。當前，NERC 規(guī)定電網(wǎng)校核必須嚴格滿足N-1 安全運行準則，并且采用預(yù)防控制的策略，即設(shè)計電網(wǎng)調(diào)度策略以及最優(yōu)切負荷，保證電網(wǎng)N-1 故障下的安全，其切負荷是在N-1故障前完成的。從物理上看，相當于尋找一組最優(yōu)地點和最優(yōu)量完成切負荷，保證電網(wǎng)在所有N-1故障下的安全性?？梢姡A(yù)防控制得到的結(jié)果較為保守，切負荷量較高，因此經(jīng)濟性也較差。近年來，隨著國外特殊保護系統(tǒng)SPS（Special Protection System）的發(fā)展［22-23］，系統(tǒng)的矯正控制得到應(yīng)用。SPS是一個自動保護系統(tǒng)，能夠監(jiān)測系統(tǒng)非正?；蛘哳A(yù)先定義的狀態(tài)，進而通過自動實行矯正控制或者隔離故障來保證系統(tǒng)的安全運行。其中矯正控制包括再調(diào)度發(fā)電機或者負荷出力以及進行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等維持系統(tǒng)穩(wěn)定性、可接受電壓水平以及潮流約束。物理上，矯正控制是在具體某個N-1 故障真正發(fā)生后，采取相應(yīng)的措施來改變系統(tǒng)非正常運行狀態(tài)，不同的故障可以采取不同的矯正控制策略。因此，相較于預(yù)防控制，矯正控制的保守性較低，切負荷量較少，經(jīng)濟性較好。但是對于加州電網(wǎng)而言，安裝SPS 的費用非常高昂，尚未能在系統(tǒng)中每條線路都安裝SPS，加州電網(wǎng)目前僅擁有幾十臺SPS 設(shè)備。因此，未來的研究可以考慮預(yù)防控制和矯正控制的混合機制，在部分關(guān)鍵線路利用SPS 進行矯正控制，從而降低系統(tǒng)切負荷量。同時，在未來進行系統(tǒng)規(guī)劃時，可以考慮SPS的最優(yōu)安裝位置來提高SPS的效率。

4）基于人工智能的在線應(yīng)用。如前文所述，基于公共安全停電的主動停電策略需要較高的算力，并且在實際系統(tǒng)運行中還需要考慮邊界條件的不確定性，分析不確定性對主動停電策略的影響，進一步增加了系統(tǒng)運算的復(fù)雜度。為此，后續(xù)的研究可以考慮采用人工智能的方法進行計算機輔助決策。目前的研究中已有關(guān)于智能調(diào)度機器人的相關(guān)研究和報道［24-25］。在實際應(yīng)用時，通過人工智能設(shè)計離線計算和在線應(yīng)用2 個環(huán)節(jié)，對不同邊界條件進行大量離線仿真，得到訓(xùn)練數(shù)據(jù)，從而對未來可能邊界條件下的停電策略進行預(yù)測。人工智能方法可以進行輔助決策，其結(jié)果可作為調(diào)度員的參考依據(jù)或者初始條件，進而對結(jié)果進行再修正。

5）山火發(fā)生前后的電網(wǎng)彈性提升技術(shù)。山火作為一種典型的極端事件，會對電力系統(tǒng)的安全運行造成嚴重影響。采用公共安全停電的方法，雖然可降低系統(tǒng)在山火事故發(fā)生時的失負荷量，但公共安全停電僅能提高電力系統(tǒng)在山火發(fā)生過程中的彈性，在山火發(fā)生前、后也需要關(guān)注并研究電力系統(tǒng)的彈性提升技術(shù)：在山火發(fā)生前，可對電力系統(tǒng)采取薄弱環(huán)節(jié)強化的方式，加固電力系統(tǒng)中的埋地電纜與輸電線路，并合理安排分布式電源的接入，進而提升山火發(fā)生前電網(wǎng)的彈性；在山火發(fā)生后，則需要優(yōu)化調(diào)度各火電機組與分布式電源的出力，對各類型機組進行合理的機組組合，保證在山火發(fā)生后盡快恢復(fù)系統(tǒng)負荷，進而提升山火發(fā)生后電網(wǎng)的彈性。

3.2 減小公共安全停電影響范圍的措施

公共安全停電措施雖然可通過提前安排線路的主動斷開來降低山火發(fā)生的風(fēng)險，但也同時擴大了停電范圍。顯然，在電網(wǎng)有充足資金的條件下，可采用強化網(wǎng)絡(luò)的方式來提高應(yīng)對山火的能力，而公共安全停電本質(zhì)上是電網(wǎng)公司在有限的資金下被迫改變運行方式來應(yīng)對山火。為減小公共安全停電事件帶來的影響，PG&E提出未來將采取如下措施［19］。

1）分段開關(guān)與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。PG&E 于2020年在輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)中共增加了600 個分段開關(guān)，能夠在線路主動斷開后將電網(wǎng)分割的部分縮小，從而減小故障影響的范圍。進而，通過控制分段開關(guān)進行快速網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，實現(xiàn)故障后的潮流轉(zhuǎn)供，保證在主動斷開線路后減小用戶的用電損失。

2）臨時微電網(wǎng)。在線路主動斷開后，系統(tǒng)可能被分割成若干個島，對缺乏發(fā)電機支撐的孤島可以建立臨時微電網(wǎng)進行支撐，從而保證在采用公共安全停電措施后的電網(wǎng)不間斷供電，特別是對于重要的供電負荷，如醫(yī)院、政府、防火站、天然氣供應(yīng)站等，具有重要支撐作用。當山火期結(jié)束后，線路會重新恢復(fù)供應(yīng)，此時所有島將重新合并為原來連通的電網(wǎng)。這樣的臨時微電網(wǎng)可以通過在關(guān)鍵節(jié)點增加移動儲能車或者移動電源來實現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)的供電。

3）社區(qū)微電網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)化微電網(wǎng)。社區(qū)微電網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)化微電網(wǎng)與臨時微電網(wǎng)不同，這些微電網(wǎng)是社區(qū)自發(fā)形成的微電網(wǎng)，可為多個用戶供電。這些社區(qū)的微電網(wǎng)也可自發(fā)形成網(wǎng)絡(luò)化微電網(wǎng)，在必要時可以互相救濟，互相支撐，從而保證可靠的供電。

4）電表后儲能發(fā)展。微電網(wǎng)等的發(fā)展必然促進儲能行業(yè)的發(fā)展，特別是分布式電表后儲能的發(fā)展。電表后儲能主要用于家用、醫(yī)院等小型區(qū)域。自2018 年起，加州地區(qū)電表后儲能的安裝量逐年增加，用戶自發(fā)在家中安裝儲能是為了應(yīng)對可能的自然災(zāi)害帶來的停電，這也包括山火。然而，儲能具有一定的容量限制，在停電初期有效降低負荷損失的同時，系統(tǒng)運行人員需采取必要措施快速恢復(fù)電網(wǎng)。

5）系統(tǒng)快速恢復(fù)。當山火結(jié)束后，應(yīng)采取相關(guān)應(yīng)急措施對供電進行快速恢復(fù)。加州電網(wǎng)致力于災(zāi)后12 h 內(nèi)快速恢復(fù)供電，該時間還在不斷縮短。在恢復(fù)供電的過程中，需要考慮調(diào)度人員調(diào)度、系統(tǒng)故障隔離和故障線路修復(fù)。

6）系統(tǒng)強化加固。系統(tǒng)強化加固可以通過尋找影響山火發(fā)生的關(guān)鍵架空線并將其改造成地下電纜，同時可強化一些變壓器等設(shè)備并增加智能傳感器等。PG&E 計劃在2020年加固387.85 km 的線路。系統(tǒng)強化加固可以有效降低公共安全停電帶來的影響?？梢灶A(yù)見，隨著強化系統(tǒng)規(guī)模的增大，公共安全停電將會逐漸被替代。但在當前階段，由于美國整體基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展緩慢，系統(tǒng)加固資源有限，因此公共安全停電是一種有效的過渡措施。

7）增強環(huán)境預(yù)警能力。在實施公共安全停電之前，必須對山火的情況進行預(yù)測，分析可能的輸電線路對山火發(fā)生的影響。因此，天氣預(yù)測尤為重要，新型預(yù)測技術(shù)以及先進傳感技術(shù)是推進公共安全停電的基礎(chǔ)。PG&E 預(yù)計將安裝756 座新型天氣預(yù)測工作站，并且加裝194 臺高清攝像機，從而捕捉天氣氣象、山火發(fā)生區(qū)域以及可能影響山火的輸電線路。

3.3 提升公共安全停電的用戶用電服務(wù)

公共安全停電會導(dǎo)致部分用戶的用電受到影響，為保障在斷開線路附近的用戶安全，需采取必要的措施提升用戶的用電服務(wù)，并且該服務(wù)應(yīng)在停電時間發(fā)生前后持續(xù)進行。為了提高用戶的用電質(zhì)量，PG&E 將根據(jù)社區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的規(guī)模，在附近設(shè)置社區(qū)資源服務(wù)中心，為用戶提供信息和物資支持。PG&E采取的用戶用電服務(wù)措施也將以社區(qū)資源服務(wù)中心為基礎(chǔ)進行，主要采取的措施包括以下幾個方面。

1）預(yù)先通知服務(wù)。在進行公共安全停電之前，PG&E 將根據(jù)天氣氣象、山火危險性等級等信息，提前1～3 d 通知公共安全停電的用戶。首先，PG&E 社區(qū)服務(wù)中心將提前48 h 通過電話或短信的方式，為用戶發(fā)布“停電關(guān)注”的通知，告知未來的停電時間和停電用戶；然后，社區(qū)服務(wù)中心將提前24 h通過電子郵件的方式，對用戶發(fā)布公共安全停電的“警告”通知，并要求用戶對信息進行確認；最后，對未確認接收到停電信息的用戶，PG&E 將會采取用戶上門通知服務(wù)的方式，確認用戶是否已經(jīng)接收到了停電通知。特別是對于依賴電力供應(yīng)的有醫(yī)療需求的人群，用戶上門通知服務(wù)可以確保這些“醫(yī)療敏感人群”提前做好醫(yī)療預(yù)案和應(yīng)急準備，確保在停電期間保證醫(yī)療活動的順利進行。

2）網(wǎng)絡(luò)在線服務(wù)。在公共安全停電的過程中，PG&E 會根據(jù)實時的天氣氣象與電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，調(diào)整停電時間和停電用戶。PG&E 會通過短信、電子郵件、官方網(wǎng)站等途徑，將這類關(guān)鍵用電信息及時告知用戶，同時還會在停電期間，在Facebook、Nextdoor 與推特等社交媒體平臺上發(fā)布相關(guān)信息，實時更新公共安全停電的動態(tài)。此外，PG&E 還會在報紙上刊登天氣狀況、社區(qū)資源中心的工作時間、電力系統(tǒng)設(shè)備的受損情況和電力恢復(fù)情況等信息，確保用戶能夠及時安排工作、生活和醫(yī)療的用電計劃。用戶同樣可以通過電子郵件、電話、短信等途徑，向PG&E 咨詢停電的持續(xù)時間與停電規(guī)模等信息，并向其尋求各類社區(qū)生活的服務(wù)。

3）自發(fā)電激勵項目。分布式電源對恢復(fù)用戶失負荷、提高用戶的用電質(zhì)量具有顯著的效果。PG&E為了提高用戶的用電質(zhì)量以及降低公共安全停電對電力系統(tǒng)的影響，設(shè)立了自發(fā)電激勵項目。在該項目中，PG&E 的用戶可在公司的官方網(wǎng)站上根據(jù)自身的收入情況、醫(yī)療需求和住宅位置，獲得可支撐電網(wǎng)運行的大型蓄電池組，根據(jù)安裝的電池存儲系統(tǒng)的規(guī)模和容量，申請自發(fā)電獎勵。而對于易受到公共安全停電影響且能夠在停電過程中為系統(tǒng)提供發(fā)電支撐的用戶，PG&E 將提供額外的獎勵。此外，為支持電力系統(tǒng)運行，PG&E 還通過自發(fā)電激勵機制，宣傳和指導(dǎo)用戶安裝公益性的可攜帶備用電池，為更深層次的公共安全停電做準備。

4）醫(yī)療需求服務(wù)。PG&E 與部分社區(qū)組織開展合作，幫助在停電過程中有需要的人群，特別是依賴電力供應(yīng)的有醫(yī)療需求的人群。這些用戶可以通過電話、網(wǎng)絡(luò)等方式聯(lián)系社區(qū)組織，PG&E 將根據(jù)用戶的醫(yī)療需求、預(yù)計停電時間等信息，為這些用戶提供備用的便攜式電源，并提前聯(lián)系醫(yī)院安排相關(guān)的救助計劃，保證用戶的用電與生活質(zhì)量。

5）殘障人群資源保障計劃。PG&E 通過與加州獨立生活中心基金會（CFILC）合作，發(fā)起了殘障人群災(zāi)害資源供給與保障計劃。對于殘疾和有額外生活資源需求的用戶，CFILC 將通過網(wǎng)絡(luò)和上門服務(wù)的方式，在公共安全停電期間為這些用戶提供額外服務(wù)。在該計劃中，PG&E 和CFILC 還與地方政府進行合作，通過贈款、租賃與金融貸款等方式，為殘障人群提供備用便攜式電池，滿足他們的生活需求。同時，交通資源、住宿和食物、醫(yī)療資源等的分配與共享也是該計劃所涵蓋的內(nèi)容。用戶可以通過在CFILC 的相關(guān)網(wǎng)站和平臺上提交生活資源申請，CFILC 的災(zāi)害資源咨詢委員會也將根據(jù)用戶的申請確定各類資源的分配方式。

6）講座以及宣傳普及。

PG&E 會定時舉辦山火與公共安全停電的網(wǎng)絡(luò)講座和研討會。用戶可以通過訪問PG&E 的官方網(wǎng)站參與公共安全停電的網(wǎng)絡(luò)研討會，并通過網(wǎng)絡(luò)研討會了解和參與社區(qū)山火安全計劃的工作。通過網(wǎng)絡(luò)研討會，用戶可以了解更多關(guān)于山火安全與應(yīng)急準備的信息，并與PG&E 代表進行線上交流，提出關(guān)于公共安全停電的問題并分享意見和建議。

4 對我國電網(wǎng)的啟示

針對近年來加州山火與四川涼山州森林大火所引發(fā)的停電事故，本文認為山火對我國電網(wǎng)發(fā)展的啟示主要集中在應(yīng)重視對電力系統(tǒng)彈性的研究、重視對山火成因的多學(xué)科交叉研究以及對彈性電力系統(tǒng)計算算力的研究等方面。

4.1 重視對電力系統(tǒng)彈性的研究

山火災(zāi)害屬于一種小概率高損失的極端自然災(zāi)害事件。我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，規(guī)模龐大，可能遇到山火、臺風(fēng)、地震、冰災(zāi)等各種不同類型的極端災(zāi)害事件，例如：2018 年我國廣東省由于臺風(fēng)引發(fā)大規(guī)模的電網(wǎng)故障；2019 年我國四川省發(fā)生森林大火，直接給用戶的正常用電造成風(fēng)險；2020年3月，四川省涼山州西昌市由于風(fēng)力作用導(dǎo)致引流線與桿塔形成放電故障，再一次發(fā)生森林大火，給人民生產(chǎn)生活造成嚴重影響。以上幾個事件都表明電力系統(tǒng)面臨“滿足可靠性要求，但缺乏彈性”的嚴峻考驗。因此，必須針對不同類型的極端事件，加強對電力系統(tǒng)彈性的研究。同時，2021 年3 月15 日，習(xí)近平總書記提出構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。隨著新能源逐漸成為電網(wǎng)主體，電力系統(tǒng)的隨機性與不確定性急劇增加，“雙高”特性將會成為電力系統(tǒng)的“新常態(tài)”，極端自然災(zāi)害對電網(wǎng)功率平衡的破壞和影響程度將顯著提高，對電力系統(tǒng)彈性理論與恢復(fù)策略的研究也將會發(fā)生重大變化。

由于不同的極端事件具有不同的演化特性，其對電力系統(tǒng)的影響各不相同，所引發(fā)的電網(wǎng)故障類型、演化機理也不盡相同，因此在研究電力系統(tǒng)彈性的同時，必須對電力系統(tǒng)可能遇到的山火、臺風(fēng)、冰災(zāi)等各種不同的極端事件進行精細化建模，逐一分析其對電力系統(tǒng)的影響機理，結(jié)合極端事件的概率特性、影響范圍、危害程度進行獨立分析，并結(jié)合不同類型的極端事件模型對元件的故障機理與故障模式進行定量研究，從而建立彈性電力系統(tǒng)在各類不同極端事件下的模型，準確刻畫各類極端事件下電力系統(tǒng)的復(fù)雜故障模式。

同時，電力系統(tǒng)中存在多種不同的彈性提升策略。其中，電力系統(tǒng)彈性提升最明顯的方式是對電網(wǎng)中各輸電線路、變電站等元件進行強化與加固，但是其投資成本較高，經(jīng)濟性較差。相應(yīng)地，公共安全停電則是一種在較低投資成本下，為應(yīng)對極端事件而采取的提升電網(wǎng)彈性的過渡性策略，該策略無法作為長期提升電網(wǎng)彈性的有效手段。因此，公共安全停電始終是電網(wǎng)初期應(yīng)對極端事件、提升彈性的有效手段。未來針對彈性電力系統(tǒng)建設(shè)，應(yīng)采取循序漸進、分周期投資加強的規(guī)劃方案，在初期時強化與加固成本較高，可對關(guān)鍵薄弱環(huán)節(jié)進行強化，并以公共安全停電等措施作為輔助手段來有效地應(yīng)對極端事件，保證電網(wǎng)安全運行。未來隨著電網(wǎng)不斷發(fā)展，資金不斷投入，可逐漸淘汰公共安全停電這類初期的應(yīng)急策略，并對我國電網(wǎng)進行整體加固與強化，從本質(zhì)上提高電力系統(tǒng)的彈性。

隨著新型電力系統(tǒng)概念的提出，未來電力系統(tǒng)的形態(tài)與架構(gòu)將會發(fā)生重大變化，因此應(yīng)對山火的公共安全停電措施也將會因新能源的大規(guī)模并網(wǎng)而產(chǎn)生較大的變化。一方面，隨著新型電力系統(tǒng)概念的提出，由于新能源設(shè)備對電網(wǎng)穩(wěn)定運行的支撐性較弱，這將會嚴重影響電力的供應(yīng)安全。因此，在新型電力系統(tǒng)的背景下，公共安全停電計劃需要在兼顧新能源強隨機性與波動性的條件下，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性進行校驗，并盡可能降低系統(tǒng)主動停電對功率不平衡造成的影響。在這樣的情況下，公共安全停電策略不僅將面臨更高的安全性與可靠性要求，而且在制定停電計劃的過程中還要對新能源的出力進行更精確的預(yù)測與調(diào)整，并采用更高效的策略與算法對新能源的不確定性進行削弱與控制。另一方面，隨著未來風(fēng)電、光伏的發(fā)電成本逐漸降低，以儲氫為代表的儲能技術(shù)將具備足夠的經(jīng)濟性與靈活性，不僅能夠通過短期儲能和季節(jié)性儲能彌補新能源一定額度的功率缺口，而且在電力系統(tǒng)發(fā)生極端災(zāi)害時為電力系統(tǒng)恢復(fù)功率平衡并保持頻率穩(wěn)定提供一定的支撐。因此，未來公共安全停電措施和流程也將會與儲氫技術(shù)相結(jié)合并進行相應(yīng)的調(diào)整，以提高其應(yīng)對山火的靈活性與經(jīng)濟性。具體而言：在山火預(yù)測環(huán)節(jié)，不僅要對氣象條件與山林條件進行預(yù)測與監(jiān)控，而且要時刻掌握輸配電系統(tǒng)內(nèi)的新能源出力和氫儲能的預(yù)測變化情況，以應(yīng)對未來公共安全停電下的負荷功率平衡需求；在停電計劃與切負荷計劃制定環(huán)節(jié)，則需要結(jié)合氫儲能的預(yù)測變化情況，根據(jù)安全校驗過程中所有切除負荷的優(yōu)先級順序，依次利用氫儲能對部分重要負荷進行就地功率補償；在預(yù)測調(diào)整與滾動修正停電計劃環(huán)節(jié)，則需要實時監(jiān)控氫儲能的系統(tǒng)存量，滾動調(diào)整公共安全停電計劃與氫儲能的就地功率補償安排。

4.2 重視對山火成因的多學(xué)科交叉研究

根據(jù)2019 年與2020 年美國加州山火與我國四川省涼州縣爆發(fā)的多次山火事故可以看出，山火會對電力系統(tǒng)造成非常嚴重的破壞。但山火爆發(fā)的誘因多種多樣，高溫氣候、大風(fēng)天氣、雷擊等自然因素均會引發(fā)山火，輸電線路、桿塔上由于短路所激起的電火花同樣也是山火爆發(fā)的成因之一。另外，由于監(jiān)管不力而出現(xiàn)的人為縱火現(xiàn)象，也是山火爆發(fā)的主要原因之一。因此，對山火的研究不能僅局限于電力系統(tǒng)，還需要綜合各種不同的學(xué)科對山火進行研究。

由于山火大多是由極端自然條件與電網(wǎng)故障所引發(fā)的，因此在對山火進行預(yù)測的過程中，一方面要利用電力系統(tǒng)暫穩(wěn)態(tài)運行的理論，合理分析電網(wǎng)中的薄弱環(huán)節(jié)與易發(fā)生短路故障的區(qū)域，另一方面要充分利用氣象學(xué)的研究思路，歸納天氣與氣候的統(tǒng)計信息，推測山火易發(fā)地區(qū)與易發(fā)時間。在對山火進行預(yù)測與監(jiān)控時，需要利用大數(shù)據(jù)的分析方法，對山火可能的發(fā)生情況和區(qū)域進行預(yù)測和推斷。此外，還要結(jié)合衛(wèi)星定位與成像技術(shù)，及時捕捉森林與電網(wǎng)中溫度存在異常的區(qū)域，進而實現(xiàn)對山火的精準預(yù)測與控制。

我國是山火高發(fā)的國家之一，近年來我國東北三省、湖南省、四川省等地區(qū)山火頻發(fā)。因此，我國電網(wǎng)需要充分吸取美國加州山火事故的教訓(xùn)，重視對山火爆發(fā)成因的分析，并加強對多學(xué)科的交叉研究，從不同學(xué)科的層面對山火進行預(yù)測與預(yù)防。

4.3 重視對彈性電力系統(tǒng)計算算力的研究

電力系統(tǒng)故障可能會引發(fā)山火，然而山火的爆發(fā)和蔓延反過來也會破壞電力系統(tǒng)，因此，兩者相互影響。當前的公共安全停電措施僅從災(zāi)前防御角度進行研究，未來研究必須從彈性電力系統(tǒng)災(zāi)前、災(zāi)中、災(zāi)后全方位進行計算和分析。該過程中存在大量的計算與校驗，并且這些計算與傳統(tǒng)的N-1 安全校驗存在一定差異。以公共安全停電為例，如前文所述，不僅在停電前需對系統(tǒng)進行N-1安全校驗，在電網(wǎng)主動發(fā)生N-k停電后，仍需對系統(tǒng)進行N-k-1安全校驗。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大以及特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)的發(fā)展，安全校核要求斷開的線路數(shù)量隨之增加，這會給彈性電力系統(tǒng)計算算力帶來極大挑戰(zhàn)。在考慮故障分析和安全校核時需要采用交流潮流模型，交流最優(yōu)潮流為非凸非線性，求解更為復(fù)雜。此外，山火發(fā)生的過程較長，時間尺度較大，需要在超過24 h甚至48 h的時間范圍內(nèi)進行仿真計算與安全校驗，計算時間超過12 h 將會進一步提高對彈性電力系統(tǒng)計算算力的要求。

目前我國國家電網(wǎng)公司已經(jīng)基于我國電網(wǎng)的實際運行情況成功研發(fā)了電力系統(tǒng)仿真計算平臺（PSASP），用于仿真模擬我國交直流混聯(lián)電網(wǎng)中存在的各種暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)問題。但如何考慮小概率高損失的多重故障對彈性電力系統(tǒng)的影響是亟待研究的問題，目前已有的仿真計算算法與平臺已經(jīng)無法滿足彈性電力系統(tǒng)高復(fù)雜性對算力的要求。因此，必須要加強對適應(yīng)彈性電力系統(tǒng)復(fù)雜計算的研究，例如采用人工智能與啟發(fā)式算法開發(fā)先進的交流最優(yōu)潮流計算包等，同時應(yīng)加強對遭遇極端事件后的電網(wǎng)進行暫態(tài)分析，開發(fā)新型高效的彈性電力系統(tǒng)仿真算法，提高彈性電力系統(tǒng)計算能力。

5 結(jié)論

本文針對美國加州山火所引發(fā)的停電事故，分析加州山火發(fā)生的誘因，并在此基礎(chǔ)上，介紹美國加州PG&E 為應(yīng)對山火所采取的公共安全停電措施，其本質(zhì)是在對山火進行預(yù)測的基礎(chǔ)上，主動斷開潛在誘發(fā)山火的輸電線路，達到預(yù)防山火的目的。進而提出降低公共安全停電對電力系統(tǒng)影響以及提升公共安全停電的用戶用電服務(wù)的措施。針對我國當前同樣易發(fā)生山火這一類極端事件，指出未來可能的研究方向：針對山火與電力系統(tǒng)的交互影響，應(yīng)該重視對電力系統(tǒng)彈性的研究，從彈性電力系統(tǒng)災(zāi)前、災(zāi)中和災(zāi)后全方位視角應(yīng)對山火災(zāi)害；積極開展多學(xué)科交叉研究，從不同學(xué)科的角度分析山火等極端事件發(fā)生的原因，對極端事件進行合理預(yù)測；結(jié)合我國特高壓交直流輸電與暫態(tài)分析等因素，基于國內(nèi)外已有的計算方法與仿真平臺，開發(fā)新型算法與技術(shù)，加強對彈性電力系統(tǒng)計算算力的研究，穩(wěn)步提高電網(wǎng)應(yīng)對極端事件的能力，防止類似事故的發(fā)生，避免山火等極端事件對社會造成重大影響。