探秘管理创新一等奖——特高压交直流混联电网运行风险综合防控体系建设与实践

_齐全志 任建庭

管理创新是现代企业破解发展难题、不断成长壮大的不竭动力。

“必须以防控交直流混联电网运行风险为重点，创新工作思路、创新工作机制、创新工作方法、创新制度保障，扎实做好特高压交直流混联电网运行风险综合防控工作。”步入特高压交直流电网混联运行新时期后，对于如何保障河南电网安全稳定运行，由省电力公司承担的管理创新项目“特高压交直流混联电网运行风险综合防控体系建设与实践”——国家电网公司2014年度管理创新一等奖项目给出了这样的答案。

大电网时代的新要求

2015年上半年，河南跨区跨省购入电量140.97亿千瓦时，其中天中直流从新疆向河南输送电能114.52亿千瓦时，占外购电量的81.24%。

据了解，新疆哈密地区煤炭资源储量大、煤质好、埋藏浅、分布集中，同时还是我国千万千瓦风电基地之一。河南是全国人口第一大省，人均煤炭保有储量仅为全国平均水平的1/3，煤炭资源接续能力不足，2010年已由煤炭净调出省转为净调入省，天中直流工程正是远距离输送华中、解决河南电力缺口的重要通道。

天中直流工程是国家电网公司落实中央新疆开发战略的重要之举。确保特高压交直流混联条件下电网安全稳定运行，也是省公司响应“建设美丽河南”号召、服务河南经济社会发展的具体体现。利用特高压输电线路，将西北部的风电、太阳能发电等清洁能源输送至中部经济中心，不但能缓解河南能源紧张局面，而且能利用西北部清洁能源“驱散雾霾”，进一步破解河南能源安全与环境保护的难题。

2014年1月27日，天中±800千伏特高压直流工程投运，河南电网进入特高压交直流混联电网新时期，交直流耦合特性进一步凸显。这为电网运行机理变化提出新课题：研究表明，省网几乎全部的500千伏交流线路，以及直流近区约60%的220千伏线路，单相、三相故障均可能导致天中直流换相失败，甚至可能造成网内大量功率缺失。

同时，大电网时代带来了新挑战：区外直流送端电网故障影响着河南电网的运行，区内直流系统故障影响着交流系统区域间的潮流转移和功率波动。2014年以来，天中直流已因新疆送端因素造成临停、急降功率8次；因某站电流互感器故障，天中直流发生两次功率紧急回降，造成特高压交流长治北—南阳站一线及河南省网内部500千伏断面功率波动。

此外，特高压天中直流额定输送容量800万千瓦，是世界上第一个将风电、太阳能发电和火电打捆外送的特高压直流输电工程，输电距离2210公里。作为受端的河南电网面临大容量跨区域输电的实际情况，网架结构呈现“强直弱交”的特性，这样的网架结构对电网安全稳定运行提出了新要求：必须建立健全完备的稳控系统和负荷控制方案。

为保障特高压交直流混联电网安全稳定运行，省公司强化部门协同配合，借鉴供应链协同管理思想，全面梳理电力流供应链上电源、电网、负荷各环节风险，扎实开展网格化的全面风险管理，建设实施了基于供应链协同管理方法的三维网格化风险综合防控体系，该体系不仅充分体现了“三方协同、风险共担”的核心思想，而且彰显了电源企业、电网央企和用电客户共担社会责任的价值观念。

搭建“四位一体”防控网

省公司通过特高压交直流混联电网运行风险综合防控体系的建设，建立了组织、机制、制度、平台“四位一体”防控体系，实施了“网源协同、网网协同、网荷协同”三大协同管理，通过全面落实各项防控措施，使“三侧九项”重点运行风险得到有效管控。

在规划特高压交流南阳站主变落地之初，省公司就成立相应组织机构开展综合风险防控体系建设，组织领导公司各技术管理部门科学决策电网运行风险综合防控的各项工作，着力开展特高压交直流混联电网的适应性研究，为做好特高压交直流混联条件下电网运行风险综合防控体系建设奠定了基础。

为实现管理目标，项目组在电源、电网、负荷三侧识别出了九项重点运行风险，并扎实有效管理风险。以负荷侧为例，项目组综合考虑河南电网负荷结构及电解铝企业具有负荷平稳持续、负荷量大、短时间停电影响小等特点，确定电解铝企业为河南快速切除负荷客户群体，并从安全、经济、服务三个方面创新服务，最大限度减少风险。

省公司还借鉴供应链协同管理思想，建立了“网源协同、网网协同、网荷协同”三大协同机制，联合上游发电企业共同实施技术管控，与下游客户建立分担风险合约，同时还以电网调度生产管控为途径组织三方电力生产协同，发挥河南电科院优势开展技术保障协同，从而提升整个电力供应链相关企业的抗风险能力。

制度建设是风险防控机制落实到位的有力保证。为保障风险防控体系建设顺利实施，省公司依据有关条例、规程、标准，出台了《河南电网运行安全风险管理规定》，明确了特高压交直流混联后的河南电网开展运行风险综合防控的各项具体要求；在开展具体工作时注重要求明确、操作性强的制度建设，保证风险防控机制的落实。

搭建技术平台是三维网格化风险综合防控体系的重要组成部分。省公司结合大电网发展需求，构建了河南电网机网协调在线监测系统平台、运行与安全防御技术保障系统平台、稳控装置监视与管理系统平台，从电源、电网、负荷三侧通过量化、信息化的管理系统建设运行，对主要关键风险指标进行监测和分析，全面提升信息化支撑水平。

运行风险防范见成效

“在供应链协同管理思想的指导下，特高压交直流混联电网运行风险综合防控体系的建设实施，最突出的效果就是使电源侧、电网侧、负荷侧主要运行风险得到有效管控。”该项目负责人告诉笔者，综合防控体系还实现了“电从远方来”的河南能源资源优化配置，有效提高了河南能源保障水平，有力助推了中原崛起。

2011年以来，持续的参数监控和风险治理，使发电企业励磁系统参数协调率由23.3%提升至92.3%；2012年以来，对电厂一次调频系统开展的综合风险治理和管控，使省内105台监控机组的一次调频优良率从43%上升到91%。据测算，在发生直流闭锁故障时，河南电网机组一次调频功率可增发1000兆瓦以上，有效减小了特高压长南线功率波动幅度，降低了华北—华中电网解列风险，为大电网安全运行提供了重要保障。

同时，一些具体项目的开展还有效防范了现阶段特高压混联电网的失步风险，消除了特高压直流引起的短路电流超标风险，消除了潮流疏散受阻风险，降低了由连续换相失败造成直流闭锁的风险。面对电网可能出现的各类风险，项目组在每年的年度运行方式分析中，均按风险防控体系的要求滚动开展专题研究，实现了全过程系统风险管控。

通过政府、供电企业、电解铝企业三方有效沟通协商，7家地市发改委批复了切负荷方案，省公司与7家电解铝企业签订了快切负荷相关协议，较好地规避了法律纠纷风险。省公司还指导7家电解铝企业制定事故处理预案，减少了发生次生灾害的风险；加强有序用电管理并完善有序用电方案和重要客户保电应急预案，有效减少了售电服务风险。

特高压交直流混联电网运行风险综合防控体系的建设与实践，实现了战略层核心思想的协同与融合，即国家电网公司“以电代煤、以电代油、电从远方来”的能源战略和省政府《河南“蓝天工程”行动计划》、建设“美丽河南”战略的协同与融合，实现了河南真正意义上的“电从远方来”，减轻了河南经济社会发展面临的环境压力。

特高压交直流混联电网输送的电力，缓解了河南用电负荷增长和资源总量不足之间的矛盾。这个“国家电网公司管理创新一等奖”项目的实施，在保证电网安全稳定运行的同时，大幅提升了河南电网电力交换、水火互济、节能输电的能力，成为河南电网用户安全用电的重要保障，使河南能源优化配置向科学化迈出了重要且关键的一步。更具有广泛意义的是，该项目的建设实施与不断完善，也为其他有类似电网结构的省份提供了有价值的借鉴。

电力供应链协同三维网格化综合风险防控体系模式