洪灾后电网应急抢修队伍调配方式优化

2021-06-15李文广

电力安全技术 2021年5期

李文广

(1.北京思宏安信息科技有限公司，北京 100085；2.中国能源研究会电力安全与应急技术中心，北京 100085)

0 引言

某省是自然灾害多发区，暴雨等强对流天气几乎每年都会波及辖区大部分地市，由于洪水等自然灾害的破坏力极强，曾多次引起该省电网设施严重受损。停电事件对生产生活带来严重影响，甚至会造成严重的经济损失和引发人身伤亡事故，为了最大程度降低停电事件造成的损失，提高抢修效率，尽快完成复电以缩短停电时间成为电网应急抢修的重要目标。

因当前电网企业的员工数量是按照保证电网正常运行及临时缺陷应急抢修进行配置的，当某地市或多个地市级电网受洪水影响，电网受损严重甚至发生大面积停电事件时，仅靠本地的应急抢修队伍难于满足快速复电的要求，省级电网公司将会统一调配全省的应急抢修队伍支援受灾地，以达到尽快复电的目标。

以下重点针对应急抢修队伍调配方式方面的问题提出了优化策略，并尝试建立应急抢修队伍自动调配模型。

1 电网应急抢修队伍调配现状分析

1.1 管理机制

某省电网公司设立了应急指挥中心，统一调配全省应急抢修队伍。

目前，该公司已建立了较为完善的省市两级应急抢修队伍体系，其中省级应急抢修队伍主要负责全省范围内主网的应急抢修任务，兼顾配网应急抢修；地市级应急抢修队伍主要负责本区域内的应急抢修作业，涵盖输电、变电、配电、应急发电、网络信息等专业，同时，根据省公司应急指挥中心的指令开展跨区域抢修支援。

1.2 调配流程

(1) 根据气象部门以及气象监测预警系统获取的气象信息，按照洪水灾害专项应急预案的要求，发布气象灾害预警信息。

(2) 应急抢修队伍按照预警信息的要求，做好应急资源核查，并报应急指挥中心备案，应急指挥中心核实可投入应急抢修的队伍信息。

(3) 依据应急预警信息，结合历史的应急抢修经验，应急指挥中心提前下达调配指令，将无灾区域的应急抢修队伍预置在可能发生灾害的区域。

(4) 灾害发生后，根据勘灾情况，如果预置应急抢修队伍的区域出现灾情，则支援的应急抢修队伍接受受灾地应急指挥部的指挥，开展应急抢修；如果预置应急抢修队伍的区域未出现灾情，则支援的应急抢修队伍撤回或者调往其他受灾区域。

1.3 目前调配方式存在的问题

由于气象灾害的瞬时变化特性明显，风力、风向随时可能发生变化，实际洪水轨迹与预测轨迹、实际受灾点与预测受灾点、实际受灾程度及范围和预测的受灾程度及范围均可能存在显著差异，因此，直接提前将应急抢修队伍预置至预测受灾点的方式，可能存在如下几个问题。

(1) 在洪水发生前，大规模调动应急抢修队伍前往预测受灾点，在调配过程中可能会存在一定的风险。

(2) 无效调配，因预测的受灾点未受灾或者受灾程度轻微，造成无效的调配。

(3) 预测受灾点的受灾程度相对较轻，其他区域受灾严重，造成有效的应急抢修队伍未能及时地发挥效用。

2 应急抢修队伍管理优化策略

2.1 日常作业管理优化

根据应急抢修队伍“平战结合”的管理特点，结合气候和地理环境特点，考虑应急抢修队伍日常的实际工作计划等情况，在可能的情况下，尽量优化调整应急抢修队伍施工安排，例如在每年的汛期(尤其是根据天气预警信息，可能发生洪水灾害的时间段)，省级应急抢修队伍优先安排在近海地区以及历史上洪灾易发区域进行施工等作业，以减少紧急情况时队伍调派的机动时间。

2.2 多系统信息共享优化

目前，某省电网公司应急指挥平台系统与生产调度系统、营销系统并未实现互联互通，发生灾害后，应急指挥人员不能直接从应急指挥平台系统获取故障汇总信息，安监部、生技部等有关部门均需通过电话、邮件、微信、会商等方式从调度处获取线路跳闸/停电的具体信息，然后生技部根据获取的信息，安排开展勘灾工作，勘灾后按照信息报送要求，将灾损情况信息报送至应急指挥平台。

建议建立应急指挥平台系统与生产调度系统、营销系统的联络通道，受灾后，应急指挥中心直接读取受灾线路详细信息和停电用户数信息，便于应急指挥中心根据受灾信息开展辅助应急决策，有利于实现应急抢修队伍的精准调配。

2.3 建立应急资源基础数据库

根据历史受灾情况，按照不同灾害类型、灾情信息的详细参数和预测的波及范围，应急响应的等级，建立灾害信息基础数据库，编制并逐步修正各种类型灾害的应急抢修需求的物资、装备和人力的指导标准，为灾后应急资源调配形成支撑和依据。

3 应急抢修队伍调配方式优化建议

目前阶段，应急抢修队伍调配采取“支援地—受灾地”的点对点式直接调配，例如，在省公司获取受灾地请求支援的信息后，按照需求信息直接从一个或者几个地市调拨应急资源支援受灾地，应急抢修队伍调配的现状如图1所示。

图1 应急抢修队伍调配方式现状

这种调配方式简单清晰、机动效率高，但是也存在前文提及的应急抢修队伍调配方式存在的问题。为了兼顾应急抢修队伍调配的安全性、效率性和准确性，建议调整应急抢修队伍的调配方式为“支援地—临时驻点—受灾地”的调配方式，临时驻点可结合沿海地市的地理位置和历史受灾信息，结合区域划分及省公司应急仓库布局等因素，选择3—5个地市作为临时驻点，确保从临时驻点至覆盖的最远受灾地市的直线距离小于200 km。

当气象监测预警系统发出预警信息或者可能受灾地市主动请求支援时，启动应急响应后，应急指挥中心立即根据预警的灾损程度，结合历史受灾信息，下达调配指令，预置应急抢修支援队伍至临时驻点(如图2中实线所示的调配路径)。灾后在摸清受灾详细信息后，再根据实际调配应急抢修队伍参与抢修(如图2中虚线所示的调配路径)。这样既可保障应急抢修队伍调配过程中安全性，又可保证应急抢修队伍从临时驻点至受灾地的时间满足应急抢修的效率要求。如果预警信息与受灾信息存在偏差，则将预置的应急抢修队伍从临时驻点撤回或者调配至实际受灾地，这样也可减少支援应急抢修队伍的机动距离。

图2 应急抢修队伍调配策略优化

4 应急抢修队伍自动调配模型探索

应急资源调配是灾害应急中的关键环节，对于应急资源调配的研究成果也较多，而应急抢修队伍又是应急资源中的核心，关于应急抢修队伍调配的研究已经有了较为丰富的研究成果。例如，国家自然科学基金重大研究计划培育项目和国家自然科学基金项目资助的项目，突发事件应急救援人员的派遣模型研究[1]，袁媛、樊志平等从满意度和救援效果等方面着手，建立了突发事件应急救援人员派遣的优化模型；国家自然科学基金资助项目，应急救援多目标时限指派模型[2]，张雷、马璐等突出应急救援的时效性和救援目标的多属性特征，提出在保证应急救援最短时限的前提下，以应急救援效率最大化、物资消耗最小化为优化目标，构建最短时限应急救援多目标指派模型；国家自然科学基金资助项目，多应急点资源优化调度模型研究[3]，魏国强、景琳针对多应急点的情形，利用目标规划法探索了应急开始时间最早、出救线路及出救点最少的资源调度方案；国家重点研发计划课题、国家自然科学基金资助、国家社会科学基金资助项目，基于时间满意度和胜任能力的地震应急救援队伍指派模型[4]，宋叶、宋英华等以救援时间满意度最大以及队伍胜任能力最强为目标，建立了地震应急救援队伍指派的优化模型。

以上研究成果从不同角度出发，尝试建立了应急资源(尤其是应急救援人员)调配(度)/指派模型。但是，由于地震灾害突发性强，准确预测可能性小的特点，应急资源的调配完全属于灾后突发性调配，这与洪涝等灾害的可预测性较强，可以提前预警并采取提前防范的特点存在较大不同，因此，现有的应急抢修队伍调派模型并不适用于电网洪灾后的应急抢修队伍调派。目前，洪水灾后的应急抢修队伍调派仍采用经验调派的方法，主要由应急指挥中心根据受灾信息在应急专家和应急管理人员提出应急抢修队伍调配方案基础上制定下达应急指令。结合某供电公司在灾害监测与预警方面的研究成果，提出基于自然灾害监测结果和应急资源基础数据库基础上的应急抢修队伍调派模型。

应急抢修时间主要由两部分组成，一是从出发点至抢修点的路径时间；二是到达抢修点之后应急抢修作业时间。根据对地市供电公司应急抢修队伍的调研结果，路径时间基本可控，因此重点针对应急抢修作业时间进行分析。

在执行应急抢修作业任务时，由不同应急驻点派遣抢修人员。该模型探索解决的问题是：针对不同应急驻点到达抢修需求点的时间、各抢修需求点对应急抢修队伍能力及不同任务对抢修时间要求不同的情况下，如何进行人员派遣，使抢修复电的时间最短。

该研究基于以下假定：

(1) 抢修队伍数量满足抢修任务的需求；

(2) 各抢修队伍的抢修效率已知；

(3) 每个抢修队伍仅被派往一个受灾地点。

I表示受灾地点集合，i=1，2，3……m；J表示抢修队伍集合，j=1，2，3……n；K表示抢修任务的类型，k=1，2，3;n≥m；tij表示抢修队伍j到受灾点i的响应时间；Qi表示受灾点i的抢修工作量(可以由设备受灾情况进行估算，通过应急指挥平台获取受灾点i输电或者变电的设备受损数据，转换为设备抢修完成的抢修工作量）；受灾点i的抢修任务分为配电、变电、通信等3种类型，则Qik表示受灾点i的k类型的抢修工作量(其中：k=1表示配电抢修任务，k=2表示变电抢修，k=3表示通信保障任务)。

由于抢修作业需要多人配合，因此将每项抢修作业所需的最少人数及装备的整体作为一个基本抢修单元，为基本抢修单元的每小时抢修工作量。该值为已知数，根据历史抢修作业经验，编制山地、林地、平地、水田等不同地理环境特点的基本抢修单元的每小时抢修工作量参照表，可根据受灾点的地理环境特点直接选用。为一个基本抢修单元完成抢修任务的时间。

xij为0～1的变量：当xij=1表示救援队伍j在受灾点i进行抢修，当xij=0表示救抢修队伍不在受灾点i进行抢修。

构建模型：