电网常见安全风险分析及解决对策

2021-12-30黑文斌贺红梅

内蒙古科技与经济 2021年21期

黑文斌，安军，贺红梅

(1.内蒙古电力(集团)有限责任公司；2.内蒙古康远监理公司，内蒙古呼和浩特 010000)

随着能源结构转型升级的加快，电力持续快速发展，部分地区新能源装机容量增长迅猛，常规同步发电机占比逐渐减少，系统一次调频能力有逐渐减弱的趋势，频率控制难度逐步增加；部分地区负荷分布不均匀，重载、空载问题突出；部分地区电网建设进度滞后，设备隐患治理不彻底，造成设备事故频发、多发；加之地震、暴雨、山洪、大风、冰雪等严重自然灾害，多种风险因素并存，持续威胁电网安全，影响电力安全可靠供应。

1 电网常见安全风险分析

1.1 一次系统存在的安全风险

一次系统是电力系统的主体，是直接生产、输送和分配电能的设备，包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线等。受到电网规划、负荷变化、工程建设等多方面影响，电网一次系统存在较多安全风险，主要表现为网架结构薄弱、负荷分布不均匀、短路电流超标和新能源集中接入带来的问题。①部分地区电网网架结构薄弱，对外联系薄弱，存在单线单变问题，抵御严重故障的能力不足。②局部地区负荷分布不均匀，尤其是高耗能企业用电需求大，用电量可占到主变容量的90%以上，接带高耗能企业的变电站发生甩负荷事件后对电网的冲击较大。③随着电力系统规模的持续增大，局部地区电网短路电流进一步增大，部分开关设备已经接近遮断容量，存在短路电流超标的风险。④近年来，部分地区电网新能源大规模集中接入，因新能源机组抗扰动能力差，当电网故障时，容易造成大容量新能源集中脱网事故。

1.2 二次系统安全风险

二次系统是对一次设备进行控制、调节、保护和监测的设备，包括控制器具、继电保护和自动装置、测量仪表、信号器具等，二次系统的安全可靠对一次系统正常运行至关重要。当前二次系统的安全风险主要表现在继电保护装置、网络安全、通信安全、电力监控系统等方面。①继电保护装置和安全自动装置安全风险。继电保护装置、安全自动装置规模日益增加，一旦发生误动或拒动就可能引起连锁反应，甚至造成电网事故。②网络安全风险。电力信息系统遭受网络攻击时，可能远程发送恶意控制或调节指令，导致设备操作异常，引起多台设备停运或有功、无功大幅波动，严重时可能造成大面积停电。③通信系统安全风险。电力通信系统的可靠运行是继电保护、安稳装置等二次设备正确动作的前提和保证。电力通信通道故障会导致监控变电站失去监控能力，甚至会造成事故扩大。④电力监控系统存在的安全风险。计算机监控系统及微机五防系统中运行的非安全操作系统的PC机，存在系统弱口令问题、系统补丁修补问题、离线杀毒软件升级问题等隐患，给电网安全运行带来风险。

1.3 运行维护存在的风险

①电网建设和设备改造施工存在安全风险。部分施工项目配合停电工期较长，电网结构长时间处于不完整状态、电网运行方式长时间处于非全接线方式状态，增加了电力调度难度，若在检修方式下发生故障，容易造成电网事件。②电厂和涉网用户给电网安全带来风险。部分电厂协调管理性较差，部分变电站内存在用户产权设备，存在检修周期不能保证、检修质量不高、故障处理响应速度慢等问题，影响电网安全稳定运行。

1.4 其他风险

①部分地区沙尘暴、强雷暴等极端天气频发，部分线路杆塔处于微地形、微气象环境，给电网设备的安全运行带来威胁。②部分电力设备运行年限过长，老化严重，技术性能下降，稳定性和可靠性大大降低，影响电网安全可靠运行。③部分设备制造质量不良，运行中频繁发生故障，成为电网隐患。

2 防范化解电网安全风险的解决对策

2.1 建立防范化解电网安全风险的工作机制

定期开展电网风险分析专项工作，相关部门共同参与，集思广益、群策群力，制定电网风险防控策略和风险消除措施。从项目规划、工程建设、检修处置、运行方式上采取措施，既通过建设电网不断完善电网结构，又采取预防预控措施确保不发生事故。不断完善本单位电网安全防控工作机制，认真落实电网安全风险防范措施，着力加强地区电网规划，有序推动重点工程项目实施落地，对电网薄弱环节进行重点改造。

2.2 同步开展安全风险分级管控和隐患排查治理

推行安全风险分级管控，强化隐患排查治理，把风险控制在隐患形成之前、把隐患消灭在事故前面。根据年度、月度输变电设备停电检修计划，按时分级发布电网运行风险预警。调度部门通过优化运行方式对电网风险进行管控，供电单位按照“先降后控”的原则，采取各种预控措施和手段，“降等级、减时长、缩范围、控数量”，降低风险影响，提升管控实效。

定期开展隐患排查，结合电网规划和年度电网建设、技改、大修、专项活动、检修维护等，有序治理安全隐患，常态化梳理电网、变电站、线路、负荷等基础资料，查找电网事故风险点，对发现的风险点加强跟踪和防范，制定风险管控预案和策略，防范系统稳定破坏和电网大面积停电事故。

2.3 规划建设化解电网风险的输变电工程

从规划设计源头上入手，科学规划安排，适度超前建设电网，逐步消除电网结构风险。优化负荷集中地区变电站布置，减小单座变电站故障损失负荷影响，深入研究局部地区存在的电磁环网、短路电流超标等问题，加大电网薄弱环节技术改造，制定并落实相应的风险管控措施。考虑负荷分布和电源点接入，按电网技术标准，严格接入规范和原则，控制可能造成一般事故的负荷或电源接入，避免大负荷集中接入引发事故。根据电网排查出的风险，加强薄弱电网的建设改造，落实相应的风险管控措施。

2.4 优化电网运行方式安排

通过优化运行方式安排对电网风险进行管控，按照“先降后控”的原则来降低风险，同时做好安全措施和应急准备工作。①加强运行协同管控，调整运行控制策略。加强电网风险识别、分级和监控工作，加强电网运行监控和巡视维护，精准分析电网安全风险，合理安排运行方式，优化检修计划，科学控制电网潮流和断面负荷，动态调整安全管控策略。②加强电力二次系统及网络安全防护管理。开展继电保护及安全自动装置、电力监控系统安全防护风险专项管控，加大老旧及进口设备改造力度。做好网络边界防护，实时监视网络异常行为，将网络安全风险遏制在局部范围。③加强设备监控信息优化及治理。持续开展各单位监控信息规范工作，优化信息内容，结合检修工作开展监控信息频发和误发的治理，提升监控效率，保证电网监控安全。④针对电网风险点及电网运行方式变化，继续加强电网运行监控和巡视维护，合理调整、安排运行方式，控制电网潮流和断面负荷，统筹部署电网风险控制措施，确保电网安全稳定和可靠供电。

2.5 提高电网应急处置能力

建设应急指挥中心平台，对自然灾害和事故灾害进行联网监控、预报预警。建立健全应急组织机构，加强应急救援专业队伍建设，完善专家参与预警、指挥、救援、救治和恢复重建等应急决策咨询工作的机制。建立包括突发事件总体应急预案、专项应急预案、现场处置方案的突发事件应急预案体系。完善与政府部门应急沟通机制，做好预警管理、应急响应、应急处置、善后工作等各方面的配合工作。建立健全事故应急处置制度，规范事故现场应急处置程序，做好企业先期处置，强化救援现场管理，确保安全有效施救。

3 以内蒙古电网为例验证实施效果

2017年内蒙古电网二级以上电网风险共有18处，自2017年开展防范化解电网安全风险专项工作以来，内蒙古电网安全风险逐年被消除，2019年消除7处，2020年消除5处。特别是阿拉善地区500kV吉兰太变电站一级电网安全风险，是国家能源局重点督导的一级电网安全风险，也是2019年全国唯一一处一级电网风险，风险级别最高，影响范围最大，经过科学谋划和努力建设，相应的输变电工程于2019年7月按期建成投产，全国唯一一处一级电网风险成功消除。得益于多项措施的有序推进，内蒙古电网在短短三年内成功消除了12处电网风险，电网结构逐渐完善，抗风险能力大幅提升。