氣象信息的電網設備風險管理范文

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摘要

將風險管理理論應用于電網設備氣象安全管理，并開展實踐創新，演繹形成電網設備氣象風險管理理論，提升了監測預警電網氣象災害的水平，為提高電網設備的安全風險管理效率，加強電網的安全供電能力和優質服務能力奠定了基礎保障。

關鍵詞

電網設備；風險管理；精細化氣象信息

電網設備作為電力企業固定資產的重要組成部分，電力生產、電能傳輸的重要基礎設施，其健康運行對滿足不斷增長的人民生產生活用電需求尤為重要。由于人類長期盲目開發環境資源破壞了生態平衡，降低了自然環境的自身調整和防御能力，使得自然災害發生的頻度、密度和烈度均有所增加，進而導致災害性天氣對長期暴露在外的電網設備影響越來越大［1］。2009—2013年，全球范圍內因氣象原因造成的電網事故中，影響超過10萬人的達28次，占電網大面積停電事故總量的56%。隨著目前現代化“堅強智能電網”的初具規模、電網業務形態的日益提高，在電網安全風險管理中計及氣象因素，進而提高電網的防災減災能力，成為電力企業運營管理再上臺階的必然要求［2］。電力企業必須根據精細化的氣象信息，依靠及時、有效的技術手段和科學的管理方法來指導電網設備風險管理決策，從而迅速展開行動，將電網設備氣象災害風險降到最低程度，提高電網設備氣象安全風險管理水平和管理效率，保障電力企業的經濟效益和社會效益［3］。

1精細化氣象信息

氣象因素與電網安全性、可靠性密切相關，掌握的氣象信息愈多，應對惡劣天氣的不利影響就會愈主動。但是，目前電力企業掌握的氣象信息大多較粗放，在時間、空間精細度方面遠無法滿足電網實際需求;再者，目前獲取的氣象信息多局限在表現氣象內容上，沒有與電網信息關聯融合，無法實現有針對性的電網設備氣象風險預警。顯然，精細化氣象信息不僅是在時間、空間尺度上的提升，同時還須與電網信息關聯，真正為電網設備風險管理提供科學、有效的基礎數據。

1．1電網設備風險管理對精細化氣象信息的需求不同氣象災害事件影響電網的機理方式、時間長短、作用范圍存在差異，使得不同的電力氣象災害預警對氣象信息在時間和空間上的需求并不一致，見表1。

1．2氣象信息－電網信息關聯對應管理為促使氣象信息更迅捷地到位應用、方便后續風險管理工作的開展，實現“跨專業”的高效管理，筆者圍繞電力作業對氣象信息的需求分析及氣象信息對電力作業的應用價值，提出如圖1所示的氣象信息－電網信息關聯對應管理方案。(1)對精細化氣象信息－電網設備信息進行關聯管理，從內容上保證氣象信息與電網設備的融合關聯。本文提出“網格化”的關聯管理思想:首先對所在省(市)按經緯度和精度要求進行區域網格劃分，然后根據GIS信息填充網格內的電網設備信息，進而依靠地理邏輯關系實現與精細化氣象信息的關聯，突破信息孤立困擾，提高工作敏捷度。(2)對不同時效氣象信息－電網工作進行對應管理，從時效應用上保證與電網工作的一一對應。氣象信息按時效可分為實時、短臨、短期、中期、長期氣象預報信息5種，將它們與不同的電網工作進行對應管理，便于回溯追蹤，可有效提升管理水平。

2基于精細化氣象信息的電網設備風險管理

2．1電網設備氣象風險管理意義電網設備氣象致災問題是目前電網實際面臨的、迫切需要解決的問題［5］。為了應對日趨頻繁的氣象災害對電網的影響，提高電網防災減災能力，有必要在電網設備安全風險管理中引入氣象因素，將分散的電力、氣象資源進行集中整合，進而形成電網設備氣象風險管理方法，這既是對傳統風險管理手段的延伸和拓展，又是對電網安全風險管理的補充和完善，可以規范和指導電力企業高效地實施氣象風險管理工作，更好地預防氣象災害事故，從而提升安全風險管理水平和電力企業運營效益。

2．2電網設備氣象風險管理理念由于電力企業對氣象信息價值認知不足，導致電力部門在應對氣象風險時沒有形成良好的管理意識和配套的管理方法，降低了管理效率［6］。本文以先進的工作流技術為主要抓手，以“風險準備—風險辨識—風險評估—風險控制”為統一理論框架，構建了一套完整的電網設備氣象風險指標，利用相互關聯的精細化電力氣象預報數據，快速識別電網設備氣象災害，并結合故障概率預警模型，評估設備級和系統級風險，進而確定相應的風險處置辦法，逐步形成縱向貫通的流程化電網設備氣象風險管理理念，如圖2所示。

2．3電網設備氣象風險管理流程

2．3．1落實風險管理準備，識別電網氣象災害風險準備工作是實施風險管理的必要前提，有必要出臺一系列工作保障措施。國網河南電力為落實“清明節”期間電網山火防范工作，了“輸電線路山火防控及應急處置工作指導意見”，明確省公司、電科院、各市公司各方職責，初步建立山火信息、響應、反饋機制;還針對運行維護編制完成了“國網河南省電力公司輸電線路災害性天氣預測預警及處置實施方案”，規范了電網設備氣象預測、預警的流程，為風險管理提供良好的制度保障。氣象風險預警指標是識別電網設備氣象災害的切入點，為此，筆者深入分析氣象因素對電網災害的影響機理和統計規律，提出了反映電網運行狀態演變的風險預警指標集(圖3所示)，為氣象災害預警向電網設備故障預警過渡做好鋪墊。

2．3．2預警設備故障概率，評估電網氣象風險國網河南電力秉著“提早預防、及早控制”的安全理念，依據相關研究成果，建立了“河南電力氣象系統”，為電網設備氣象致災故障概率預警及風險評估提供科學技術保障和信息化輔助平臺。“迎峰度夏”期間，利用“基于多普勒雷達的強對流天氣預警技術研究”成果，對未來0～2h內強對流(大風、雷暴、冰雹、強降水)出現的地點、等級和可能受影響的線路進行預警。圖3電網設備氣象風險預警指標集“迎峰度冬”期間，利用“輸電線路舞動防治技術實驗室”相關研究成果，以精細化氣象預報為基礎，提供覆冰、舞動預測周報和月報，確定未來7天內，可能發生覆冰的區域和線路;同時也能給出重點線路的實時覆冰信息，并結合當地的相關氣象因素，線路舞動概率預測信息。在春秋季節，利用“輸電線路山火監測預警技術研究”成果，自動識別著火點附近一定范圍內的主要輸電線路，并計算著火點與輸電線路間距離，進而判斷線路山火風險等級，將判斷信息發送至相關人員指導生產。

2．3．3完善風險管理流程，處置設備氣象風險針對不同等級的設備氣象風險預警事件，應按照相應的氣象風險處置基本辦法作出合理的調度管理響應。如對I級預警，應提前通知變電運行人員進駐預警區域變電站—及時調整運行方式，轉供部分負荷，盡量確保預警線路跳閘重合不成功后無負荷損失—暫停預警區域線路相關工作，恢復線路重合閘，保證全接線運行—向涉及預警線路的大用戶告警，要求其做好應急準備，爭取以受控的主動停電代替系統失穩后不受控的大范圍停電。另外，為保障與氣象部門的穩定合作，縱深氣象風險防御與內部協同管理，河南電力公司中長期對外實行與省氣象局“視頻會商”機制，對內安質部會同運檢部、調控中心在電科院“電網監測中心”定期會商。短期每周五下午形成常態化的“氣象分析周報”;遇重要天氣過程形成“天氣過程分析”，度冬期間形成“舞動預測周報”發送至公司運維部、調控中心、安監部等相關人員。短臨利用“河南電力氣象系統”實現河南電網未來1h，1km×1km范圍內強對流天氣及山火的預警，并將預警短信實時發送至公司及現場相關人員手機，充分發揮信息化優勢，促進電網設備氣象風險管理工作的高效進行。

3案例分析

在河南電力公司近兩年的應用過程中，本文所述的電網設備氣象風險管理方法對保障電網安全穩定運行發揮了重要作用，提高了監測預警電網設備氣象災害的能力。下面以2013年3月9日河南發生的山火為例對電網設備風險管理流程做簡要介紹。(1)風險準備建立了考慮著火點與線路距離、線路走向、當地地表特征、風速、風向等因素的線路山火風險指數，可自動推算著火點與桿塔的距離和方位信息。(2)風險識別通過電力氣象系統監測到河南省濟源市境內共有7起山火，其中1起可能影響到220kV及以上電壓等級輸電線路。(3)風險評估電力氣象系統自動計算得到某輸電線路山火風險指數為0．72，為較高風險等級。同時，與濟源供電公司線路專責聯系跟蹤現場火勢情況，依據國網公司《輸電線路山火應急處置工作指導意見》，此次山火可采取相應的滅火措施。(4)風險控制通知現場人員“可進行滅火處理”，并匯報調度采取相關措施，密切關注該線路，保持事故預想。該線路于2h后跳閘，由于預警提前、措施得當，重合閘成功，有效避免了山火對電網造成更大的影響。另外，為研究電網在氣象條件急劇變化和臺風天氣條件下，各氣象因子與電網運行狀態的因果關系，也可以通過統計分析的方法，找到臺風天氣的時空分布特征與電網故障的時空分布特征，明確氣象條件造成電網運行狀態變化的原因、條件、程度及發展規律，為氣象風險評估指標的建立提供一定的數據積累和理論基礎。

4結語

本文以精細化電力氣象預報技術研究為基礎，以電力安全生產為導向，梳理融合電力和氣象兩個不同學科的相關知識，同時借鑒風險管理基本理論，總結形成了基于精細化氣象信息的電網設備風險管理理論并在國網河南省電力公司進行了應用實踐。相關結果表明，本文提出的風險管理理論提高了監測預警電網氣象災害的能力，使電網設備因氣象原因故障率呈逐年降低趨勢，起到了優良的防災減災作用;并通過減少電網設備設施固定資產損失和節約計劃外支出應急檢修費用的方式，為電網企業創造巨大的經濟效益;同時還為向工農業生產和居民生活輸送安全、可靠的電能提供了技術支撐和管理保障，具有很高的社會效益。

參考文獻

［1］趙姍姍，魯順清，徐小賢．電網安全風險管理［J］．工業安全與環保，2009，35(3):57－59．

［2］吳濡生．將電網安全風險管理向縱深推進［J］．國家電網，2007(7):41－42．

［3］許永莉，孫建，劉念．風險管理在水電工程中的應用［J］．工業安全與環保，2009，35(2):50－52．

［4］李學明，郭尚坤，王劍柯，等．新的集成預報及其在短期氣候預測中的應用［J］．重慶大學學報，2010，33(12):119－126．

［5］方麗華，熊小伏，方嵩，等．基于電網故障與氣象因果關聯分析的系統風險控制決策［J］．電力系統保護與控制，2014，42(17):113－119．

［6］王軍蘭．論風險管理在電力安全生產管理中的應用［J］．價值工程，2013(31):170－171．

作者：李哲 梁允 熊小伏 翁世杰 王建 劉松 單位：國網河南省電力公司電力科學研究院 重慶大學輸配電裝備及系統安全與新技術國家重點實驗室