氣象信息的電網(wǎng)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管理范文
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摘要
將風(fēng)險(xiǎn)管理理論應(yīng)用于電網(wǎng)設(shè)備氣象安全管理，并開展實(shí)踐創(chuàng)新，演繹形成電網(wǎng)設(shè)備氣象風(fēng)險(xiǎn)管理理論，提升了監(jiān)測(cè)預(yù)警電網(wǎng)氣象災(zāi)害的水平，為提高電網(wǎng)設(shè)備的安全風(fēng)險(xiǎn)管理效率，加強(qiáng)電網(wǎng)的安全供電能力和優(yōu)質(zhì)服務(wù)能力奠定了基礎(chǔ)保障。
關(guān)鍵詞
電網(wǎng)設(shè)備；風(fēng)險(xiǎn)管理；精細(xì)化氣象信息
電網(wǎng)設(shè)備作為電力企業(yè)固定資產(chǎn)的重要組成部分，電力生產(chǎn)、電能傳輸?shù)闹匾A(chǔ)設(shè)施，其健康運(yùn)行對(duì)滿足不斷增長(zhǎng)的人民生產(chǎn)生活用電需求尤為重要。由于人類長(zhǎng)期盲目開發(fā)環(huán)境資源破壞了生態(tài)平衡，降低了自然環(huán)境的自身調(diào)整和防御能力，使得自然災(zāi)害發(fā)生的頻度、密度和烈度均有所增加，進(jìn)而導(dǎo)致災(zāi)害性天氣對(duì)長(zhǎng)期暴露在外的電網(wǎng)設(shè)備影響越來越大［1］。2009—2013年，全球范圍內(nèi)因氣象原因造成的電網(wǎng)事故中，影響超過10萬人的達(dá)28次，占電網(wǎng)大面積停電事故總量的56%。隨著目前現(xiàn)代化“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的初具規(guī)模、電網(wǎng)業(yè)務(wù)形態(tài)的日益提高，在電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)管理中計(jì)及氣象因素，進(jìn)而提高電網(wǎng)的防災(zāi)減災(zāi)能力，成為電力企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理再上臺(tái)階的必然要求［2］。電力企業(yè)必須根據(jù)精細(xì)化的氣象信息，依靠及時(shí)、有效的技術(shù)手段和科學(xué)的管理方法來指導(dǎo)電網(wǎng)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管理決策，從而迅速展開行動(dòng)，將電網(wǎng)設(shè)備氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)降到最低程度，提高電網(wǎng)設(shè)備氣象安全風(fēng)險(xiǎn)管理水平和管理效率，保障電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益［3］。
1精細(xì)化氣象信息
氣象因素與電網(wǎng)安全性、可靠性密切相關(guān)，掌握的氣象信息愈多，應(yīng)對(duì)惡劣天氣的不利影響就會(huì)愈主動(dòng)。但是，目前電力企業(yè)掌握的氣象信息大多較粗放，在時(shí)間、空間精細(xì)度方面遠(yuǎn)無法滿足電網(wǎng)實(shí)際需求;再者，目前獲取的氣象信息多局限在表現(xiàn)氣象內(nèi)容上，沒有與電網(wǎng)信息關(guān)聯(lián)融合，無法實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的電網(wǎng)設(shè)備氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。顯然，精細(xì)化氣象信息不僅是在時(shí)間、空間尺度上的提升，同時(shí)還須與電網(wǎng)信息關(guān)聯(lián)，真正為電網(wǎng)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管理提供科學(xué)、有效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1．1電網(wǎng)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)精細(xì)化氣象信息的需求不同氣象災(zāi)害事件影響電網(wǎng)的機(jī)理方式、時(shí)間長(zhǎng)短、作用范圍存在差異，使得不同的電力氣象災(zāi)害預(yù)警對(duì)氣象信息在時(shí)間和空間上的需求并不一致，見表1。
1．2氣象信息－電網(wǎng)信息關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)管理為促使氣象信息更迅捷地到位應(yīng)用、方便后續(xù)風(fēng)險(xiǎn)管理工作的開展，實(shí)現(xiàn)“跨專業(yè)”的高效管理，筆者圍繞電力作業(yè)對(duì)氣象信息的需求分析及氣象信息對(duì)電力作業(yè)的應(yīng)用價(jià)值，提出如圖1所示的氣象信息－電網(wǎng)信息關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)管理方案。(1)對(duì)精細(xì)化氣象信息－電網(wǎng)設(shè)備信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)管理，從內(nèi)容上保證氣象信息與電網(wǎng)設(shè)備的融合關(guān)聯(lián)。本文提出“網(wǎng)格化”的關(guān)聯(lián)管理思想:首先對(duì)所在省(市)按經(jīng)緯度和精度要求進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)格劃分，然后根據(jù)GIS信息填充網(wǎng)格內(nèi)的電網(wǎng)設(shè)備信息，進(jìn)而依靠地理邏輯關(guān)系實(shí)現(xiàn)與精細(xì)化氣象信息的關(guān)聯(lián)，突破信息孤立困擾，提高工作敏捷度。(2)對(duì)不同時(shí)效氣象信息－電網(wǎng)工作進(jìn)行對(duì)應(yīng)管理，從時(shí)效應(yīng)用上保證與電網(wǎng)工作的一一對(duì)應(yīng)。氣象信息按時(shí)效可分為實(shí)時(shí)、短臨、短期、中期、長(zhǎng)期氣象預(yù)報(bào)信息5種，將它們與不同的電網(wǎng)工作進(jìn)行對(duì)應(yīng)管理，便于回溯追蹤，可有效提升管理水平。
2基于精細(xì)化氣象信息的電網(wǎng)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管理
2．1電網(wǎng)設(shè)備氣象風(fēng)險(xiǎn)管理意義電網(wǎng)設(shè)備氣象致災(zāi)問題是目前電網(wǎng)實(shí)際面臨的、迫切需要解決的問題［5］。為了應(yīng)對(duì)日趨頻繁的氣象災(zāi)害對(duì)電網(wǎng)的影響，提高電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)能力，有必要在電網(wǎng)設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)管理中引入氣象因素，將分散的電力、氣象資源進(jìn)行集中整合，進(jìn)而形成電網(wǎng)設(shè)備氣象風(fēng)險(xiǎn)管理方法，這既是對(duì)傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)管理手段的延伸和拓展，又是對(duì)電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)管理的補(bǔ)充和完善，可以規(guī)范和指導(dǎo)電力企業(yè)高效地實(shí)施氣象風(fēng)險(xiǎn)管理工作，更好地預(yù)防氣象災(zāi)害事故，從而提升安全風(fēng)險(xiǎn)管理水平和電力企業(yè)運(yùn)營(yíng)效益。
2．2電網(wǎng)設(shè)備氣象風(fēng)險(xiǎn)管理理念由于電力企業(yè)對(duì)氣象信息價(jià)值認(rèn)知不足，導(dǎo)致電力部門在應(yīng)對(duì)氣象風(fēng)險(xiǎn)時(shí)沒有形成良好的管理意識(shí)和配套的管理方法，降低了管理效率［6］。本文以先進(jìn)的工作流技術(shù)為主要抓手，以“風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)備—風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)—風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估—風(fēng)險(xiǎn)控制”為統(tǒng)一理論框架，構(gòu)建了一套完整的電網(wǎng)設(shè)備氣象風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，利用相互關(guān)聯(lián)的精細(xì)化電力氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，快速識(shí)別電網(wǎng)設(shè)備氣象災(zāi)害，并結(jié)合故障概率預(yù)警模型，評(píng)估設(shè)備級(jí)和系統(tǒng)級(jí)風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而確定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)處置辦法，逐步形成縱向貫通的流程化電網(wǎng)設(shè)備氣象風(fēng)險(xiǎn)管理理念，如圖2所示。
2．3電網(wǎng)設(shè)備氣象風(fēng)險(xiǎn)管理流程
2．3．1落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)管理準(zhǔn)備，識(shí)別電網(wǎng)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)備工作是實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)管理的必要前提，有必要出臺(tái)一系列工作保障措施。國(guó)網(wǎng)河南電力為落實(shí)“清明節(jié)”期間電網(wǎng)山火防范工作，了“輸電線路山火防控及應(yīng)急處置工作指導(dǎo)意見”，明確省公司、電科院、各市公司各方職責(zé)，初步建立山火信息、響應(yīng)、反饋機(jī)制;還針對(duì)運(yùn)行維護(hù)編制完成了“國(guó)網(wǎng)河南省電力公司輸電線路災(zāi)害性天氣預(yù)測(cè)預(yù)警及處置實(shí)施方案”，規(guī)范了電網(wǎng)設(shè)備氣象預(yù)測(cè)、預(yù)警的流程，為風(fēng)險(xiǎn)管理提供良好的制度保障。氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)是識(shí)別電網(wǎng)設(shè)備氣象災(zāi)害的切入點(diǎn)，為此，筆者深入分析氣象因素對(duì)電網(wǎng)災(zāi)害的影響機(jī)理和統(tǒng)計(jì)規(guī)律，提出了反映電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)演變的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)集(圖3所示)，為氣象災(zāi)害預(yù)警向電網(wǎng)設(shè)備故障預(yù)警過渡做好鋪墊。
2．3．2預(yù)警設(shè)備故障概率，評(píng)估電網(wǎng)氣象風(fēng)險(xiǎn)國(guó)網(wǎng)河南電力秉著“提早預(yù)防、及早控制”的安全理念，依據(jù)相關(guān)研究成果，建立了“河南電力氣象系統(tǒng)”，為電網(wǎng)設(shè)備氣象致災(zāi)故障概率預(yù)警及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供科學(xué)技術(shù)保障和信息化輔助平臺(tái)。“迎峰度夏”期間，利用“基于多普勒雷達(dá)的強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)警技術(shù)研究”成果，對(duì)未來0～2h內(nèi)強(qiáng)對(duì)流(大風(fēng)、雷暴、冰雹、強(qiáng)降水)出現(xiàn)的地點(diǎn)、等級(jí)和可能受影響的線路進(jìn)行預(yù)警。圖3電網(wǎng)設(shè)備氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)集“迎峰度冬”期間，利用“輸電線路舞動(dòng)防治技術(shù)實(shí)驗(yàn)室”相關(guān)研究成果，以精細(xì)化氣象預(yù)報(bào)為基礎(chǔ)，提供覆冰、舞動(dòng)預(yù)測(cè)周報(bào)和月報(bào)，確定未來7天內(nèi)，可能發(fā)生覆冰的區(qū)域和線路;同時(shí)也能給出重點(diǎn)線路的實(shí)時(shí)覆冰信息，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)氣象因素，線路舞動(dòng)概率預(yù)測(cè)信息。在春秋季節(jié)，利用“輸電線路山火監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)研究”成果，自動(dòng)識(shí)別著火點(diǎn)附近一定范圍內(nèi)的主要輸電線路，并計(jì)算著火點(diǎn)與輸電線路間距離，進(jìn)而判斷線路山火風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，將判斷信息發(fā)送至相關(guān)人員指導(dǎo)生產(chǎn)。
2．3．3完善風(fēng)險(xiǎn)管理流程，處置設(shè)備氣象風(fēng)險(xiǎn)針對(duì)不同等級(jí)的設(shè)備氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警事件，應(yīng)按照相應(yīng)的氣象風(fēng)險(xiǎn)處置基本辦法作出合理的調(diào)度管理響應(yīng)。如對(duì)I級(jí)預(yù)警，應(yīng)提前通知變電運(yùn)行人員進(jìn)駐預(yù)警區(qū)域變電站—及時(shí)調(diào)整運(yùn)行方式，轉(zhuǎn)供部分負(fù)荷，盡量確保預(yù)警線路跳閘重合不成功后無負(fù)荷損失—暫停預(yù)警區(qū)域線路相關(guān)工作，恢復(fù)線路重合閘，保證全接線運(yùn)行—向涉及預(yù)警線路的大用戶告警，要求其做好應(yīng)急準(zhǔn)備，爭(zhēng)取以受控的主動(dòng)停電代替系統(tǒng)失穩(wěn)后不受控的大范圍停電。另外，為保障與氣象部門的穩(wěn)定合作，縱深氣象風(fēng)險(xiǎn)防御與內(nèi)部協(xié)同管理，河南電力公司中長(zhǎng)期對(duì)外實(shí)行與省氣象局“視頻會(huì)商”機(jī)制，對(duì)內(nèi)安質(zhì)部會(huì)同運(yùn)檢部、調(diào)控中心在電科院“電網(wǎng)監(jiān)測(cè)中心”定期會(huì)商。短期每周五下午形成常態(tài)化的“氣象分析周報(bào)”;遇重要天氣過程形成“天氣過程分析”，度冬期間形成“舞動(dòng)預(yù)測(cè)周報(bào)”發(fā)送至公司運(yùn)維部、調(diào)控中心、安監(jiān)部等相關(guān)人員。短臨利用“河南電力氣象系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)河南電網(wǎng)未來1h，1km×1km范圍內(nèi)強(qiáng)對(duì)流天氣及山火的預(yù)警，并將預(yù)警短信實(shí)時(shí)發(fā)送至公司及現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)人員手機(jī)，充分發(fā)揮信息化優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)電網(wǎng)設(shè)備氣象風(fēng)險(xiǎn)管理工作的高效進(jìn)行。
3案例分析
在河南電力公司近兩年的應(yīng)用過程中，本文所述的電網(wǎng)設(shè)備氣象風(fēng)險(xiǎn)管理方法對(duì)保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了重要作用，提高了監(jiān)測(cè)預(yù)警電網(wǎng)設(shè)備氣象災(zāi)害的能力。下面以2013年3月9日河南發(fā)生的山火為例對(duì)電網(wǎng)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管理流程做簡(jiǎn)要介紹。(1)風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)備建立了考慮著火點(diǎn)與線路距離、線路走向、當(dāng)?shù)氐乇硖卣鳌L(fēng)速、風(fēng)向等因素的線路山火風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，可自動(dòng)推算著火點(diǎn)與桿塔的距離和方位信息。(2)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別通過電力氣象系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到河南省濟(jì)源市境內(nèi)共有7起山火，其中1起可能影響到220kV及以上電壓等級(jí)輸電線路。(3)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估電力氣象系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算得到某輸電線路山火風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為0．72，為較高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。同時(shí)，與濟(jì)源供電公司線路專責(zé)聯(lián)系跟蹤現(xiàn)場(chǎng)火勢(shì)情況，依據(jù)國(guó)網(wǎng)公司《輸電線路山火應(yīng)急處置工作指導(dǎo)意見》，此次山火可采取相應(yīng)的滅火措施。(4)風(fēng)險(xiǎn)控制通知現(xiàn)場(chǎng)人員“可進(jìn)行滅火處理”，并匯報(bào)調(diào)度采取相關(guān)措施，密切關(guān)注該線路，保持事故預(yù)想。該線路于2h后跳閘，由于預(yù)警提前、措施得當(dāng)，重合閘成功，有效避免了山火對(duì)電網(wǎng)造成更大的影響。另外，為研究電網(wǎng)在氣象條件急劇變化和臺(tái)風(fēng)天氣條件下，各氣象因子與電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的因果關(guān)系，也可以通過統(tǒng)計(jì)分析的方法，找到臺(tái)風(fēng)天氣的時(shí)空分布特征與電網(wǎng)故障的時(shí)空分布特征，明確氣象條件造成電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)變化的原因、條件、程度及發(fā)展規(guī)律，為氣象風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)的建立提供一定的數(shù)據(jù)積累和理論基礎(chǔ)。
4結(jié)語
本文以精細(xì)化電力氣象預(yù)報(bào)技術(shù)研究為基礎(chǔ)，以電力安全生產(chǎn)為導(dǎo)向，梳理融合電力和氣象兩個(gè)不同學(xué)科的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)借鑒風(fēng)險(xiǎn)管理基本理論，總結(jié)形成了基于精細(xì)化氣象信息的電網(wǎng)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管理理論并在國(guó)網(wǎng)河南省電力公司進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)踐。相關(guān)結(jié)果表明，本文提出的風(fēng)險(xiǎn)管理理論提高了監(jiān)測(cè)預(yù)警電網(wǎng)氣象災(zāi)害的能力，使電網(wǎng)設(shè)備因氣象原因故障率呈逐年降低趨勢(shì)，起到了優(yōu)良的防災(zāi)減災(zāi)作用;并通過減少電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施固定資產(chǎn)損失和節(jié)約計(jì)劃外支出應(yīng)急檢修費(fèi)用的方式，為電網(wǎng)企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益;同時(shí)還為向工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活輸送安全、可靠的電能提供了技術(shù)支撐和管理保障，具有很高的社會(huì)效益。
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作者：李哲 梁允 熊小伏 翁世杰 王建 劉松 單位：國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院 重慶大學(xué)輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
