大面积停电应急预案推演培训系统预防预警模块设计

高 原

1.华北电力大学电气与电子工程学院 北京 102206

2.国网技术学院 山东 济南 250002

0 引言

近年来，因自然灾害、人为因素等引起的国内外电网大面积停电事故频繁发生，对国家经济、社会的稳定和人们的生活造成了重大影响，电力企业在肩负恢复供电社会责任的同时，其应急管理工作显得尤为重要。目前我国电网因地震、龙卷风、大雾等自然灾害及外力破坏导致大面积停电的风险仍然存在，且电网的实际运行情况远比预想复杂，有效的应急处置能够最大限度地减少大面积停电造成的损失，对保持社会和经济稳定具有重要意义。而电网大面积停电应急预案作为国家级和国网公司重要预案，在提高电网应对灾害危机管理水平上发挥着重要作用。

组织电力企业的领导和员工广泛参与大面积停电相关知识和技能的培训和演练可以为大面积停电应急预案的有效实施提供前提。应急演练在一定程度上可以作为实践和调研预案效果的一种方法［1］。适时定期开展电网大面积停电应急预案演练，可以使电力应急人员熟悉各类应急操作和整个应急响应的程序，明确自身的职责，必要时能迅速进入“实战”状态，减少对电力企业和社会造成的损失。但是，目前的应急预案演练主要以按预定脚本实战演练的方式为主，缺乏灵活性且不利于实现电力企业员工的高参与度。因此，需要建立一套基于演练场景仿真的电力系统应急预案推演系统，为电力企业应急人员提供一个更为直观、灵活的应急处置演练培训平台，使相关人员熟悉和掌握预案内容，提高电力企业大面积停电应急处置能力，降低事故为社会和电力企业自身带来的负面影响。预防工作作为应急管理中预防、准备、响应、恢复4个典型环节的首要环节，实为重中之重。大面积停电预警工作是实现大面积停电预防或限制其影响规模和程度的有效途径［2］。因此，在电力系统大面积停电应急预案推演培训系统中，必须设计有预防预警模块。本文将对电力系统大面积停电应急预案推演练培训系统中预防预警模块的基本框架与功能进行研究与设计。

1 大面积停电危险源分析

由于引起大面积停电的因素非常复杂，对其危险源进行辨识应当作为大面积停电应急的首要任务。因此，预防预警模块也应建立在对大面积停电事故危险源进行全面辨识的基础之上，进而对危险源进行监控，以实现避免风险或尽可能降低其发生概率的目的。根据相关研究文献统计，大面积停电的危险源大致可包括自然灾害、设备故障、人为因素和能源供应危机等4类。其中，自然灾害导致的大面积停电比例最高，其次为设备故障。但是，人，尤其是电力企业员工，作为电网运行维护、电力供应和使用的主体，其自身状态对电网安全的影响不容忽视。借鉴国外经验，人为因素中除考虑运行人员误操作、人为蓄意破坏等因素，还可以考虑将可能使电力系统处于非正常运转状态甚至引发大面积停电的恐怖袭击、流行病疫［3］等作为大面积停电危险源。此外，极端气温、连锁故障、二次系统安全［4］对电力系统的影响等因素也正在或已经成为大面积停电的重要危险源。对某个区域电网的危险源辨识还应考虑区域的电网结构、能源供应、地理环境、自然环境、人文环境、政治地位［2］等情况。综合评价应急处置的难易程度，自然灾害导致的大面积停电的应急处置难度最大，其次为人为因素。

2 预防预警模块基本框架与功能设计

根据传统的预警体系的要素，电力系统的应急预警体系也应包括危险源辨识、风险评估、预警分级、预警响应或控制等几个部分。因此，大面积停电应急预案推演培训系统的预防预警模块要能实现如下功能，如图1所示：

1）识别电网和所辖区域内有可能引起大面积停电的潜在危险源；

2）对各危险源造成大面积停电的可能性及损失分别进行评估和预计；

3）利用风险值及各个阀值确定预警级别；

4）根据风险评估结果推荐预警响应方案。

图1 大面积停电应急预案演练预防预警系统

由此，本文设计的大面积停电应急预案推演培训系统中预防预警模块的基本框架可包括如下几部分：

1）危险源监控

我国电力系统中的火力、水力发电厂数量众多，存在因内外部原因造成大坝垮塌、水淹厂房等的危险；电力企业的生产经营过程亦伴随有部分危险物品的使用与保存；此外，我国电力企业所属单位还运营着部分煤矿和非煤矿山等高危企业；各类公共卫生和社会突发事件也将影响电力企业的正常生产经营秩序。

演练系统的教练组应为各参演单位配置危险源，包括调度视频、自动化系统设备在线监测视频、危险源现场视频等，通过参演人员的选择进行在线播放，实现对危险源的监控。

2）风险检测与评估

风险检测信息可从电网运行部门设备灾害在线监测装置提供的系统信息中收集，还可从政府预警通知以及从气象、地质、消防等部门得到的电网运行环境信息中收集。通过对所收集信息的综合分析处理，并结合电网调度部门提供的电网安全分析结果，便可更为全面地预判电网大面积停电事故发生的可能性，从而为后续的预警和应急工作奠定基础。

可在演练系统本部分菜单下预设风险检测、预测分析、风险防范3部分，通过点击相应按钮实现。

（1）风险检测

演练教练组为参演单位配置预警信息，参演人员点击“风险检测”按钮，弹出界面显示预警信息，在演练中接收预警信息。

（2）预测分析

参演人员点击“预测分析”按钮，开展突发事件预测分析。预测分析内容包括：

①事故发生的时间、地点等基本情况；电网和供电影响情况及涉及范围；可能衍生的事故灾害等。

②事故对人身、电网和财产等的危害程度；对经济发展和社会稳定的影响和危害。

③事故可能达到的级别及应对措施等。

发生重大、特别重大突发事件，参演人员可在本“预测分析”窗口界面完成向选择的接收人（电力企业应急办公室和各有关专业管理部门）发布预测分析报告的功能。

（3）风险防范

参演人员点击“风险防范”按钮，开展落实风险预控措施。其目的是早诊断、早预警、早防范、早处置。通过线路覆冰、大坝监测、水库水情在线测量装置等技术手段，并在电网建设阶段提高输变电设备防御标准。

3）预警发布

可在演练系统本部分菜单下预设预警分级、预警发布、调整预警级别3部分，通过点击相应按钮实现。

预警信息内容应包括：灾害类别、预警级别、可能影响的范围、警示事项、应采取的措施和发布机关等。参演人员可在本“预警发布”窗口界面选择接收人（组织机构）、发布类型和预警级别，完成“预警发布”功能。

演练中扮演电力企业应急办或有关职能部门角色的参演人员应能根据预警阶段的气象发展趋势，提出对预警级别调整的建议，报应急领导小组批准后进行预警级别调整。并在 “预警级别调整”窗口界面选择接收人（组织机构）、发布类型和预警级别，完成“预警级别调整”功能。

4）预警行动（预警响应）

预警行动（响应）应包含如下两个方面功能：

（1）通知相关人员进入预警状态，并根据预警级别采取相应措施以尽可能消除预警产生的因素；

（2）运行人员加强运行值班，密切监视电网运行状态；抢修人员密切关注主要设备状况并做好抢修的各项准备工作，一旦发生大停电事故快速响应以减少损失，同时向公众发布预警警报。

可在演练系统本部分菜单下预设以下几个部分，通过点击相应按钮实现。

①预警信息分析汇总

参演人员点击“预警信息汇总分析”按钮，收集汇总相关信息，包括风险检测信息、预警发布信息、预警事件监测（事件发生、发展情况的监测和事态跟踪）、预警电网监测（电网运行的重点场所、重点部位、重要设备和重要舆情）等。

②应急值班

参演人员点击“应急值班”按钮，启动应急值班机制。可在该功能界面进行应急值班表的上传、保存、修改、下载和上报。

③应急供电保障

参演人员点击“应急供电保障”按钮，采取必要措施，满足重要客户、高危客户及人民群众基本生活用电。

④应急准备

参演人员点击“应急准备”按钮，完成“应急准备”功能。准备内容包括核对检查应急物资和设备并做好物资调拨的准备，组织应急队伍到位，协调应急电源、应急通信、物资运输和后勤保障等各项事宜，做好异常情况处置和媒体应对等准备工作。

⑤风险防范

参演人员点击“风险防范”按钮，完成“风险防范”功能。防范内容包括合理调度电网运行方式，加强设备监测和巡视，针对可能发生的灾害进行线路和走廊清理、设备加固、除（融）冰等工作，加强保障重要客户供电的工作。

5）预警解除

经过预警行动后，事故发展已经得到控制且不满足预警条件，或者依据事故发展态势的相关情况表明已不可能再发生突发事件，说明危险已解除。根据收集的相关信息，经应急领导小组批准后可以解除预警。

可在该功能界面选择“解除预警”将预警解除，也可选择“预警转应急”将预警结束并转为应急状态。

结合《国家电网公司电网大面积停电事件处置应急预案》，预防预警演练流程如图2所示：

图2 大面积停电应急预案演练预防预警流程

3 结语

本文对大面积停电应急预案推演培训系统中预防预警模块的研究与设计，有助于推动建立并实现完整的大面积停电应急预案推演培训系统，推动电力系统大规模综合应急演练的灵活、高效进行，提升电网企业应急管理水平和应急处置的实战能力。由于大面积停电问题本身的复杂性，大面积停电应急预案演练系统也应针对不同的电网情况和演练系统的具体培训应用情况进行进一步完善，以更好地满足更高的演练和培训需求。

［1］肖洋.基于情景模式的电力应急演练仿真平台研究［D］.上海：上海交通大学，2013.

［2］赵炜炜.电网大停电分析模型及预防应急体系研究［D］.北京：华北电力大学，2009.

［3］侯慧，周建中，张传勇，等.国内外电力应急演练现状分析及对中国的启示［J］.电力系统保护与控制，2010，（3）.

［4］于雷，张建华.大面积停电应急监控与启动机制设计的探讨［J］.能源技术经济，2010，（4）.

［5］尚敬福.大面积停电应急关键理论及技术研究［D］.北京：华北电力大学，2009，6.

［6］国家电网公司.国家电网公司电网大面积停电事件处置应急预案［R］.2005.

［7］田超，沈沉，孙英云.电力应急管理中的综合预测预警技术［J］.清华大学学报（自然科学版），2009，（3）.

［8］杨成龙.电网事故应急体系模型探讨［J］.江苏电机工程，2011，（4）.