重大活动保供电保障模型构建

鲁跃峰，申原，赵国雄，潘盛，许海泉，唐爱娣

（1.广东电网有限责任公司，广州510620；2.深圳中质安股份有限公司，广东 深圳518107）

1 供电电源配备

1.1 供电电源的配备原则

供电电源的配备应依据以下原则：

1）特级重要电力用户必须具备3 路可靠电源供电，并且

其中的2 路电源不应来自统一电源变电站，其中，任何两路电源发生故障，第三路电源可以保证独立正常供电；

2）一级重要电力用户不允许中断供电的负荷，必须具备2路电源供电条件，2 路电源应来自2 个不同的变电站，当一路电源发生故障时，另一路电源能保证独立正常供电；

3）二级重要电力用户需具备双回路供电条件，供电电源可以来自同一个变电站的不同母线段。

1.2 应急处置基本原则

应急处置应遵循以下基本原则：

1）以预防为主。重大活动保供电以防止活动期间停电，保障活动正常供电为目的，主要的预防措施有：加强日常巡逻、维护、检修管理，以提高电网的供电可靠性。通过与当地政府的沟通，提前获得（了解）举办重大活动的时间、地点、进程等信息，对活动地点的供电环境和条件进行研究，制订有效的符合科学实际的活动保供电方案。开展重大活动保供电和活动突发停电应急处置演习，提高对重大活动保供电和活动中突发停电应急处置能力。

2）统一指挥。在当地政府和公司的统一指挥和协调下，通过公司应急指挥机构，组织开展重大活动保供电和突发停电应急处理工作。

3）明确分工。按照统一协调、各负其责的原则，建立重大活动保供电应急处理体系。公司营销部、生技部、调度室、各变电站、各供电所按照管辖范围负责相应的活动保供电及活动突发停电应急处置工作，财务部、总经理工作室负责所需的物质、经费等后勤保障。

4）保证重点。在重大活动保供电工作中，把保证活动安全用电和正常用电安在首位，采取各种必要的手段，防止在活动中发生停电和用电安全事故，在活动中发生停电事件时，要使活动场所的照明用电优先恢复，防止人群因为停电，发生骚乱，导致人身伤亡事故，控制事故进一步扩大，尽快恢复活动的正常秩序。

1.3 事件类型和危害程度分析

电网大面积停电事故引起的活动场所停电事件包括：

1）由于在举办重大活动时，电网发生大面积停电事故而引发活动现场停电事故。

2）供活动用电的主要设备、线路事故引起的停电事故。由于事先准备不足，对于供活动现场用电的线路、设备选择不合理、巡视检修不到位，导致在活动进行时，出现线路、设备事故引起的活动现场停电事件，主要有：10kV 线路停电事故、现场供电变压器停电事故、现场0.4kV 线路停电事故。

3）活动用电设备事故引起的停电事故。由于用电方设备选择不合理，不安全用电引起用电设备事故，导致发生停电事件。

1.4 危害程度分析

当上述类型事故发生时，会导致活动现场出现全部（或者局部）停电事件，使活动无法正常继续下去；严重时甚至会因为突然的停电导致参加活动的人员发生骚乱，从而引起踩踏事件，威胁参与者的人身安全，在社会、政治上产生大的影响。

1.5 处理方法

1.5.1 电源配置

给一级负荷中特别重要负荷供电应由双重电源供电外，还应增设应急电源，并严禁其他负荷接入应急电源系统；设备供电电源切换时间应满足设备允许中断供电要求。

重大活动的保供电方案级别高于一级负荷中特别重要负荷级别，保供电中必须配置双重电源外加应急电源应为最低要求。

1.5.2 应急电源

独立于正常电源的发电机组以及供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路、蓄电池、干电池等都可以作为应急电源，而应急电源具体类型需根据允许中断时间来选择。若允许中断15s 以上，则可选用快速自启动发电机组；若自投装置的独立于正常电源的专用馈电线路。

2 应急电源的分类和比较

独立于正常电源的发电机组包括应急燃气轮机发电机组、应急柴油发电机组。快速自起动的发电机适用于允许中段供电时间为15s 以上的供电。而UPS 不间断电源，适用于允许中断供电时间为毫秒级的负荷。EPS 应急电源，一种把蓄电池的直流电能逆变为交流电能的应急电源，适用于允许中断供电时间为0.25s 以上的负荷。

2.1 柴油发电机组

柴油发电机的容量较大，连续供电时间长，但切换时间长，每次至少2min，是其弊端，可能造成安全问题。柴油发电机组造价高，日常维护比较频繁，工作量大，噪声大并有公害。

2.2 UPS 电源车

重大活动保供电允许中断时间常为毫秒级，甚至不允许间断，如在体育场馆及大会堂等场所使用非常普遍的金属卤化物灯（电源中断3～5ms 就会熄灭，重新点燃需要5～15min）电视转播中心、体育竞赛几分计时系统、计算机系统等。因此，重大活动保供电的应急电源宜选用蓄电池静止型不间断供电装置（即蓄电池+UPS）或柴油机不间断供电装置（即柴油机+各种类型的UPS）。

2.3 EPS

EPS 是由整流器、蓄电池、逆变器、静态开关组成的应急电源装备，主要用于重要建筑物中保障电力和安全而采用的一种应急措施。在国内机场、码头、大型商场、医院等重要场所，也逐渐开始应用。其优点是断电后反应时间短，一般在毫秒级（智能型在线运行状态时，中断时限小于2ms），EPS 的优点是节能、运行效率高、运行成本低、无噪声等。

EPS 一般与柴油机联合使用，其重要性和有效性已经得到了市场的认可，在国外得到了广泛的使用。我国用户多采用长延时EPS。事实上从经济成本上来看，EPS 和柴油机的初始成本差别不多，但是EPS 的电池需要定期充放电，每间隔几年需要更换，并且供电维持时间很难超过8h，随着充放电量的增大，EPS 电池的体积也逐渐增加，不便于移动。EPS+柴油机的方法中，EPS 的重要功能就是在电力中断时，立即提供系统所需的电量，保持电力供应不出现中断，从而使柴油机有时间启动，维持长时间的系统所需电量。

通常EPS 与应急用电负荷的匹配可以是1∶1，目前，国内的智能型EPS 主要模块大多是引进的，因为配置形式的不同，整机的功能也有各自的特点，优点机柜LED 面板显示的温度是机柜内的空间温度，晶闸管底座或某些集束线的局部温度高达95～105℃，远高于面板指示值，需要实时检测，并且做好现场通风措施。

3 保障系统

3.1 应急指挥机构

为保障重大活动的保供电，需要对停电事故进行预案准备，对人员进行分组分工，使工作人员在停电的第一时间能够快速反应，从而保证活动的顺利进行，尽力把损失降到最小。要使重大活动保供电任务顺利完成，根据分组分工的原则，可以分成下列几个小组，每个小组的成员及其职责都是不同的。

3.2 专家指挥部

贯彻落实国家相关生产安全事故应急救援与处理的法律、法规和上级有关规定，在公司应急总指挥的领导下，负责对本预案应急处理工作进行指挥、监督和指导。根据事故情况，实施公司应急总指挥部的各项指挥命令，完成公司应急总指挥部授权处理的应急措施。组织本项预案制定修订工作，组织专项源攀岩和应急准备监督督察工作。

3.2.1 专案应急办职责

负责本专项预案应急响应、处置期间的应急管理、信息汇总和上传下达工作。具体实施本项预案制定修改，具体实施本专项预案演练，实施应急准备督促工作。

3.2.2 电网调度组职责

负责活动期间电网电源的保障工作。在发生停电事件时，指挥电网操作，恢复电网供电和电网接线方式，使其尽快恢复正常。承担活动发生停电事故时，调度应急通信保障任务。参加本预案的应急演练，履行应急抢险职责并做好演戏后的评价总结工作。负责本组所有成员的日常培训和训练

3.2.3 35kV 及以上电源保障组

负责保障公司35kV 及以上输电线路、变电站、主变等设备在活动期间不发生故障停电事件，保证活动电源正常输送。负责本组所有成员的日常培训和训练。参加本预案的应急演习，履行应急抢险职责并做好演习后的评价总结工作。

3.2.4 10kv 及以下电源保障组

负责活动期间活动场所10kV 及以下线路设备的正常供电。协助活动主办单位，对活动用电设备进行检查，并督促、协助主办单位进行整改。在活动期间，负责维护活动现场的供用电秩序，保证现场的安全用电和正常用电[1]。在活动出现停电事件时，负责现场的应急处理工作。负责本组所有成员的日常培训和训练。负责保管维护相应的应急器材和工具。参加本预案的应急演习，履行应急抢险职责并做好演习后的评价总结工作。

3.2.5 事故应急救援组

活动中发生停电事件时，工作人员应在总指挥部、专案指挥部的命令下参加事故应急救援。平时，相关工作人员应负责保管、维护相应的器材和工具，参加本预案的应急演习，履行应急抢险职责并做好演习后的评价总结工作。

3.2.6 后勤保障组

负责保供电需用的车辆、生活保障。当需要外部通信单位提供通信支援时，负责请求外部单位支援并做好配合工作。负责保管、维护相应的应急器材和工具。参加本预案的应急演习，履行应急抢险职责并做好演习后的评价总结工作。

3.2.7 财供组

组织建立公司主要设备、线路的供应商通讯名录，需要供应时，快速采购提供物资。负责申报和管理应急资金。负责保管、维护相应应急器材和工具。

3.3 应急处理原则

根据电网的接线方式以及发电容量、负荷水平，依据电力系统的有关规程和规定，制定本预案。进行应急演练，提高运行调度人员事故处理能力，快速、正确、判断并处理对电网的电网事故，控制事故范围，减少事故损失，防止事故扩大，确保活动电网安全稳定运行。

电网事故错综复杂，事故预案原则性上规定了各种故障情况下的恢复方案，实际发生电网事故时，要根据具体情况和判断，运行人员应组织有关人员认真学习应急预案，并反复进行应急预案演练，密切配合，相互协调，确保在发生事故时合理处置。

电网接线方式、运行方式发生重大变化后，应下达新的事故处理预案。

3.4 解决方法

应急UPS 电源，是使用最为广泛和有效的应急电源。它除了在偶尔发生的断电事故中发挥作用，还能处理市电的不平稳波动。许多人认为现在使用的市电是连续而且稳定的。其实不然，市电系统作为公共电网，连接了各种各样的负载，其中有一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能，而且还会反过来对电网本身造成影响，恶化电网或局部电网的供电品质，造成市电电压波形畸变或频率漂移。

当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS 就是1 台交流式电稳压器，同时，它还向机内电池充电；当市电中断时，UPS 立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V 交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 电源设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。UPS 电源的组成：UPS 电源系统由5 部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，进行AC/DC 变换的整流器，进行DC/AC 变换的逆变器，逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。

剖析应急UPS 电源，UPS 双路静态开关由12 只SCR（可控硅）组成逆变器侧和旁路侧双路无触点静态开头，其作用是确保逆变器供电与旁路代电间的无间断切换，确保输出电压波形的连续和平滑性，控制电路采用了“过零点”切换技术，保证UPS 在同步锁相时切换时间为0ms，在与电网不同步时，切换时间小于4ms ，即电网频率无论怎样变化，均可确保UPS输出电压，频率的稳定与不间断。

4 结论

本文通过分析重大活动的保供电的任务要求、难点和重点、常用方法，提出采用应急能源作为预备能源，同时，对活动的保供电保障的人员进行详细的安排，使每一个环节都能在科学的指导下有序地进行，因此，即便发生了断电或者其他电网问题，也能凭借组织好的小组分工，在第一时间内找到问题，并且借助现场的应急电源和备用工具等在停电尚未造成危害时，给活动现场提供足量、合频率的电源。

对于重大活动保供电保障模型构建，需要根据当地的市电网络进行因地制宜的安排和定制，从而使活动供电得到最好的保障，同时，对当地的电力系统不会有太大的压力，又能在不浪费大量的物力和财力的情况下，使活动顺利进行。