关于增强电网“安全韧性”的相应思考与建议

程智鹏　刘一琛　吕轩

增强电网“安全韧性”是电力发展的基石、必要条件，有利于加快推动新型电力系统建设、服务中国式现代化电力安全稳健运行。电网“安全韧性”的基本内涵可概括为：基于先进的数字技术、物联技术，利用智能化控制方式，提升风险抵御能力，有效应对电力系统“双高”“双峰”挑战和极端事件，推动电网高质量发展和新型能源体系构建。现结合国网冀北电力有限公司实际，围绕如何增强电网“安全韧性”，提出建议与思考。

冀北公司电网安全运行

现状及有关成效

经过近年来不断迭代发展，冀北公司已形成静态电网一张图，推动构建动态电网一张图，应用数字化技术持续增强电网态势感知、运行控制、故障防御、应急恢复能力，有力保障电网安全稳定运行。

态势感知方面，发挥数据“生产资料”作用，加强电力设备的传感、监测等技术运用，超大规模电网的数字化三维重构实现输电通道、站所、线路及设备状态的全景可视管控，全面提高设备状态感知能力。

运行控制方面，利用数字化技术有效应对供需平衡模式和特性的复杂化，联合企业级实时量测中心，实现超短期、短期功率预测应用。构建新型电力负荷管理系统，针对空调、新型储能等建立负荷互动平台，科学测算并动态掌握各地平衡情况，“全网一盘棋”加大精准错峰、余缺调剂力度。

故障防御方面，转变防御机制理念，推动从被动防御向主动管控转变，利用人工智能、大数据等数字技术，搭建了新型电力系统全息智能管控平台、大电网本质安全特征量化评估平台，以数字系统“安全冗余”保障电力系统“安全裕度”。

应急恢复方面，强化电网、客户、装备、物资等各类数据资源整合，建成保电“大脑中枢”全景智慧供电保障等系统，建立反应迅速、协同联动的应急机制，推动应急管理、处置与救援由“经验导向”向“数智化”精准管控转变。

现有工作体系有待改进完善之处

随着高比例电力电子设备广泛接入和电网数字化转型升级提速，电力系统发、输、变、配、用各环节的联系更加紧密，数字技术和电力系统高度耦合，调度、设备、网络等单一视角的安全观念难以充分认识电力系统高质量发展的安全形势变化，必须建立系统安全观，把电力系统安全的构成要素、影响因素、危害因素作为一个有机整体，把提升电力系统安全的机制和举措作为一项系统工程，科学认识、应对解决新形势下电网安全问题。

构成要素方面，随着新能源占比逐步提高，交直流混联大电网的安全稳定风险增加，运用数字化手段推动要素资源互联互通的举措有待完善，主要体现在三个方面。一是区域电网主网架的数字化转型缺乏顶层规划。垂直化的专业管理体系造成数字化转型习惯于从业务视角出发，与“统一调度、分级管理”的电网管理机制存在不协调。电网安全运行的数据个性化需求较高，各类系统汇聚的数据种类、数据精度往往不够，数字化应用仍处于初级应用阶段。二是设备的“点”和电网的“面”的结合不到位。电源、电网、用户量测数据互通不畅、融合运用不充分，调度运行专业仅能掌握拓扑电网的电压、潮流等宏观运行信息，难以详细了解油色谱、局放等影响设备安全运行的信息。由于数据保密工作要求，地理坐标、本体参数等设备台账开放程度较低，制约了电网环境精细化分析。三是设备在线监测装置“装后不管”现象突出。目前设备在线监测装置缺乏统一集成、分析管理和校准手段，偏远地区信号较弱，数据测量不准确，误报、漏报率较高，影响设备在线健康状态评价，对电网安全运行决策带来负面干扰。

影响因素方面，分布式电源装机快速增长，配电网“有源”属性日益凸显，对配网的负荷特性、运行模式、设备安全产生了颠覆性影响，主要体现在两个方面。一是“自动化”建设投入不足，可观可测能力有待提升。配电网点多面广，通过全量加装采集装置方式实现透明化，建设及运维成本高昂，无法有效落地。以冀北电网为例，配电网中压开关“三遥”覆盖不全，覆盖率低于50%。分布式光伏、用户侧储能等新型供用电对象可观、可测能力较弱，用采系統96点采集覆盖率仅为63.76%，不具备高频数据采集能力。二是“有源化”进程加速推进，可调可控能力有待增强。配电网加快向有源网转变，运行潮流复杂，对监测数据及计算推演能力提出了更高要求。对分布式电源信息未能准确及时更新，更难以精确建模。分布式光伏、用户侧储能等新型供用电对象的出力采集装置质量参差不齐、通讯基础设施不完善，出力数据无法上传至调度，调度指令难以下发到用户。

危害因素方面，数字化转型提高了电网的运行效率，但也扩大了电网攻击暴露面，电力系统安全的脆弱性提升，主要体现在两个方面。一是网络安全防护存在短板。新能源场站网络安全环境更复杂、网络安全监测能力较低、场站人员技能水平不足，边界被突破的风险陡增，造成电力监控系统网络安全存在较大运行风险。二是抗电磁脉冲能力薄弱。强电磁脉冲攻击不仅对二次、通信系统的电子元器件造成冲击，造成设备瞬时失效、存储数据丢失、元件永久损坏，还会导致数字化系统运行失灵。当前针对电磁脉冲防护尚无统一规定要求，针对数字化系统失灵后的应急处置措施有待完善。

总结与展望

在电网数字化转型升级中，电网安全与数字安全呈高度耦合态势，系统安全“蝴蝶效应”十分显著，传统“三道防线”设防难度不断加大。建议加强对“未知”风险与极端事件预判及应对，推动防御阵地前移，构筑电网安全“第零道防线”。设备上强化主动防御理念，通过局放信号识别设备内部故障发展情况，在绝缘击穿前可靠保护跳闸，避免设备爆燃损坏。运行上充分利用多元数据融合等数字化技术，建立电网风险感知及故障辅助决策体系，提前采取举措应对运行风险。机制上强化政企、厂网协同，构建一体化网络安全协同防御体系，主动与系统外企业和应急管理部门建立常态化合作机制，保障极端事件后电网及时恢复。