探秘管理創(chuàng)新一等獎
——特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險綜合防控體系建設(shè)與實踐

_齊全志 任建庭

管理創(chuàng)新是現(xiàn)代企業(yè)破解發(fā)展難題、不斷成長壯大的不竭動力。

“必須以防控交直流混聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險為重點，創(chuàng)新工作思路、創(chuàng)新工作機(jī)制、創(chuàng)新工作方法、創(chuàng)新制度保障，扎實做好特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險綜合防控工作?！辈饺胩馗邏航恢绷麟娋W(wǎng)混聯(lián)運(yùn)行新時期后，對于如何保障河南電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，由省電力公司承擔(dān)的管理創(chuàng)新項目“特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險綜合防控體系建設(shè)與實踐”——國家電網(wǎng)公司2014年度管理創(chuàng)新一等獎項目給出了這樣的答案。

大電網(wǎng)時代的新要求

2015年上半年，河南跨區(qū)跨省購入電量140.97億千瓦時，其中天中直流從新疆向河南輸送電能114.52億千瓦時，占外購電量的81.24%。

據(jù)了解，新疆哈密地區(qū)煤炭資源儲量大、煤質(zhì)好、埋藏淺、分布集中，同時還是我國千萬千瓦風(fēng)電基地之一。河南是全國人口第一大省，人均煤炭保有儲量僅為全國平均水平的1/3，煤炭資源接續(xù)能力不足，2010年已由煤炭凈調(diào)出省轉(zhuǎn)為凈調(diào)入省，天中直流工程正是遠(yuǎn)距離輸送華中、解決河南電力缺口的重要通道。

天中直流工程是國家電網(wǎng)公司落實中央新疆開發(fā)戰(zhàn)略的重要之舉。確保特高壓交直流混聯(lián)條件下電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，也是省公司響應(yīng)“建設(shè)美麗河南”號召、服務(wù)河南經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的具體體現(xiàn)。利用特高壓輸電線路，將西北部的風(fēng)電、太陽能發(fā)電等清潔能源輸送至中部經(jīng)濟(jì)中心，不但能緩解河南能源緊張局面，而且能利用西北部清潔能源“驅(qū)散霧霾”，進(jìn)一步破解河南能源安全與環(huán)境保護(hù)的難題。

2014年1月27日，天中±800千伏特高壓直流工程投運(yùn)，河南電網(wǎng)進(jìn)入特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)新時期，交直流耦合特性進(jìn)一步凸顯。這為電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)理變化提出新課題：研究表明，省網(wǎng)幾乎全部的500千伏交流線路，以及直流近區(qū)約60%的220千伏線路，單相、三相故障均可能導(dǎo)致天中直流換相失敗，甚至可能造成網(wǎng)內(nèi)大量功率缺失。

同時，大電網(wǎng)時代帶來了新挑戰(zhàn)：區(qū)外直流送端電網(wǎng)故障影響著河南電網(wǎng)的運(yùn)行，區(qū)內(nèi)直流系統(tǒng)故障影響著交流系統(tǒng)區(qū)域間的潮流轉(zhuǎn)移和功率波動。2014年以來，天中直流已因新疆送端因素造成臨停、急降功率8次；因某站電流互感器故障，天中直流發(fā)生兩次功率緊急回降，造成特高壓交流長治北—南陽站一線及河南省網(wǎng)內(nèi)部500千伏斷面功率波動。

此外，特高壓天中直流額定輸送容量800萬千瓦，是世界上第一個將風(fēng)電、太陽能發(fā)電和火電打捆外送的特高壓直流輸電工程，輸電距離2210公里。作為受端的河南電網(wǎng)面臨大容量跨區(qū)域輸電的實際情況，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“強(qiáng)直弱交”的特性，這樣的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了新要求：必須建立健全完備的穩(wěn)控系統(tǒng)和負(fù)荷控制方案。

為保障特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，省公司強(qiáng)化部門協(xié)同配合，借鑒供應(yīng)鏈協(xié)同管理思想，全面梳理電力流供應(yīng)鏈上電源、電網(wǎng)、負(fù)荷各環(huán)節(jié)風(fēng)險，扎實開展網(wǎng)格化的全面風(fēng)險管理，建設(shè)實施了基于供應(yīng)鏈協(xié)同管理方法的三維網(wǎng)格化風(fēng)險綜合防控體系，該體系不僅充分體現(xiàn)了“三方協(xié)同、風(fēng)險共擔(dān)”的核心思想，而且彰顯了電源企業(yè)、電網(wǎng)央企和用電客戶共擔(dān)社會責(zé)任的價值觀念。

搭建“四位一體”防控網(wǎng)

省公司通過特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險綜合防控體系的建設(shè)，建立了組織、機(jī)制、制度、平臺“四位一體”防控體系，實施了“網(wǎng)源協(xié)同、網(wǎng)網(wǎng)協(xié)同、網(wǎng)荷協(xié)同”三大協(xié)同管理，通過全面落實各項防控措施，使“三側(cè)九項”重點運(yùn)行風(fēng)險得到有效管控。

在規(guī)劃特高壓交流南陽站主變落地之初，省公司就成立相應(yīng)組織機(jī)構(gòu)開展綜合風(fēng)險防控體系建設(shè)，組織領(lǐng)導(dǎo)公司各技術(shù)管理部門科學(xué)決策電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險綜合防控的各項工作，著力開展特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)的適應(yīng)性研究，為做好特高壓交直流混聯(lián)條件下電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險綜合防控體系建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

為實現(xiàn)管理目標(biāo)，項目組在電源、電網(wǎng)、負(fù)荷三側(cè)識別出了九項重點運(yùn)行風(fēng)險，并扎實有效管理風(fēng)險。以負(fù)荷側(cè)為例，項目組綜合考慮河南電網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)及電解鋁企業(yè)具有負(fù)荷平穩(wěn)持續(xù)、負(fù)荷量大、短時間停電影響小等特點，確定電解鋁企業(yè)為河南快速切除負(fù)荷客戶群體，并從安全、經(jīng)濟(jì)、服務(wù)三個方面創(chuàng)新服務(wù)，最大限度減少風(fēng)險。

省公司還借鑒供應(yīng)鏈協(xié)同管理思想，建立了“網(wǎng)源協(xié)同、網(wǎng)網(wǎng)協(xié)同、網(wǎng)荷協(xié)同”三大協(xié)同機(jī)制，聯(lián)合上游發(fā)電企業(yè)共同實施技術(shù)管控，與下游客戶建立分擔(dān)風(fēng)險合約，同時還以電網(wǎng)調(diào)度生產(chǎn)管控為途徑組織三方電力生產(chǎn)協(xié)同，發(fā)揮河南電科院優(yōu)勢開展技術(shù)保障協(xié)同，從而提升整個電力供應(yīng)鏈相關(guān)企業(yè)的抗風(fēng)險能力。

制度建設(shè)是風(fēng)險防控機(jī)制落實到位的有力保證。為保障風(fēng)險防控體系建設(shè)順利實施，省公司依據(jù)有關(guān)條例、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)，出臺了《河南電網(wǎng)運(yùn)行安全風(fēng)險管理規(guī)定》，明確了特高壓交直流混聯(lián)后的河南電網(wǎng)開展運(yùn)行風(fēng)險綜合防控的各項具體要求；在開展具體工作時注重要求明確、操作性強(qiáng)的制度建設(shè)，保證風(fēng)險防控機(jī)制的落實。

搭建技術(shù)平臺是三維網(wǎng)格化風(fēng)險綜合防控體系的重要組成部分。省公司結(jié)合大電網(wǎng)發(fā)展需求，構(gòu)建了河南電網(wǎng)機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺、運(yùn)行與安全防御技術(shù)保障系統(tǒng)平臺、穩(wěn)控裝置監(jiān)視與管理系統(tǒng)平臺，從電源、電網(wǎng)、負(fù)荷三側(cè)通過量化、信息化的管理系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行，對主要關(guān)鍵風(fēng)險指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測和分析，全面提升信息化支撐水平。

運(yùn)行風(fēng)險防范見成效

“在供應(yīng)鏈協(xié)同管理思想的指導(dǎo)下，特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險綜合防控體系的建設(shè)實施，最突出的效果就是使電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)主要運(yùn)行風(fēng)險得到有效管控?！痹擁椖控?fù)責(zé)人告訴筆者，綜合防控體系還實現(xiàn)了“電從遠(yuǎn)方來”的河南能源資源優(yōu)化配置，有效提高了河南能源保障水平，有力助推了中原崛起。

2011年以來，持續(xù)的參數(shù)監(jiān)控和風(fēng)險治理，使發(fā)電企業(yè)勵磁系統(tǒng)參數(shù)協(xié)調(diào)率由23.3%提升至92.3%；2012年以來，對電廠一次調(diào)頻系統(tǒng)開展的綜合風(fēng)險治理和管控，使省內(nèi)105臺監(jiān)控機(jī)組的一次調(diào)頻優(yōu)良率從43%上升到91%。據(jù)測算，在發(fā)生直流閉鎖故障時，河南電網(wǎng)機(jī)組一次調(diào)頻功率可增發(fā)1000兆瓦以上，有效減小了特高壓長南線功率波動幅度，降低了華北—華中電網(wǎng)解列風(fēng)險，為大電網(wǎng)安全運(yùn)行提供了重要保障。

同時，一些具體項目的開展還有效防范了現(xiàn)階段特高壓混聯(lián)電網(wǎng)的失步風(fēng)險，消除了特高壓直流引起的短路電流超標(biāo)風(fēng)險，消除了潮流疏散受阻風(fēng)險，降低了由連續(xù)換相失敗造成直流閉鎖的風(fēng)險。面對電網(wǎng)可能出現(xiàn)的各類風(fēng)險，項目組在每年的年度運(yùn)行方式分析中，均按風(fēng)險防控體系的要求滾動開展專題研究，實現(xiàn)了全過程系統(tǒng)風(fēng)險管控。

通過政府、供電企業(yè)、電解鋁企業(yè)三方有效溝通協(xié)商，7家地市發(fā)改委批復(fù)了切負(fù)荷方案，省公司與7家電解鋁企業(yè)簽訂了快切負(fù)荷相關(guān)協(xié)議，較好地規(guī)避了法律糾紛風(fēng)險。省公司還指導(dǎo)7家電解鋁企業(yè)制定事故處理預(yù)案，減少了發(fā)生次生災(zāi)害的風(fēng)險；加強(qiáng)有序用電管理并完善有序用電方案和重要客戶保電應(yīng)急預(yù)案，有效減少了售電服務(wù)風(fēng)險。

特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險綜合防控體系的建設(shè)與實踐，實現(xiàn)了戰(zhàn)略層核心思想的協(xié)同與融合，即國家電網(wǎng)公司“以電代煤、以電代油、電從遠(yuǎn)方來”的能源戰(zhàn)略和省政府《河南“藍(lán)天工程”行動計劃》、建設(shè)“美麗河南”戰(zhàn)略的協(xié)同與融合，實現(xiàn)了河南真正意義上的“電從遠(yuǎn)方來”，減輕了河南經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展面臨的環(huán)境壓力。

特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)輸送的電力，緩解了河南用電負(fù)荷增長和資源總量不足之間的矛盾。這個“國家電網(wǎng)公司管理創(chuàng)新一等獎”項目的實施，在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時，大幅提升了河南電網(wǎng)電力交換、水火互濟(jì)、節(jié)能輸電的能力，成為河南電網(wǎng)用戶安全用電的重要保障，使河南能源優(yōu)化配置向科學(xué)化邁出了重要且關(guān)鍵的一步。更具有廣泛意義的是，該項目的建設(shè)實施與不斷完善，也為其他有類似電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的省份提供了有價值的借鑒。

電力供應(yīng)鏈協(xié)同三維網(wǎng)格化綜合風(fēng)險防控體系模式