震后城市供電系統(tǒng)分析淺談

張洪建/華北理工大學(xué)

震后城市供電系統(tǒng)分析淺談

張洪建/華北理工大學(xué)

在當(dāng)今飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，新城鎮(zhèn)化建設(shè)愈來愈迅速，但是近些年自然災(zāi)害發(fā)生的頻率越來越頻繁，尤其是地震災(zāi)害。供電系統(tǒng)是城市防災(zāi)減災(zāi)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是最為重要的生命線系統(tǒng)之一。若遭到強(qiáng)烈的地震破壞，一方面會產(chǎn)生造成電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的功能性破壞，另一方面會造成其他生命線工程的關(guān)聯(lián)性損壞。 依據(jù)近些年來電力系統(tǒng)在地震中的毀壞情況，總結(jié)電力系統(tǒng)的受災(zāi)特點，仔細(xì)分析各種電力系統(tǒng)的震害原因和破壞機(jī)理，在此基礎(chǔ)上，提出加強(qiáng)電網(wǎng)的規(guī)劃、優(yōu)化電源的布局、增強(qiáng)城市電網(wǎng)的運(yùn)行控制技術(shù)等措施和建議，來建設(shè)堅強(qiáng)的城市電網(wǎng)，提高供電安全和抗震防災(zāi)能力。

震害；電力系統(tǒng)；功能結(jié)構(gòu)；減災(zāi)對策

引言

城市防災(zāi)減災(zāi)體系中的生命線工程是確保居民生活水平，維持區(qū)域正常運(yùn)轉(zhuǎn)和基本機(jī)能的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)狀公共工程，主要包括電力、供熱、供水、交通、通信等多個領(lǐng)域[1-2]。其中，電力系統(tǒng)是生命線系統(tǒng)重要組成部分之一，當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害發(fā)生時，主要表現(xiàn)為以下三個特征：

（1）以網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的形式存在，往往在城市空間上覆蓋一個較大的區(qū)域范圍；

（2）因為生命線工程客觀載體為工程建筑，所以城市電力系統(tǒng)是由一系列建筑工程實體組建形成的

（3）電力系統(tǒng)在功能上與其他生命線系統(tǒng)具有偶聯(lián)性[3]。研究發(fā)現(xiàn)，電力系統(tǒng)遭遇的震害越嚴(yán)重，上述特征表現(xiàn)得越明顯。地震后的供電是至關(guān)重要的，不論是組織救災(zāi)，搶救傷員，還是恢復(fù)人民正常的生活和工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，都離不開電力的供給。一旦電力系統(tǒng)發(fā)生功能性破壞，不僅無法實現(xiàn)其自身的電力供應(yīng)，而且還會影響生命線工程其他系統(tǒng)的工作能力，甚至導(dǎo)致其他系統(tǒng)完全癱瘓[4]。

通過大量地震災(zāi)害實例表明，在電力系統(tǒng)遭地遇震災(zāi)害過程后，其保持破壞狀態(tài)時間越長，破壞影響范圍愈廣，本次電力系統(tǒng)的地震破壞造成的損失愈慘重。所以，一旦城市電力系統(tǒng)遭受地震災(zāi)害影響，必須提高震害應(yīng)對效率，用最短的時間恢復(fù)其工作能力，把災(zāi)害造成的損失控制在最小的范圍內(nèi)。

一、總體功能結(jié)構(gòu)

城市供電應(yīng)急處理支持系統(tǒng)總體功能組成主要分為：災(zāi)害預(yù)警處理子系統(tǒng)、電力應(yīng)急處理子系統(tǒng)、電力短缺預(yù)警處理子系統(tǒng)、保電管理子系統(tǒng)、模擬演練子系統(tǒng)、信息資源整合平臺等六大綜合性功能和內(nèi)外部系統(tǒng)接口的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范：

（一）災(zāi)害預(yù)警處理子系統(tǒng)

主要實現(xiàn)在接收外部系統(tǒng)送來的災(zāi)害等級以及類型的警報后，災(zāi)害預(yù)警處理子系統(tǒng)會綜合分析這些數(shù)據(jù)，給出電力系統(tǒng)中面臨危險的設(shè)備，并且提供與這些設(shè)備相關(guān)的應(yīng)急處理方案[5]。

（二）電力應(yīng)急處理子系統(tǒng)

依照接口程序采集的電網(wǎng)智能分析系統(tǒng)提供的分析結(jié)果與實時數(shù)據(jù)，對啟動的故障類別及時的對用戶做出提示，并且查看相關(guān)信息，依據(jù)分析結(jié)果與輔助決策建議，優(yōu)化和自動生成有關(guān)的應(yīng)急方案[6]。

（三）電力短缺預(yù)警處理子系統(tǒng)

主要實現(xiàn)在有電力短缺時，系統(tǒng)可以根據(jù)電力短缺程度，制定相應(yīng)的避峰、拉路、限電方案。

（四）保電管理子系統(tǒng)

通過該市應(yīng)急指揮中心和其他各專項應(yīng)急系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)接口，獲取需要保電的數(shù)據(jù)，發(fā)送到 EMS 系統(tǒng)進(jìn)行保電處理。

（五）模擬演練子系統(tǒng)

依據(jù)接口程序采集的人工模擬故障和EMS 歷史斷面數(shù)據(jù)，經(jīng)過系統(tǒng)分析處理后，對啟動的故障類別及時的對用戶做出提示，并且查看相關(guān)信息，依據(jù)分析結(jié)果與輔助決策建議，模擬啟動相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案[7]。

（六）信息資源整合平臺

主要實現(xiàn)在業(yè)務(wù)系統(tǒng)和平臺之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式交換；完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)更新入庫；實現(xiàn)更新數(shù)據(jù)的審核機(jī)制和檢查；實現(xiàn)統(tǒng)一的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)接口。

（七）和內(nèi)外部系統(tǒng)接口的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定

經(jīng)過接口標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定，盡量減少系統(tǒng)應(yīng)接口規(guī)范不一致造成的影響，接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范包括電力系統(tǒng)內(nèi)部接口標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以及外部系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

另外還需要有支撐系統(tǒng)運(yùn)行的系統(tǒng)登錄、日志管理、權(quán)限管理等系統(tǒng)管理功能[8]。

二、城市應(yīng)急供電系統(tǒng)的建設(shè)

城市應(yīng)急供電系統(tǒng)，應(yīng)統(tǒng)一考慮城市電網(wǎng)正常運(yùn)行的需要與災(zāi)害情況下的應(yīng)急措施。依照災(zāi)害情況下的特殊用電需求，建設(shè)城市應(yīng)急供電系統(tǒng)開展以下內(nèi)容。

（一）保證城市電網(wǎng)戰(zhàn)略輸送通道的暢通

加強(qiáng)局部電網(wǎng)和主網(wǎng)關(guān)鍵輸電通道，以及地區(qū)間的重要輸電聯(lián)絡(luò)線建設(shè)，逐步清除電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，形成具有高可靠安全水平與靈活的互供能力的輸配電網(wǎng)絡(luò)，提高整個電網(wǎng)的抗震防災(zāi)能力。

（二）推進(jìn)微網(wǎng)技術(shù)和分布式發(fā)電

分布式電源是重要的發(fā)電形式之一，能夠作為應(yīng)急電源來發(fā)揮重要作用，應(yīng)綜合考慮微網(wǎng)與城市供電網(wǎng)絡(luò)的相互支援能力和供電能力，努力推進(jìn)聯(lián)網(wǎng)的分布式電源建設(shè)，在災(zāi)害發(fā)生時保證應(yīng)急供電，維持重要的供電。

（三）建立電網(wǎng)抗震防災(zāi)的應(yīng)急機(jī)制

通過系統(tǒng)地整理不同用戶的用電需求，提出適合不同類別供電故障的應(yīng)急預(yù)案;配備移動式成套的緊急搶修專用設(shè)備;建立城市電網(wǎng)故障迅速處理機(jī)制，完善事故搶修規(guī)程、管理制度與操作規(guī)范;提高系統(tǒng)仿真能力，能夠穩(wěn)定的進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的在線安全預(yù)警，及時發(fā)現(xiàn)隱患，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可信性。

三、電力系統(tǒng)的防震減災(zāi)

（一）震前防災(zāi)工作措施

基本原則就是防患于未然。組織上形成多層次防御系統(tǒng),各司其職,把各項防震減災(zāi)工作落到實處。明確電力工業(yè)局各處室震前的職能作用及崗位責(zé)任。

（二）震時應(yīng)對措施

1.本著“地震就是命令”的原則,政府各部門負(fù)責(zé)人應(yīng)立即主動到崗,實施指揮防震救災(zāi)工作。

2.實施消防、人員疏散、醫(yī)療救護(hù)、交通管制、搶險搶修、匯亥保衛(wèi)和器材物資供應(yīng)應(yīng)急對策。全系統(tǒng)人員、資金、物資的調(diào)配無條件服從防震減災(zāi)領(lǐng)導(dǎo)小組的命令。

3.及時實施安全停機(jī)預(yù)案和震時安全生產(chǎn),開展防止次生災(zāi)害發(fā)生和控制其蔓延的應(yīng)急處理。

4.做好恢復(fù)生活房屋和職工辦公及正常生產(chǎn)前工程設(shè)施的全面檢查與鑒定。

5.及時向當(dāng)?shù)厣霞?、政府報告?zāi)情,爭取外援和支援。

6.檢查和搶修線路和通訊設(shè)備,保證上下、內(nèi)外、主要通訊暢通聯(lián)絡(luò)。

7.組織搭建抗震房屋,使災(zāi)區(qū)人員有安全的臨時生活場所,保證災(zāi)員安全,維持好生活、生產(chǎn)秩序。

（三）震后防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急對策

1.做好受災(zāi)人員的安置、救護(hù)工作；

2.調(diào)查、統(tǒng)計和上報災(zāi)情情況,總結(jié)救災(zāi)經(jīng)驗；

3.及時處理震損的臨時性工程,對永久性工程的鑒定需要加固或拆除的要報上級主管部門經(jīng)批準(zhǔn)后實施；

4.在防震減災(zāi)領(lǐng)導(dǎo)小組統(tǒng)一指揮下,進(jìn)行電力搶修,搶險救災(zāi)工作；

5. 迅速恢復(fù)正常生活生產(chǎn)活動,不能恢復(fù)的列入重建計劃,報上級主管部門經(jīng)批準(zhǔn)后實施。

6.編制恢復(fù)和重建的規(guī)劃、措施；

四、結(jié)束語

綜上所述，城市抗震防災(zāi)是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，問題難度大、涉及面廣。我們要增加城市應(yīng)急供電系統(tǒng)的建設(shè)投入，進(jìn)一步加強(qiáng)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)，加速抗震防災(zāi)系統(tǒng)與設(shè)備的研究和開發(fā)工作，建設(shè)堅強(qiáng)可靠的電網(wǎng)，提高城市供電系統(tǒng)抵抗災(zāi)害的能力。

[1]徐政.交直流電力系統(tǒng)動態(tài)行為分析[M].機(jī)械工業(yè)出版社:3－4.

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[3]魏巍.電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的思考[J].云南電業(yè). 2004. (4): 39-40.

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[5]陳洪云;程韌俐;古宇軍等.電網(wǎng)安全預(yù)警及保障決策支持系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)，華東電力，2011，36 卷第 6 期.

[6]朱少如.電力應(yīng)急系統(tǒng)的研究，[碩士學(xué)位論文]，華北電力大學(xué) 2007

[7]張文亮、周孝信、白曉民等，城市電網(wǎng)應(yīng)對突發(fā)事件保障供電安全的對策研究，中國電機(jī)工程學(xué)報，2008年22期

[8]天輝軟件公司.TH 城市供電應(yīng)急處理技術(shù)支持系統(tǒng),中國專利，2008 年 4 月

[9]寧夏電力工業(yè)局抗震防災(zāi)減災(zāi)對策方案1991年