電力突發(fā)事件綜合風(fēng)險定量分析技術(shù)研究

周 剛高級工程師

(國網(wǎng)福建省電力有限公司，福建 福州 350003)

0 引言

電力系統(tǒng)具有設(shè)備設(shè)施點“多”、供電覆蓋面“廣”以及輸配電線路“長”等特點，易受地震地質(zhì)、雨雪冰凍、臺風(fēng)暴雨等自然災(zāi)害影響。另外，隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，電力“源—網(wǎng)—儲—荷”關(guān)系日趨復(fù)雜，電力安全運行面臨巨大壓力。同時，隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，外力破壞以及社會安全類事件也成為威脅供電安全的重要因素。綜上，近年來電力突發(fā)事件呈現(xiàn)出多樣性、復(fù)雜性、耦合性、嚴(yán)峻性等特征。

目前，電力應(yīng)急管理的研究主要集中在管理機(jī)制以及應(yīng)用技術(shù)方面：朱朝陽等闡述了電力應(yīng)急管理模型、電力應(yīng)急管理的發(fā)展階段、電力應(yīng)急管理理論和技術(shù)框架以及電力應(yīng)急管理體系[1]；馮杰等提出了電網(wǎng)企業(yè)的應(yīng)急聯(lián)動要素，建立了電網(wǎng)企業(yè)的應(yīng)急聯(lián)動模型[2]。針對電力突發(fā)事件的風(fēng)險屬性研究較少，特別是缺乏針對不同類型電力突發(fā)事件綜合性定量化的風(fēng)險分析。

本文對國家能源局發(fā)布“全國電力安全生產(chǎn)情況”相關(guān)資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，得到典型電力突發(fā)事件，基于風(fēng)險理論，計算各類電力突發(fā)事件電力生產(chǎn)相關(guān)的人員設(shè)備以及電網(wǎng)所造成的風(fēng)險值，并進(jìn)行權(quán)重賦值，構(gòu)建了電力突發(fā)事件綜合風(fēng)險計算模型。

1 電力突發(fā)事件分析

通過收集政府發(fā)布的相關(guān)統(tǒng)計資料對影響人身、設(shè)備、電力系統(tǒng)等電力安全關(guān)鍵要素的突發(fā)事件因素進(jìn)行統(tǒng)計分析，梳理典型電力突發(fā)事件。

1.1 資料分析

《全國電力安全生產(chǎn)情況》是國家能源局每月對人身安全、設(shè)備安全、電網(wǎng)安全等方面發(fā)生的突發(fā)事件統(tǒng)計以及相關(guān)情況通報，研究資料為國家能源局自2013年5月到2018年12月每月發(fā)布的《全國電力安全生產(chǎn)情況》[3]共計68期。

本文對各類事件數(shù)量及原因進(jìn)行統(tǒng)計分析，其中事件數(shù)量，見表1。

表1 電力突發(fā)事件統(tǒng)計(2013年3月至2018年12月)

根據(jù)相關(guān)事故通報情況，進(jìn)一步對事件原因進(jìn)行分析。其中，人身傷亡事件按照《企業(yè)職工傷亡事故分類》[4]進(jìn)行分析；按照事故誘因分析電力設(shè)備事故和電網(wǎng)(廠)事故,見表2-4。

表2 人身傷亡原因統(tǒng)計

從表2得到，由于高處墜落和觸電造成人身傷亡的事件起數(shù)最多。特別重大事件兩起：2016月5月8日福建泰寧蘆庵灘水電站施工現(xiàn)場發(fā)生泥石流災(zāi)害，造成35人死亡；2016年11月24日江西豐城發(fā)電廠施工腳手架平臺坍塌事故，造成73人死亡。

表3 設(shè)備事故原因統(tǒng)計

從表3得到，由于火災(zāi)爆炸引發(fā)的設(shè)備事故起數(shù)居多。

從表4得到，由于設(shè)備故障造成的電力安全事件占比最高。較大電力安全事故1起：2014年7月9日，西安秦平電力科技有限公司在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)八師天山鋁業(yè)自備電廠進(jìn)行220千伏升壓站防污閃涂料作業(yè)時，因違章作業(yè)導(dǎo)致新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師石河子電網(wǎng)發(fā)生大面積停電事故，石河子電網(wǎng)與新疆主網(wǎng)解列，損失負(fù)荷224.1萬千瓦，占事故前石河子電網(wǎng)總負(fù)荷的84.6%(故障前石河子電網(wǎng)負(fù)荷265萬千瓦)，損失電量約為521.5萬千瓦時。

對電力突發(fā)事件的原因進(jìn)行綜合分析，表現(xiàn)為以下幾個方面：自然災(zāi)害，例如強(qiáng)臺風(fēng)、強(qiáng)地震以及大范圍雨雪冰凍等；社會安全類，如網(wǎng)絡(luò)攻擊、恐怖襲擊等；電力系統(tǒng)自身因素，如設(shè)備故障等。

1.2 突發(fā)事件梳理

對1.1中相關(guān)數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行綜合分析，對人身安全、設(shè)備安全、電網(wǎng)安全等方面的典型電力突發(fā)事件進(jìn)行梳理，見表5。

表5 典型電力突發(fā)事件

2 電力突發(fā)事件綜合風(fēng)險研究

2.1 風(fēng)險定量分析

風(fēng)險是對自然或者人為事件可能帶來危害的主觀反映，其大小與事件發(fā)生的可能性以及嚴(yán)重度密切相關(guān)[5]。風(fēng)險量化的基本表達(dá)式為：

R(A)=PA×SA

(1)

式中：

R—風(fēng)險值；

A—某類突發(fā)事件；

P—突發(fā)事件A發(fā)生的發(fā)生概率；

S—事件A造成的影響程度。

2.2 風(fēng)險值計算模型設(shè)計

2.2.1 計算模型設(shè)計

由于某類突發(fā)事件可能造成的影響程度不同，對其綜合風(fēng)險定量計算公式進(jìn)行設(shè)計，即：

Rc(A)=K1Rp(A)+K2Re(A)+K3Rpe(A)

(2)

式中：

Rp(A)—突發(fā)事件A所造成的人身風(fēng)險值；

K1—人身風(fēng)險權(quán)重；

Re(A)—突發(fā)事件A所造成的設(shè)備風(fēng)險值；

K2—設(shè)備風(fēng)險權(quán)重；

Rpe(A)—突發(fā)事件A所造成的電力系統(tǒng)風(fēng)險值；

K3—電力系統(tǒng)風(fēng)險權(quán)重。

首先，人身風(fēng)險計算公式如下：

黨的十九大報告指出：“鼓勵創(chuàng)業(yè)帶動就業(yè)……促進(jìn)高校畢業(yè)生等青年群體多渠道就業(yè)創(chuàng)業(yè)”[1]。近年來，“社會創(chuàng)業(yè)”逐漸成為一種世界性的教育潮流，在創(chuàng)造就業(yè)崗位、維護(hù)社會穩(wěn)定和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮著巨大的作用。我國高校也開始將社會創(chuàng)業(yè)教育作為高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的重要切入點，鼓勵青年學(xué)生站在解決社會問題的出發(fā)點，接受社會創(chuàng)業(yè)教育，錘煉社會創(chuàng)業(yè)能力。這不僅是新時代落實創(chuàng)新型國家建設(shè)戰(zhàn)略的必然要求，也是實現(xiàn)高等教育提質(zhì)增效發(fā)展的應(yīng)然選擇。有鑒于此，厘清高校創(chuàng)業(yè)教育理念偏差，從由針對部分學(xué)生的精英式創(chuàng)客教育轉(zhuǎn)向致力于面向全體學(xué)生，培育具有創(chuàng)新精神和素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才為旨?xì)w的“社會創(chuàng)業(yè)”教育顯得尤為必要。

(3)

式中：

PApi—突發(fā)事件A達(dá)到i等級的發(fā)生概率；

SApi—突發(fā)事件A達(dá)到i等級所造成的影響程度。

根據(jù)《生產(chǎn)安全事故報告和調(diào)查處理條例》[5]，事故分為一般、較大、重大、特別重大4級，所以將i分為4種情況：當(dāng)i=1時代表一般事件，i=2時代表較大事件，當(dāng)i=3時代表重大事件，當(dāng)i=4時代表特別重大事件。

其次，設(shè)備風(fēng)險計算公式如下：

Re(A)=PAei×SAei

(4)

式中：

PAei—突發(fā)事件A造成設(shè)備事故的發(fā)生概率；

SAei—突發(fā)事件A造成設(shè)備事故的財產(chǎn)損失。

第三，電力系統(tǒng)風(fēng)險計算公式如下：

Rpe(A)=PApei×SApei

(5)

式中：

PApei—突發(fā)事件A造成電網(wǎng)(廠)事故的發(fā)生概率；

SAei—突發(fā)事件A造成電網(wǎng)(廠)事故的危害程度。

2.2.2 影響程度分析

為了計算突發(fā)事件的風(fēng)險值，對發(fā)生概率P和影響程度S進(jìn)行賦值。其中，發(fā)生概率PApi、PAei、PApei取值為表2-4中各類突發(fā)事件發(fā)生的起數(shù)。

影響程度SApi、SAei、SApei賦值分為以下幾種情況：

(1)SApi賦值：參考“海因里希定律”[6]結(jié)合《生產(chǎn)安全事故報告和調(diào)查處理條例》以及《電力安全事故應(yīng)急處置和調(diào)查處理條例》對突發(fā)事件的劃分進(jìn)行賦值，即一般事故賦值1，較大事故賦值30，重大事故賦值300，特別重大事故賦值3000。

(2)SApi賦值：按照損失金額對影響賦值。

(3)SApei賦值：電力安全事件賦為1，一般電力安全事故賦值3；較電力安全大事故賦值30，重大電力安全事故賦值300，特別重大電力安全事故賦值3000。

(4)權(quán)重賦值：根據(jù)層次分析法，確定人身、設(shè)備、電力系統(tǒng)風(fēng)險3種因子之間的權(quán)重，建立判斷矩陣，見表6。

2.3 風(fēng)險值計算

根據(jù)式(2)-(5)以及2.2.2中因素賦值，對表5中各種突發(fā)事件的風(fēng)險值進(jìn)行計算各類電力突發(fā)事件的綜合風(fēng)險計算結(jié)果，見表7。

表6 人身、設(shè)備、電力系統(tǒng)風(fēng)險因子判斷矩陣

表7 電力突發(fā)事件綜合風(fēng)險值

通過定量分析可知，對電力突發(fā)事件綜合風(fēng)險影響比較大的主要包括設(shè)備故障、火災(zāi)、臺風(fēng)、暴雨、雨雪冰凍等幾類，因此在提升電力突發(fā)事件應(yīng)對能力重點聚焦在設(shè)備設(shè)置故障與重大自然災(zāi)害防御兩個方面。加強(qiáng)設(shè)備設(shè)施的物網(wǎng)泛在連接，提高在線監(jiān)控與狀態(tài)預(yù)警能力；加強(qiáng)臺風(fēng)、雨雪冰凍、強(qiáng)對流等對電網(wǎng)影響重大的典型災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警及突發(fā)事件處置應(yīng)對能力，全面提升電力突發(fā)事件的應(yīng)急處置能力。結(jié)合表7中的高風(fēng)險因素提出對策，這樣才能為提升應(yīng)急處置能力提供理論支撐和方向指引。

3 結(jié)論

本文在系統(tǒng)分析事故數(shù)據(jù)及案例基礎(chǔ)上，甄別的典型電力突發(fā)事件，基于定量風(fēng)險分析方法，綜合考慮各項突發(fā)事件對人身、設(shè)備、電力系統(tǒng)等電力關(guān)鍵安全要素的綜合影響，設(shè)計了電力突發(fā)事件綜合風(fēng)險計算模型，并計算了各類突發(fā)事件的綜合風(fēng)險值。

通過對電力突發(fā)事件綜合風(fēng)險的研究，有助于電力行業(yè)相關(guān)政府機(jī)構(gòu)以及電力企業(yè)針對不同風(fēng)險數(shù)值的突發(fā)事件進(jìn)行更有針對性的應(yīng)急準(zhǔn)備，并為提升應(yīng)急處置能力提供理論支撐和方向指引。