張洪建/華北理工大學

震后城市供電系統(tǒng)分析淺談

張洪建/華北理工大學

在當今飛速發(fā)展的經(jīng)濟環(huán)境下，新城鎮(zhèn)化建設愈來愈迅速，但是近些年自然災害發(fā)生的頻率越來越頻繁，尤其是地震災害。供電系統(tǒng)是城市防災減災的重要基礎設施之一，也是最為重要的生命線系統(tǒng)之一。若遭到強烈的地震破壞，一方面會產生造成電力系統(tǒng)正常運行的功能性破壞，另一方面會造成其他生命線工程的關聯(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，總結電力系統(tǒng)的受災特點，仔細分析各種電力系統(tǒng)的震害原因和破壞機理，在此基礎上，提出加強電網(wǎng)的規(guī)劃、優(yōu)化電源的布局、增強城市電網(wǎng)的運行控制技術等措施和建議，來建設堅強的城市電網(wǎng)，提高供電安全和抗震防災能力。

震害；電力系統(tǒng)；功能結構；減災對策

引言

城市防災減災體系中的生命線工程是確保居民生活水平，維持區(qū)域正常運轉和基本機能的關聯(lián)網(wǎng)絡狀公共工程，主要包括電力、供熱、供水、交通、通信等多個領域[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?shù)卣馂暮Πl(fā)生時，主要表現(xiàn)為以下三個特征：

（1）以網(wǎng)絡系統(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)遭遇的震害越嚴重，上述特征表現(xiàn)得越明顯。地震后的供電是至關重要的，不論是組織救災，搶救傷員，還是恢復人民正常的生活和工農業(yè)的生產，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，而且還會影響生命線工程其他系統(tǒng)的工作能力，甚至導致其他系統(tǒng)完全癱瘓[4]。

通過大量地震災害實例表明，在電力系統(tǒng)遭地遇震災害過程后，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)遭受地震災害影響，必須提高震害應對效率，用最短的時間恢復其工作能力，把災害造成的損失控制在最小的范圍內。

一、總體功能結構

城市供電應急處理支持系統(tǒng)總體功能組成主要分為：災害預警處理子系統(tǒng)、電力應急處理子系統(tǒng)、電力短缺預警處理子系統(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外部系統(tǒng)接口的標準和規(guī)范：

（一）災害預警處理子系統(tǒng)

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

（二）電力應急處理子系統(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，并且查看相關信息，依據(jù)分析結果與輔助決策建議，優(yōu)化和自動生成有關的應急方案[6]。

（三）電力短缺預警處理子系統(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，制定相應的避峰、拉路、限電方案。

（四）保電管理子系統(tǒng)

通過該市應急指揮中心和其他各專項應急系統(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，并且查看相關信息，依據(jù)分析結果與輔助決策建議，模擬啟動相應的應急預案[7]。

（六）信息資源整合平臺

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

（七）和內外部系統(tǒng)接口的標準和規(guī)范的制定

經(jīng)過接口標準和規(guī)范的制定，盡量減少系統(tǒng)應接口規(guī)范不一致造成的影響，接口標準規(guī)范包括電力系統(tǒng)內部接口標準和規(guī)范以及外部系統(tǒng)接口標準規(guī)范。

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

二、城市應急供電系統(tǒng)的建設

城市應急供電系統(tǒng)，應統(tǒng)一考慮城市電網(wǎng)正常運行的需要與災害情況下的應急措施。依照災害情況下的特殊用電需求，建設城市應急供電系統(tǒng)開展以下內容。

（一）保證城市電網(wǎng)戰(zhàn)略輸送通道的暢通

加強局部電網(wǎng)和主網(wǎng)關鍵輸電通道，以及地區(qū)間的重要輸電聯(lián)絡線建設，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，提高整個電網(wǎng)的抗震防災能力。

（二）推進微網(wǎng)技術和分布式發(fā)電

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

（三）建立電網(wǎng)抗震防災的應急機制

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急預案;配備移動式成套的緊急搶修專用設備;建立城市電網(wǎng)故障迅速處理機制，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)定的進行快速而準確的在線安全預警，及時發(fā)現(xiàn)隱患，提高系統(tǒng)運行的可信性。

三、電力系統(tǒng)的防震減災

（一）震前防災工作措施

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任。

（二）震時應對措施

1.本著“地震就是命令”的原則,政府各部門負責人應立即主動到崗,實施指揮防震救災工作。

2.實施消防、人員疏散、醫(yī)療救護、交通管制、搶險搶修、匯亥保衛(wèi)和器材物資供應應急對策。全系統(tǒng)人員、資金、物資的調配無條件服從防震減災領導小組的命令。

3.及時實施安全停機預案和震時安全生產,開展防止次生災害發(fā)生和控制其蔓延的應急處理。

4.做好恢復生活房屋和職工辦公及正常生產前工程設施的全面檢查與鑒定。

5.及時向當?shù)厣霞?、政府報告災?爭取外援和支援。

6.檢查和搶修線路和通訊設備,保證上下、內外、主要通訊暢通聯(lián)絡。

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

（三）震后防災減災應急對策

1.做好受災人員的安置、救護工作；

2.調查、統(tǒng)計和上報災情情況,總結救災經(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)批準后實施；

4.在防震減災領導小組統(tǒng)一指揮下,進行電力搶修,搶險救災工作；

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

6.編制恢復和重建的規(guī)劃、措施；

四、結束語

綜上所述，城市抗震防災是一項非常復雜的系統(tǒng)工程，問題難度大、涉及面廣。我們要增加城市應急供電系統(tǒng)的建設投入，進一步加強電網(wǎng)規(guī)劃建設，加速抗震防災系統(tǒng)與設備的研究和開發(fā)工作，建設堅強可靠的電網(wǎng)，提高城市供電系統(tǒng)抵抗災害的能力。

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

[2]趙遵廉.中國電網(wǎng)的發(fā)展與展望[J].中國電力.2004.(1):1-6.

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

[4]魯斯伊. 現(xiàn)代電力系統(tǒng)防災措施的構想[J].四川水利發(fā)電.2011.30(5):171-174.

[5]陳洪云;程韌俐;古宇軍等.電網(wǎng)安全預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.電力應急系統(tǒng)的研究，[碩士學位論文]，華北電力大學 2007

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

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

[9]寧夏電力工業(yè)局抗震防災減災對策方案1991年