气象信息的电网设备风险管理范文

摘要

将风险管理理论应用于电网设备气象安全管理，并开展实践创新，演绎形成电网设备气象风险管理理论，提升了监测预警电网气象灾害的水平，为提高电网设备的安全风险管理效率，加强电网的安全供电能力和优质服务能力奠定了基础保障。

关键词

电网设备；风险管理；精细化气象信息

电网设备作为电力企业固定资产的重要组成部分，电力生产、电能传输的重要基础设施，其健康运行对满足不断增长的人民生产生活用电需求尤为重要。由于人类长期盲目开发环境资源破坏了生态平衡，降低了自然环境的自身调整和防御能力，使得自然灾害发生的频度、密度和烈度均有所增加，进而导致灾害性天气对长期暴露在外的电网设备影响越来越大［1］。2009—2013年，全球范围内因气象原因造成的电网事故中，影响超过10万人的达28次，占电网大面积停电事故总量的56%。随着目前现代化“坚强智能电网”的初具规模、电网业务形态的日益提高，在电网安全风险管理中计及气象因素，进而提高电网的防灾减灾能力，成为电力企业运营管理再上台阶的必然要求［2］。电力企业必须根据精细化的气象信息，依靠及时、有效的技术手段和科学的管理方法来指导电网设备风险管理决策，从而迅速展开行动，将电网设备气象灾害风险降到最低程度，提高电网设备气象安全风险管理水平和管理效率，保障电力企业的经济效益和社会效益［3］。

1精细化气象信息

气象因素与电网安全性、可靠性密切相关，掌握的气象信息愈多，应对恶劣天气的不利影响就会愈主动。但是，目前电力企业掌握的气象信息大多较粗放，在时间、空间精细度方面远无法满足电网实际需求;再者，目前获取的气象信息多局限在表现气象内容上，没有与电网信息关联融合，无法实现有针对性的电网设备气象风险预警。显然，精细化气象信息不仅是在时间、空间尺度上的提升，同时还须与电网信息关联，真正为电网设备风险管理提供科学、有效的基础数据。

1．1电网设备风险管理对精细化气象信息的需求不同气象灾害事件影响电网的机理方式、时间长短、作用范围存在差异，使得不同的电力气象灾害预警对气象信息在时间和空间上的需求并不一致，见表1。

1．2气象信息－电网信息关联对应管理为促使气象信息更迅捷地到位应用、方便后续风险管理工作的开展，实现“跨专业”的高效管理，笔者围绕电力作业对气象信息的需求分析及气象信息对电力作业的应用价值，提出如图1所示的气象信息－电网信息关联对应管理方案。(1)对精细化气象信息－电网设备信息进行关联管理，从内容上保证气象信息与电网设备的融合关联。本文提出“网格化”的关联管理思想:首先对所在省(市)按经纬度和精度要求进行区域网格划分，然后根据GIS信息填充网格内的电网设备信息，进而依靠地理逻辑关系实现与精细化气象信息的关联，突破信息孤立困扰，提高工作敏捷度。(2)对不同时效气象信息－电网工作进行对应管理，从时效应用上保证与电网工作的一一对应。气象信息按时效可分为实时、短临、短期、中期、长期气象预报信息5种，将它们与不同的电网工作进行对应管理，便于回溯追踪，可有效提升管理水平。

2基于精细化气象信息的电网设备风险管理

2．1电网设备气象风险管理意义电网设备气象致灾问题是目前电网实际面临的、迫切需要解决的问题［5］。为了应对日趋频繁的气象灾害对电网的影响，提高电网防灾减灾能力，有必要在电网设备安全风险管理中引入气象因素，将分散的电力、气象资源进行集中整合，进而形成电网设备气象风险管理方法，这既是对传统风险管理手段的延伸和拓展，又是对电网安全风险管理的补充和完善，可以规范和指导电力企业高效地实施气象风险管理工作，更好地预防气象灾害事故，从而提升安全风险管理水平和电力企业运营效益。

2．2电网设备气象风险管理理念由于电力企业对气象信息价值认知不足，导致电力部门在应对气象风险时没有形成良好的管理意识和配套的管理方法，降低了管理效率［6］。本文以先进的工作流技术为主要抓手，以“风险准备—风险辨识—风险评估—风险控制”为统一理论框架，构建了一套完整的电网设备气象风险指标，利用相互关联的精细化电力气象预报数据，快速识别电网设备气象灾害，并结合故障概率预警模型，评估设备级和系统级风险，进而确定相应的风险处置办法，逐步形成纵向贯通的流程化电网设备气象风险管理理念，如图2所示。

2．3电网设备气象风险管理流程

2．3．1落实风险管理准备，识别电网气象灾害风险准备工作是实施风险管理的必要前提，有必要出台一系列工作保障措施。国网河南电力为落实“清明节”期间电网山火防范工作，了“输电线路山火防控及应急处置工作指导意见”，明确省公司、电科院、各市公司各方职责，初步建立山火信息、响应、反馈机制;还针对运行维护编制完成了“国网河南省电力公司输电线路灾害性天气预测预警及处置实施方案”，规范了电网设备气象预测、预警的流程，为风险管理提供良好的制度保障。气象风险预警指标是识别电网设备气象灾害的切入点，为此，笔者深入分析气象因素对电网灾害的影响机理和统计规律，提出了反映电网运行状态演变的风险预警指标集(图3所示)，为气象灾害预警向电网设备故障预警过渡做好铺垫。

2．3．2预警设备故障概率，评估电网气象风险国网河南电力秉着“提早预防、及早控制”的安全理念，依据相关研究成果，建立了“河南电力气象系统”，为电网设备气象致灾故障概率预警及风险评估提供科学技术保障和信息化辅助平台。“迎峰度夏”期间，利用“基于多普勒雷达的强对流天气预警技术研究”成果，对未来0～2h内强对流(大风、雷暴、冰雹、强降水)出现的地点、等级和可能受影响的线路进行预警。图3电网设备气象风险预警指标集“迎峰度冬”期间，利用“输电线路舞动防治技术实验室”相关研究成果，以精细化气象预报为基础，提供覆冰、舞动预测周报和月报，确定未来7天内，可能发生覆冰的区域和线路;同时也能给出重点线路的实时覆冰信息，并结合当地的相关气象因素，线路舞动概率预测信息。在春秋季节，利用“输电线路山火监测预警技术研究”成果，自动识别着火点附近一定范围内的主要输电线路，并计算着火点与输电线路间距离，进而判断线路山火风险等级，将判断信息发送至相关人员指导生产。

2．3．3完善风险管理流程，处置设备气象风险针对不同等级的设备气象风险预警事件，应按照相应的气象风险处置基本办法作出合理的调度管理响应。如对I级预警，应提前通知变电运行人员进驻预警区域变电站—及时调整运行方式，转供部分负荷，尽量确保预警线路跳闸重合不成功后无负荷损失—暂停预警区域线路相关工作，恢复线路重合闸，保证全接线运行—向涉及预警线路的大用户告警，要求其做好应急准备，争取以受控的主动停电代替系统失稳后不受控的大范围停电。另外，为保障与气象部门的稳定合作，纵深气象风险防御与内部协同管理，河南电力公司中长期对外实行与省气象局“视频会商”机制，对内安质部会同运检部、调控中心在电科院“电网监测中心”定期会商。短期每周五下午形成常态化的“气象分析周报”;遇重要天气过程形成“天气过程分析”，度冬期间形成“舞动预测周报”发送至公司运维部、调控中心、安监部等相关人员。短临利用“河南电力气象系统”实现河南电网未来1h，1km×1km范围内强对流天气及山火的预警，并将预警短信实时发送至公司及现场相关人员手机，充分发挥信息化优势，促进电网设备气象风险管理工作的高效进行。

3案例分析

在河南电力公司近两年的应用过程中，本文所述的电网设备气象风险管理方法对保障电网安全稳定运行发挥了重要作用，提高了监测预警电网设备气象灾害的能力。下面以2013年3月9日河南发生的山火为例对电网设备风险管理流程做简要介绍。(1)风险准备建立了考虑着火点与线路距离、线路走向、当地地表特征、风速、风向等因素的线路山火风险指数，可自动推算着火点与杆塔的距离和方位信息。(2)风险识别通过电力气象系统监测到河南省济源市境内共有7起山火，其中1起可能影响到220kV及以上电压等级输电线路。(3)风险评估电力气象系统自动计算得到某输电线路山火风险指数为0．72，为较高风险等级。同时，与济源供电公司线路专责联系跟踪现场火势情况，依据国网公司《输电线路山火应急处置工作指导意见》，此次山火可采取相应的灭火措施。(4)风险控制通知现场人员“可进行灭火处理”，并汇报调度采取相关措施，密切关注该线路，保持事故预想。该线路于2h后跳闸，由于预警提前、措施得当，重合闸成功，有效避免了山火对电网造成更大的影响。另外，为研究电网在气象条件急剧变化和台风天气条件下，各气象因子与电网运行状态的因果关系，也可以通过统计分析的方法，找到台风天气的时空分布特征与电网故障的时空分布特征，明确气象条件造成电网运行状态变化的原因、条件、程度及发展规律，为气象风险评估指标的建立提供一定的数据积累和理论基础。

4结语

本文以精细化电力气象预报技术研究为基础，以电力安全生产为导向，梳理融合电力和气象两个不同学科的相关知识，同时借鉴风险管理基本理论，总结形成了基于精细化气象信息的电网设备风险管理理论并在国网河南省电力公司进行了应用实践。相关结果表明，本文提出的风险管理理论提高了监测预警电网气象灾害的能力，使电网设备因气象原因故障率呈逐年降低趋势，起到了优良的防灾减灾作用;并通过减少电网设备设施固定资产损失和节约计划外支出应急检修费用的方式，为电网企业创造巨大的经济效益;同时还为向工农业生产和居民生活输送安全、可靠的电能提供了技术支撑和管理保障，具有很高的社会效益。

参考文献

［1］赵姗姗，鲁顺清，徐小贤．电网安全风险管理［J］．工业安全与环保，2009，35(3):57－59．

［2］吴濡生．将电网安全风险管理向纵深推进［J］．国家电网，2007(7):41－42．

［3］许永莉，孙建，刘念．风险管理在水电工程中的应用［J］．工业安全与环保，2009，35(2):50－52．

［4］李学明，郭尚坤，王剑柯，等．新的集成预报及其在短期气候预测中的应用［J］．重庆大学学报，2010，33(12):119－126．

［5］方丽华，熊小伏，方嵩，等．基于电网故障与气象因果关联分析的系统风险控制决策［J］．电力系统保护与控制，2014，42(17):113－119．

［6］王军兰．论风险管理在电力安全生产管理中的应用［J］．价值工程，2013(31):170－171．

作者：李哲 梁允 熊小伏 翁世杰 王建 刘松 单位：国网河南省电力公司电力科学研究院 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室