1 電網(wǎng)安全現(xiàn)狀
電力行業(yè)公用性和電力系統(tǒng)同時(shí)性的特點(diǎn),決定電網(wǎng)事故影響大、速度快、后果嚴(yán)重。大電網(wǎng)事故不僅會給電力企業(yè)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失,更嚴(yán)重地是會帶來巨大的政治、經(jīng)濟(jì)影響,甚至?xí)鹕鐣幕靵y。例如,1996年美國、馬來西亞、新西蘭相繼發(fā)生大停電事故,其中美國WSCC(Western Systems Coordinating Council)大停電事故波及美國本土十幾個(gè)州和加拿大的兩個(gè)省,導(dǎo)致電網(wǎng)解列成4個(gè)孤立系統(tǒng),損失負(fù) 荷3 039萬kW,影響749萬用戶;新西蘭第一大城市奧克蘭市停電事故,停電限電時(shí)間長達(dá)40多天,學(xué)校停課,商店停業(yè),居民外遷,甚至準(zhǔn)備實(shí)施緊急狀態(tài),進(jìn)行軍管。因此,從某種意義上說,電網(wǎng)安全關(guān)系到國家安全,關(guān)系到社會穩(wěn)定,是電力企業(yè)生存和發(fā)展的根本。
1998年國家電力公司成立之后,明確提出把電網(wǎng)安全作為安全工作的重中之重來抓,在建立和完善安全生產(chǎn)規(guī)章制度和管理機(jī)制,推行科學(xué)化、規(guī)范化管理過程中,始終把電網(wǎng)安全放在突出位置。在《安全生產(chǎn)工作規(guī)定》中,把防止大面積停電事故、防止電網(wǎng)瓦解事故作為公司系統(tǒng)安全生產(chǎn)總體目標(biāo)之一,強(qiáng)調(diào)了電網(wǎng)安全在公司系統(tǒng)安全生產(chǎn)工作中的重要性;在《電業(yè)生產(chǎn)事故調(diào)查規(guī)程》中,增加了電網(wǎng) 事故的分類和定性,突出電網(wǎng)事故的考核;在電網(wǎng)安全管理中,積極推行現(xiàn)代化管理手段,組織 開展輸電網(wǎng)安全性評價(jià)工作,倡導(dǎo)各網(wǎng)省公司通過安全性評價(jià)找出電網(wǎng)安全存在的薄弱環(huán)節(jié),并有針對 性地制定整改措施,加強(qiáng)電網(wǎng)安全基礎(chǔ)。經(jīng)過幾年的努力,電網(wǎng)事故逐步得到有效控制,電網(wǎng)安 全水平達(dá)到新的高度,已連續(xù)6年未發(fā)生穩(wěn)定破壞、電網(wǎng)瓦解和大面積停電等大電網(wǎng)事故。2002年全國共發(fā)生對電網(wǎng)影響較大的事故36起,與2003年同比下降33.33%。
2003年國家電網(wǎng)公司正式運(yùn)作以來,繼續(xù)堅(jiān)持“安全第一,預(yù)防為主”的方針,全面落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制,堅(jiān)持多年形成的行之有效的安全生產(chǎn)管理手段和運(yùn)行機(jī)制;適應(yīng)改革形勢,認(rèn)真研究和建立滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的網(wǎng)廠協(xié)調(diào)的安全管理機(jī)制,加強(qiáng)對并網(wǎng)電廠的安全管理和技術(shù)服務(wù);結(jié)合現(xiàn)代安全生產(chǎn)管理發(fā)展的要求,全面推動安全性評價(jià)工作,倡導(dǎo)各網(wǎng)省公司接受基于風(fēng)險(xiǎn)管理的安全管理理念,以安全性評價(jià)為龍頭,實(shí)施自下而上與自上而下相結(jié)合的基于風(fēng)險(xiǎn)辨識、風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)評估、風(fēng)險(xiǎn)控制的閉環(huán)過程管理,全面夯實(shí)企業(yè)安全生產(chǎn)基礎(chǔ)。在電力供需矛盾日益突出、并網(wǎng)機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)等不利因素的影響下,繼續(xù)保持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。截止到2003年6月底,國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)沒有發(fā)生大面積停電事故、電網(wǎng)穩(wěn)定事故和電網(wǎng)瓦解事故;發(fā)生一般電網(wǎng)事故56起,比去年同期減少4起,下降6.7%。
2 電網(wǎng)安全形勢及主要問題
與發(fā)達(dá)國家相比,近十年來,我們在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)裝備相對薄弱的情況下,通過加強(qiáng)電網(wǎng)安全管理,落實(shí)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的技術(shù)措施,沒有發(fā)生大的電網(wǎng)事故,保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。但是總體來說,我們的電網(wǎng)安全還是低水平的安全,電網(wǎng)安全還沒有實(shí)現(xiàn)長治久安的局面,電網(wǎng)運(yùn)行過程中仍然存在多方面的安全問題,安全形勢依然嚴(yán)峻。
1 跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)安全穩(wěn)定問題突出
隨著我國互聯(lián)電網(wǎng)的發(fā)展,穩(wěn)定破壞和大面積停電事故的危害性越來越大,大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定問題越來越突出。但是目前我國跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)處在發(fā)展初期,電網(wǎng)聯(lián)系薄弱,主要跨區(qū)聯(lián)絡(luò)線輸送功率已接近限額,而且部分設(shè)備陳舊落后,如已經(jīng)運(yùn)行14年的葛南直流輸電系統(tǒng),安全隱患較大。一些新投入的跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)工程也正處在設(shè)備故障率較高時(shí)期。因此,目前大區(qū)電網(wǎng)安全運(yùn)行處于相對比較困難的時(shí)期,安全穩(wěn)定問題尤為突出。
2 電源與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行
近年來我國經(jīng)濟(jì)增長迅速,尤其是一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),用電量和用電負(fù)荷強(qiáng)勁增長,對電網(wǎng)的安全供電能力提出了越來越高的要求,但是目前的電網(wǎng)發(fā)展水平還不足以適應(yīng)這種要求。此外,在電源和電網(wǎng)發(fā)展過程中,發(fā)展不協(xié)調(diào),結(jié)構(gòu)不合理,主干網(wǎng)架薄弱,造成現(xiàn)有電源的發(fā)電能力和電網(wǎng)的輸電能力得不到有效發(fā)揮,加劇了部分地區(qū)電力供需緊張的矛盾,對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性帶來嚴(yán)重影響。當(dāng)前電源和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)反映的比較突出的問題有:
(1) 電網(wǎng)的調(diào)峰及事故備用容量不足。如華東電網(wǎng)近幾年負(fù)荷快速增長,2002年全網(wǎng)用電量增長14.3%,用電負(fù)荷增長超過20%,發(fā)電容量嚴(yán)重不足,夏季高峰負(fù)荷期間,電網(wǎng)可能處在備用不足或無備用的狀態(tài);東北電網(wǎng)由于火電機(jī)組調(diào)峰能力差,水電大發(fā)及冬季供熱時(shí)期調(diào)峰及快速啟動的事故備用不足等。
(2) 主力大機(jī)組沒有直接接入500kV主網(wǎng),沒有實(shí)現(xiàn)主力大電廠在輸電“高速路”上無障礙送電,帶來220kV電網(wǎng)線路密集、潮流擁擠、過負(fù)荷嚴(yán)重、短路電流超限、電壓支撐薄弱等多方面的問題,同時(shí)也影響了500 kV電網(wǎng)發(fā)揮作用,降低了電網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
(3) 500 kV主干網(wǎng) 架雖然初步形成,但仍處在發(fā)展階段,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對薄弱,一些電網(wǎng)存在輸電瓶頸、單變單線等問題,影響電網(wǎng)的送受電能力及安全穩(wěn)定水平。而各電網(wǎng)普遍被迫采用的500/
220 kV電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行,帶來系統(tǒng)穩(wěn)定控制問題非常復(fù)雜、220 kV系統(tǒng)短路電流過大、局部電網(wǎng)窩電等一系列問題。
(4) 受端系統(tǒng)薄弱,負(fù)荷中心缺乏強(qiáng)電源支撐,尤其是500 kV電網(wǎng)的支撐弱,落點(diǎn)少,造成220 kV電網(wǎng)過于密集,短路電流超標(biāo)。動態(tài)無功電源缺乏,電壓水平低,電壓穩(wěn)定問題突出。單一元件故障不能保證正常供電,不能滿足N-1要求。
(5) 無功補(bǔ)償容量不足,無功沒有實(shí)現(xiàn)分層分區(qū)平衡,一些500 kV線路并聯(lián)電抗補(bǔ)償缺口大,抵抗補(bǔ)償不足,造成500 kV電壓較高,威脅一次設(shè)備安全和穩(wěn)定運(yùn)行,有時(shí)被迫采用拉開線路以減少線路充電功率,使輸電網(wǎng)削弱。一些220kV變電站沒有按導(dǎo)則要求安裝電容補(bǔ)償,可調(diào)節(jié)的無功補(bǔ)償更少,無功電壓控制問題比較突出。
(6) 設(shè)備問題較為普遍,老舊設(shè)備存在較多隱患,設(shè)備維護(hù)和改造不及時(shí),缺陷得不到及時(shí)治理。受負(fù)荷增長、網(wǎng)架薄弱等各種因素影響,一些設(shè)備不得不長期滿負(fù)荷運(yùn)行,正常的設(shè)備檢修、預(yù)試、維護(hù)、消缺無法按計(jì)劃開展,部分設(shè)備帶病運(yùn)行,給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)重隱患。
3 電網(wǎng)安全管理有待進(jìn)一步完善和加強(qiáng)
近年來我們通過加強(qiáng)電網(wǎng)安全管理,嚴(yán)格電網(wǎng)事故考核,沒有發(fā)生重特大電網(wǎng)事故。但不斷發(fā)生的各種原因造成的電網(wǎng)事故,仍然從不同側(cè)面暴露出電網(wǎng)安全管理還存在多方面的問題和漏洞。
(1) 電網(wǎng)安全管理水平差距較大,事故的地區(qū)分布特征明顯。2002年,各電網(wǎng)事故次數(shù)分別為:華北14起,東北13起,華東21起,華中44起,西北23起。華中、西北電網(wǎng)事故次數(shù)與去年同期比較分別減少28%和34.3%,但仍然相對集中,占全部137起電網(wǎng)事故的48.9%。另外省網(wǎng)所屬部分供電企業(yè)也存在事故相對集中的情況。
(2) 二次系統(tǒng)問題突出,引發(fā)電網(wǎng)事故所占比例較大。近年來,因繼電保護(hù)誤動、自動裝置故障等二次系統(tǒng)原因造成的設(shè)備事故和電網(wǎng)事故時(shí)有發(fā)生,成為影響電網(wǎng)安全的重要因素。2002年因二次系統(tǒng)故障引發(fā)電網(wǎng)事故12起,擴(kuò)大電網(wǎng)事故23起;因二次系統(tǒng)人員三誤(誤碰、誤接線、誤整定)引發(fā)電網(wǎng)事故12起,擴(kuò)大電網(wǎng)事故6起。二次系統(tǒng)原因共同引發(fā)或擴(kuò)大電網(wǎng)事故58起,占全部電網(wǎng)事故比例達(dá)到43%。
(3) 設(shè)備故障造成電網(wǎng)事故,暴露出設(shè)備質(zhì)量、工程建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)的安全管理問題。2002年有68起電網(wǎng)事故是因?yàn)樵O(shè)備故障而引起,約占全部電網(wǎng)事故的50%,其中39起是由于運(yùn)行維護(hù)不到位造成設(shè)備缺陷沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除或安全措施未落實(shí),29起是由于新建或改擴(kuò)建工程交接時(shí)對設(shè)備質(zhì)量、工程質(zhì)量等把關(guān)不嚴(yán),后期運(yùn)行維護(hù)和設(shè)備檢修不到位引起。
(4) 人員誤操作直接導(dǎo)致電網(wǎng)事故的發(fā)生。電氣誤操作事故是電力系統(tǒng)頻發(fā)性事故之一,可能造成設(shè)備損壞、電網(wǎng)停電和人身傷亡事故,是電力系統(tǒng)重點(diǎn)防范的事故之一。多年來通過廣泛采取防誤操作的技術(shù)措施和管理措施,誤操作事故特別是惡性誤操作事故大幅度下降,但遠(yuǎn)沒有根本杜絕,仍然時(shí)有發(fā)生。在所有誤操作事故中,不嚴(yán)格執(zhí)行“兩票三制”,多處違章等人為因素仍然是主要原因,暴露出管理上的漏洞。2002年共發(fā)生37起誤操作事故,其中10起造成電網(wǎng)事故。
4 外力破壞、環(huán)境污染和自然災(zāi)害危及安全
外力破壞(如盜竊、施工)、環(huán)境污染、自然災(zāi)害一直是威脅電網(wǎng)安全的重大隱患,并有不斷增加的趨勢?!?002年,因外力破壞引發(fā)電網(wǎng)事故20起,同比增加4起;因雷擊、臺風(fēng)、颮線風(fēng)、龍卷風(fēng)、沙塵暴、覆冰、覆雪、暴風(fēng)雨、暴風(fēng)雪等引發(fā)電網(wǎng)事故27起,同比增加3起。對這類事故,目前電網(wǎng)企業(yè)還缺乏有效的防范手段和防范措施。而對于地震、臺風(fēng)、洪水等自然災(zāi)害有可能造成的電網(wǎng)大面積癱瘓,目前還缺乏系統(tǒng)性研究和評估,沒有建立相應(yīng)的預(yù)警機(jī)制。
5 并網(wǎng)發(fā)電廠事故影響電網(wǎng)安全
網(wǎng)廠分開后,電網(wǎng)安全穩(wěn)定所需要的電網(wǎng)與電廠之間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)關(guān)系,由過去靠行政管理過渡為靠協(xié)議、合同、規(guī)則相互協(xié)調(diào),使得電網(wǎng)安全管理的制約關(guān)系被削弱。在新的安全生產(chǎn)管理體制和管理關(guān)系還沒有完全建立和規(guī)范之前,可能會出現(xiàn)管理力度削弱,管理責(zé)任不落實(shí)等問題,影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。今年以來因并網(wǎng)機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)造成電網(wǎng)被迫拉限電、并網(wǎng)發(fā)電廠事故危及電網(wǎng)安全甚至造成電網(wǎng)事故,已在一定程度上暴露這方面問題。