編者按：國網(wǎng)能源院電網(wǎng)發(fā)展綜合研究所主要聚焦電網(wǎng)安全發(fā)展戰(zhàn)略、電網(wǎng)安全管理、電網(wǎng)安全資源市場配置、電網(wǎng)安全診斷分析等領域研究，從全社會安全資源共享、降低安全響應成本、提升安全響應能力等角度分析電網(wǎng)安全相關問題，提供安全識別、安全診斷、安全政策、安全方案等咨詢服務。本專欄將圍繞電力安全發(fā)展、企業(yè)應急能力提升、電網(wǎng)風險管理等主題，結(jié)合相關成果和研究思考與讀者進行交流分享。
張鈞：電網(wǎng)運行風險與安全管理能力提升
文章導讀：電網(wǎng)安全對現(xiàn)代經(jīng)濟社會運行非常重要。從近年來國際大面積停電事故看，電網(wǎng)安全在傳統(tǒng)風險方面呈現(xiàn)新趨勢，比如極端天氣越來越頻發(fā)、暴恐襲擊等，同時出現(xiàn)一些新風險，比如電力電子化特征越來越明顯、信息漏洞、網(wǎng)絡攻擊等。分析大面積停電事故原因是研究電網(wǎng)安全風險的重要途徑，但是難以看出風險“全貌”，還需要結(jié)合我國電網(wǎng)實際情況，對風險進行系統(tǒng)性分析。在提升管控能力方面，需要開展與風險發(fā)展趨勢相適應的安全管理建設，可以通過分析國際先進企業(yè)安全管理經(jīng)驗，總結(jié)相關啟示，為我國電網(wǎng)企業(yè)提升安全管理能力提供借鑒。
電網(wǎng)運行風險與安全管理能力提升
執(zhí)筆人：張鈞、邊海峰、靳曉凌、韓新陽
國網(wǎng)能源院電網(wǎng)發(fā)展綜合研究所
一、電網(wǎng)安全運行面臨的風險
（一）國際大面積停電事故分析
20世紀中期之后，全球電力工業(yè)進入規(guī)?？焖贁U張階段，大面積停電事故對經(jīng)濟社會的影響越來越大，這緣于一方面電網(wǎng)互聯(lián)程度不斷加強，單一事故波及范圍顯著擴大；另一方面電氣化程度持續(xù)提高，大面積停電事故影響更為嚴重。綜合考慮大面積停電涉及負荷比例、影響用戶規(guī)模、停電持續(xù)時間、輿論關注度等因素，選取150次大停電事故進行相關統(tǒng)計分析如下圖所示，從時間看，大多數(shù)事故發(fā)生于2000年之后，次數(shù)為125次，占比超過80%；分區(qū)域看，北美是停電事故頻發(fā)地區(qū)，其中美國發(fā)生43次，加拿大發(fā)生6次，同時巴西、印度尼西亞等發(fā)展中國家也多次發(fā)生大面積停電事故。
（a）
圖1 國外大停電次數(shù)按年代（a）及
國別(b)分布圖
總結(jié)大面積停電事故原因，可以分為四類：自然災害（臺風、暴雨、冰災、雷電、地磁暴、地震等）、人為攻擊（物理攻擊、網(wǎng)絡攻擊、電磁脈沖等）、關鍵設備故障和管理體制分散。自然災害和人為攻擊對電力系統(tǒng)影響巨大，其特點是發(fā)生概率較小，但造成的后果極其嚴重。關鍵設備故障和管理體制分散一般誘發(fā)小范圍停電事故，并往往在一系列不當技術(shù)措施和不合理網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的綜合作用下，逐漸發(fā)展為大面積停電事故。
（二）我國電網(wǎng)安全運行面臨風險
隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展，電網(wǎng)運行特性發(fā)生較大變化，從傳統(tǒng)以就地平衡為主的純交流電網(wǎng)，轉(zhuǎn)換為跨區(qū)域交直流混聯(lián)電網(wǎng)，電網(wǎng)一體化特性愈加明顯、抗擾動能力持續(xù)惡化，主要風險體現(xiàn)在以下六個方面：
一是大型受端電網(wǎng)頻率穩(wěn)定問題突出。我國跨區(qū)輸電基本以直流為主，直流輸電工程容量大、條數(shù)多，但是受端交流電網(wǎng)規(guī)模沒有相應增強。大規(guī)模直流饋入受端電網(wǎng)，造成受端電網(wǎng)等效同步慣量下降，直流故障后對頻率穩(wěn)定影響大。
二是網(wǎng)源協(xié)調(diào)矛盾加劇。近幾年，國內(nèi)廣泛開展火電機組節(jié)能環(huán)保改造，部分火電機組為提高其運行經(jīng)濟性，采取了汽機閥門配汽優(yōu)化等節(jié)能環(huán)保改造措施，機組正常運行時中調(diào)門開度過大，機組出力調(diào)節(jié)裕度不足，造成系統(tǒng)一次調(diào)頻能力下降。
三是新能源機組引發(fā)次同步振蕩風險加大。風電富集地區(qū)多次監(jiān)測到由風機產(chǎn)生的次同步諧波，風電機組產(chǎn)生的次同步諧波與火電機組固有頻率疊加時，一旦產(chǎn)生次同步振蕩，容易導致火電機組跳閘，甚至設備損壞。
四是輸電通道防護難度不斷加大。近年來，我國電網(wǎng)受臺風、雷電、洪水等自然災害及次生災害影響呈逐年上升趨勢，自然災害嚴重影響電力通道安全。基礎設施建設日益增多，電力系統(tǒng)站線周邊線下施工、違章建筑和采礦爆破等外力破壞的影響因素較多，易導致開關設備跳閘、線纜損壞、變電站設備破壞等故障。加之近年來電力設施盜竊、破壞案件多發(fā)，易引發(fā)電網(wǎng)失穩(wěn)或停電事故。
五是網(wǎng)絡攻擊對電網(wǎng)安全的威脅變得現(xiàn)實而緊迫。隨著電力產(chǎn)銷邊界的逐漸模糊，以及大量智能表計、智能終端接入，電力系統(tǒng)的分布化程度越來越高，電網(wǎng)邊界不斷延伸，電力監(jiān)控系統(tǒng)及其網(wǎng)絡的安全防護形勢日益嚴峻。
二、安全管理能力建設
鑒于安全管理的重要作用，因而成為國內(nèi)外理論與實踐創(chuàng)新的焦點，對ISO9000、OHSMS18001、NOSA CMB253、杜邦HSE、中石油HSE等進行對比分析，其安全管理相關內(nèi)容具有如下特點：
一是安全管理理念與文件體系相似。在理念上，均注重PDCA閉環(huán)提升，實現(xiàn)良性循環(huán)，并且高度關注安全文化建設，通過暢通信息渠道、強化正向激勵等途徑，推動全員參與安全工作。在文件體系上，通常包含三類文件，實現(xiàn)安全管理從整體到局部的逐層細化。第一類主要為安全生產(chǎn)方針、戰(zhàn)略目標、組織機構(gòu)、資源和文件等管理手冊類文件；第二類主要為評價和風險管理、規(guī)劃、實施和監(jiān)測、審核和評審等程序性文件；第三類主要是作業(yè)文件、表格等支持性文件。
二是安全管理側(cè)重點不同。ISO9000、OHSMS18001、NOSA CMB253為行業(yè)協(xié)會推出，著眼于指導各行業(yè)安全管理工作，因此這三種安全管理體現(xiàn)出綜合性、普適性，不具有行業(yè)特點。ISO/IEC27000雖然也是行業(yè)協(xié)會推出，但是聚焦信息安全領域，文件體系包括了金融、電信、電子政務等不同行業(yè)領域的信息安全管理。杜邦HSE基于對安全管理的理解，以風險管控和文化建設兩個核心構(gòu)建安全管理體系。煤礦本質(zhì)安全管理體系中有許多煤礦企業(yè)特有的管理文件。
上述特點可以為我國電網(wǎng)企業(yè)提升安全管理能力提供借鑒，為構(gòu)建符合我國國情企情的安全管理體系提供支撐。
