程智鵬　劉一琛　呂軒

增強(qiáng)電網(wǎng)“安全韌性”是電力發(fā)展的基石、必要條件，有利于加快推動(dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)、服務(wù)中國(guó)式現(xiàn)代化電力安全穩(wěn)健運(yùn)行。電網(wǎng)“安全韌性”的基本內(nèi)涵可概括為：基于先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)、物聯(lián)技術(shù)，利用智能化控制方式，提升風(fēng)險(xiǎn)抵御能力，有效應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)“雙高”“雙峰”挑戰(zhàn)和極端事件，推動(dòng)電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展和新型能源體系構(gòu)建。現(xiàn)結(jié)合國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司實(shí)際，圍繞如何增強(qiáng)電網(wǎng)“安全韌性”，提出建議與思考。

冀北公司電網(wǎng)安全運(yùn)行

現(xiàn)狀及有關(guān)成效

經(jīng)過(guò)近年來(lái)不斷迭代發(fā)展，冀北公司已形成靜態(tài)電網(wǎng)一張圖，推動(dòng)構(gòu)建動(dòng)態(tài)電網(wǎng)一張圖，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)持續(xù)增強(qiáng)電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知、運(yùn)行控制、故障防御、應(yīng)急恢復(fù)能力，有力保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

態(tài)勢(shì)感知方面，發(fā)揮數(shù)據(jù)“生產(chǎn)資料”作用，加強(qiáng)電力設(shè)備的傳感、監(jiān)測(cè)等技術(shù)運(yùn)用，超大規(guī)模電網(wǎng)的數(shù)字化三維重構(gòu)實(shí)現(xiàn)輸電通道、站所、線路及設(shè)備狀態(tài)的全景可視管控，全面提高設(shè)備狀態(tài)感知能力。

運(yùn)行控制方面，利用數(shù)字化技術(shù)有效應(yīng)對(duì)供需平衡模式和特性的復(fù)雜化，聯(lián)合企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)量測(cè)中心，實(shí)現(xiàn)超短期、短期功率預(yù)測(cè)應(yīng)用。構(gòu)建新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，針對(duì)空調(diào)、新型儲(chǔ)能等建立負(fù)荷互動(dòng)平臺(tái)，科學(xué)測(cè)算并動(dòng)態(tài)掌握各地平衡情況，“全網(wǎng)一盤棋”加大精準(zhǔn)錯(cuò)峰、余缺調(diào)劑力度。

故障防御方面，轉(zhuǎn)變防御機(jī)制理念，推動(dòng)從被動(dòng)防御向主動(dòng)管控轉(zhuǎn)變，利用人工智能、大數(shù)據(jù)等數(shù)字技術(shù)，搭建了新型電力系統(tǒng)全息智能管控平臺(tái)、大電網(wǎng)本質(zhì)安全特征量化評(píng)估平臺(tái)，以數(shù)字系統(tǒng)“安全冗余”保障電力系統(tǒng)“安全裕度”。

應(yīng)急恢復(fù)方面，強(qiáng)化電網(wǎng)、客戶、裝備、物資等各類數(shù)據(jù)資源整合，建成保電“大腦中樞”全景智慧供電保障等系統(tǒng)，建立反應(yīng)迅速、協(xié)同聯(lián)動(dòng)的應(yīng)急機(jī)制，推動(dòng)應(yīng)急管理、處置與救援由“經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向”向“數(shù)智化”精準(zhǔn)管控轉(zhuǎn)變。

現(xiàn)有工作體系有待改進(jìn)完善之處

隨著高比例電力電子設(shè)備廣泛接入和電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)提速，電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、配、用各環(huán)節(jié)的聯(lián)系更加緊密，數(shù)字技術(shù)和電力系統(tǒng)高度耦合，調(diào)度、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等單一視角的安全觀念難以充分認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展的安全形勢(shì)變化，必須建立系統(tǒng)安全觀，把電力系統(tǒng)安全的構(gòu)成要素、影響因素、危害因素作為一個(gè)有機(jī)整體，把提升電力系統(tǒng)安全的機(jī)制和舉措作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，科學(xué)認(rèn)識(shí)、應(yīng)對(duì)解決新形勢(shì)下電網(wǎng)安全問(wèn)題。

構(gòu)成要素方面，隨著新能源占比逐步提高，交直流混聯(lián)大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)增加，運(yùn)用數(shù)字化手段推動(dòng)要素資源互聯(lián)互通的舉措有待完善，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。一是區(qū)域電網(wǎng)主網(wǎng)架的數(shù)字化轉(zhuǎn)型缺乏頂層規(guī)劃。垂直化的專業(yè)管理體系造成數(shù)字化轉(zhuǎn)型習(xí)慣于從業(yè)務(wù)視角出發(fā)，與“統(tǒng)一調(diào)度、分級(jí)管理”的電網(wǎng)管理機(jī)制存在不協(xié)調(diào)。電網(wǎng)安全運(yùn)行的數(shù)據(jù)個(gè)性化需求較高，各類系統(tǒng)匯聚的數(shù)據(jù)種類、數(shù)據(jù)精度往往不夠，數(shù)字化應(yīng)用仍處于初級(jí)應(yīng)用階段。二是設(shè)備的“點(diǎn)”和電網(wǎng)的“面”的結(jié)合不到位。電源、電網(wǎng)、用戶量測(cè)數(shù)據(jù)互通不暢、融合運(yùn)用不充分，調(diào)度運(yùn)行專業(yè)僅能掌握拓?fù)潆娋W(wǎng)的電壓、潮流等宏觀運(yùn)行信息，難以詳細(xì)了解油色譜、局放等影響設(shè)備安全運(yùn)行的信息。由于數(shù)據(jù)保密工作要求，地理坐標(biāo)、本體參數(shù)等設(shè)備臺(tái)賬開(kāi)放程度較低，制約了電網(wǎng)環(huán)境精細(xì)化分析。三是設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置“裝后不管”現(xiàn)象突出。目前設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置缺乏統(tǒng)一集成、分析管理和校準(zhǔn)手段，偏遠(yuǎn)地區(qū)信號(hào)較弱，數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確，誤報(bào)、漏報(bào)率較高，影響設(shè)備在線健康狀態(tài)評(píng)價(jià)，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行決策帶來(lái)負(fù)面干擾。

影響因素方面，分布式電源裝機(jī)快速增長(zhǎng)，配電網(wǎng)“有源”屬性日益凸顯，對(duì)配網(wǎng)的負(fù)荷特性、運(yùn)行模式、設(shè)備安全產(chǎn)生了顛覆性影響，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是“自動(dòng)化”建設(shè)投入不足，可觀可測(cè)能力有待提升。配電網(wǎng)點(diǎn)多面廣，通過(guò)全量加裝采集裝置方式實(shí)現(xiàn)透明化，建設(shè)及運(yùn)維成本高昂，無(wú)法有效落地。以冀北電網(wǎng)為例，配電網(wǎng)中壓開(kāi)關(guān)“三遙”覆蓋不全，覆蓋率低于50%。分布式光伏、用戶側(cè)儲(chǔ)能等新型供用電對(duì)象可觀、可測(cè)能力較弱，用采系統(tǒng)96點(diǎn)采集覆蓋率僅為63.76%，不具備高頻數(shù)據(jù)采集能力。二是“有源化”進(jìn)程加速推進(jìn)，可調(diào)可控能力有待增強(qiáng)。配電網(wǎng)加快向有源網(wǎng)轉(zhuǎn)變，運(yùn)行潮流復(fù)雜，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及計(jì)算推演能力提出了更高要求。對(duì)分布式電源信息未能準(zhǔn)確及時(shí)更新，更難以精確建模。分布式光伏、用戶側(cè)儲(chǔ)能等新型供用電對(duì)象的出力采集裝置質(zhì)量參差不齊、通訊基礎(chǔ)設(shè)施不完善，出力數(shù)據(jù)無(wú)法上傳至調(diào)度，調(diào)度指令難以下發(fā)到用戶。

危害因素方面，數(shù)字化轉(zhuǎn)型提高了電網(wǎng)的運(yùn)行效率，但也擴(kuò)大了電網(wǎng)攻擊暴露面，電力系統(tǒng)安全的脆弱性提升，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)存在短板。新能源場(chǎng)站網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)境更復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)能力較低、場(chǎng)站人員技能水平不足，邊界被突破的風(fēng)險(xiǎn)陡增，造成電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全存在較大運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。二是抗電磁脈沖能力薄弱。強(qiáng)電磁脈沖攻擊不僅對(duì)二次、通信系統(tǒng)的電子元器件造成沖擊，造成設(shè)備瞬時(shí)失效、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)丟失、元件永久損壞，還會(huì)導(dǎo)致數(shù)字化系統(tǒng)運(yùn)行失靈。當(dāng)前針對(duì)電磁脈沖防護(hù)尚無(wú)統(tǒng)一規(guī)定要求，針對(duì)數(shù)字化系統(tǒng)失靈后的應(yīng)急處置措施有待完善。

總結(jié)與展望

在電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)中，電網(wǎng)安全與數(shù)字安全呈高度耦合態(tài)勢(shì)，系統(tǒng)安全“蝴蝶效應(yīng)”十分顯著，傳統(tǒng)“三道防線”設(shè)防難度不斷加大。建議加強(qiáng)對(duì)“未知”風(fēng)險(xiǎn)與極端事件預(yù)判及應(yīng)對(duì)，推動(dòng)防御陣地前移，構(gòu)筑電網(wǎng)安全“第零道防線”。設(shè)備上強(qiáng)化主動(dòng)防御理念，通過(guò)局放信號(hào)識(shí)別設(shè)備內(nèi)部故障發(fā)展情況，在絕緣擊穿前可靠保護(hù)跳閘，避免設(shè)備爆燃損壞。運(yùn)行上充分利用多元數(shù)據(jù)融合等數(shù)字化技術(shù)，建立電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)感知及故障輔助決策體系，提前采取舉措應(yīng)對(duì)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。機(jī)制上強(qiáng)化政企、廠網(wǎng)協(xié)同，構(gòu)建一體化網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)同防御體系，主動(dòng)與系統(tǒng)外企業(yè)和應(yīng)急管理部門建立常態(tài)化合作機(jī)制，保障極端事件后電網(wǎng)及時(shí)恢復(fù)。