摘要：面对电力系统潜在的大面积停电事故危机，对综合预测预警技术的研究需要立足于当前电力应急管理的根本要求，完善预测预警系统的功能架构，这对于应急管理最终目标的实现意义重大。电力应急管理中预测预警系统的构建需要具备电网安全评估、设备受损预报、停电事故预测以及预警信息发布等功能，保证电力系统在遭遇灾害性破坏时能够最大限度减少受侵害程度，本文从电力应急管理的定义和构成出发，分析了电力应急管理中综合预测预警系统的模块构成和实施流程，旨在准确预测停电范围，保证电力供应的稳定性。
关键词：电力系统；应急管理；预测预警；技术研究
1.引言
电力能源是国家的主要经济命脉之一，一旦发生重大停电事故将引起社会恐慌，因此政府和各级电网公司对其极为重视，纷纷将电力应急管理平台的建设作为提升电力系统应急处理能力的重要手段。作为一种现代化管理系统，电力应急管理平台具备辅助决策、预测预警和调度指挥等功能，其中综合预测预警系统的构建更能够准确预测停电的时间、区域和影响人口，并提出与之相关的预警信息。传统OPA模型、CASCADE模型和隐故障模型等结构的提出旨在模拟电力系统大面积停电事故，对电力系统不同内因与外因作用下大规模停电事故的发生规律进行探索研究，但却并不涉及到对某一特定条件下大面积停电发生可能性的预测，这显然难以满足实际的电网应急管理需求。
2.电力应急管理的定义和构成
2.1电力应急管理的定义
电力应急管理所对应的事件是电力系统突发灾害，这一区域灾害的显著特征是突发性和重大危害性，不仅难以准确预测，且很难有效防御和彻底清除。作为一种综合系统，电力系统存在于社会环境和自然环境的双重影响下，不同于纯自然灾害和纯社会系统灾害，电力系统突发灾害很难对其发生的时间段、宽度和区域进行预测，而电力应急管理的对象正是电力系统重大突发灾难事件，通过对重大突发灾难预防相应机制的研究及时恢复系统供电，这对于电力系统应急管理能力的提高影响深远。
2.2电力应急管理的构成
电力应急管理由预防、准备、响应以及恢复四个环节构成，这四个典型环节有着一定的整体性和动态性特征。所谓的预防环节涉及到识别危险源和危险缓解两方面内容，除了开发应急计划程序之外对相关人力和物力资源的识别也不可或缺；应急准备环节的目的在于促进应急处理能力的提升，一般包括四个方面的内容，即准备应急资源、编写预案、实际演练和预测模拟；响应环节是指利用应急资源保证电力设施和人身安全，降低灾害对社会环境乃至对国家的危害，并正式启动救援行动；最后的恢复环节顾名思义就是恢复正常的秩序，采取必要的行动对应急状态进行终止。
3.电力应急管理中综合预测预警技术的研究
3.1综合预测预警系统的模块构成
综合预测预警系统在电力应急管理中的应用需要先构建相对应的功能模块，通过各模块的相互配合促进预测预警系统的循环运行。
3.1.1电网设备受损预报模块
该模块能够准确预测安全事件及自然灾害对电力系统造成的不良影响，根据预测结果来分析电网可能发生的特重大设备损失问题，并将相关信息传递给相关人员。根据自然灾害的预先报道，以电力网络地理接线盒灾害易发区域为研究重点，在此基础上综合考虑电网设备的灾害承受能力，进一步准确判断出易受灾害且易发生故障的设备。该模块能够在第一时间内将预测的受损信息及时上报，相关部门可以提前做好设备的抢修准备工作，这也有助于电网安全评估工作的顺利开展。
3.1.2电网安全评估与应急调度模块
该模块能够融合电网当前受灾状况、实际运行及调度运行经验，在此基础上分析电网的安全状态，判断电网在运行过程中是否存在负荷损失。如果存在，那么可以通过科学合理的调度工作来有效减少负荷的损失。该模块的主要功能就是采用与电网调度系统对等的预警模块，模拟电网调度系统的调度指令，以此来提高系统稳定运行点判断信息的准确性，避免系统报警信息的频繁发出。
3.1.3停电事故预测模块
停电事故预测模块的主要功能就是准确预测停电故障的影响范围及影响程度，根据预测结果及实际情况来制定一系列紧急防控措施，调度部方案时，要能够做到具体问题具体分析，根据故障情况的不同采用差异化处理方法。简而言之，该模块的具体作用就是以灾害信息为参考依据，利用紧急手段来建模，采取紧急控制措施，以此来准确估算电力故障引发的停电范围与时间。
3.1.4预警信息发布模块
该模块可以在第一时间内将预警信息传递给应急管理相关部门，它能够将停电预警信息、设备防护预警信息、设备抢修预警信息及抢险物资等综合预警信息及时上传。
3.2预测预警系统的基本实施流程
①依据自然灾害变化情况对网络模型进行修改。灾害可以作为模型启动的触发事件，事件发生的同时模型也被调用，这与电网日常运行并不冲突。②开断电气设备。电气设备在选型阶段都考虑到其抗击灾害的能力，这就可以针对不同等级的灾害条件对设备受损概率进行计算。③故障设备切断后判断是否产生孤岛，若是产生了两个以上的孤岛则就需要对孤岛的发电装机容量和负荷量进行计算，以实际电网负荷水平为依据对负荷阈值进行设定，负荷量小于这一阈值则对系统的影响并不大。若是负荷量大于阈值或是没有孤岛产生则需要衡量装机容量和负荷量之间的关系，倘若负荷量小于装机容量则不会损失负荷，负荷量大于装机容量则这一差值就是损失的负荷量。④应急调度和安全评估。若是负荷水平超过了网络传输承载能力和发电容量则就表明电网的运行状态不够安全，亟需采取相关措施稳定线路传输功率。⑤紧急切负荷措施的制定。若是电力系统在破坏影响下可能对系统安全运行产生影响就需要采取对应的紧急切负荷措施，以保证系统运行的稳定性，合理控制事故范围，尽可能减小其中的负荷损失。⑥对损失负荷进行统计。对损失负荷的统计包括各个节点损失的负荷和线路损失负荷。⑦预警信号的发出。从应急预案内容出发将预警信息发送至受影响地区，依据事故的严重过程度发布预警信号，从高到低分别是红色预警、橙色预警、黄色预警及蓝色预警。
3.3对以上电力预测预警系统模型的几点讨论
首先，本文关于预测预警模型的建立采用的最优潮流评估系统安全性，这主要是因为这一方法既能够准确获悉系统是否有安全运行的可行域存在，同时也能够通过对调度过程的模拟从根本上满足应急管理平台对于突发公共事件的处理要求。其实针对电网安全性评估的方法还有其他，评估方法的选择对于电网本身的安全运行至关重要。其次，从电力系统紧急控制措施的形式分析，除了本文中提到的切负荷方法外切机、解列等形式也同样能够达到保障电力系统安全运行的目的，这是后续研究需要关注的方面。再次，针对电力系统预测结果的处理理应根据灾害变化和事故发展而发生改变，由此可见对于电力应急平台预测预警系统的构建应当表现为循环反复的过程。最后，对于电网灾害预测而言可能存在着诸多不确定的因素，紧急情况下还需要考虑到数据不准确或是数据无法获得的问题，大量简化电力系统特性其实并不可取，这与电力系统停电情况的准确预测有着必然联系。本文中采用的最优切负荷算法实际上是假定各项系统参数信息都可以被获得，忽略了对启发式算法的考虑。简而言之，针对停电范围的预测可采用不同甚至是多种方法同时展开，对各种不同结果进行整合之后便可得到所需要的预测信息，从防灾需求等方面考虑，对应的预测结果应当略微保守。
4.结束语
综上所述，自然灾害频发也有可能成为我国电力系统重大停电事件的重要诱因，但事实情况却是我国在电力应急救援的技术管理和装备水平方面都还亟待改善，面对重大停电事故时所采取的电力应急手段还局限于事故抢险救援，这无疑将对电力系统运行的可靠性造成阻碍。伴随输电通道能力的增强和输送距离的增大，线路损毁问题导致的停运势必将造成更加庞大的经济损失，这越发证明了电力应急管理综合预测预警系统构建的迫切性。本文中电力应急管理预测预警系统功能架构的提出对其中的各个实施模块都进行了细致阐述，以我国电力系统特点和运行规律为依据解决最优切负荷问题，充分考虑自然灾害可能对电力系统带来的影响，实现了对调度员应急调度手段的模拟，但在具体操作方面还欠缺对预测预警系统功能要求的全面整合。
参考文献
[1]唐斯庆,张弥,李建设.海南电网“9.26”大面积停电事故的分析与总结[J].电力系统自动化,2006,(01):1-7.
[2]赵希正.强化电网安全保障可靠供电——美加“8.14”大停电事件给我们的启示[J].电网技术,2003,(10):1-7.
[3]郭永基.加强电力系统可靠性的研究和应用——北美东部大停电的思考[J].电力系统自动化,2003,(19):1-5
作者：罗琼艳 单位：国网遂宁供电公司
相关专题：小学数学教师经验文章 生态功能区划
