震后城市供電系統分析淺談

張洪建/華北理工大學

震后城市供電系統分析淺談

張洪建/華北理工大學

在當今飛速發展的經濟環境下，新城鎮化建設愈來愈迅速，但是近些年自然災害發生的頻率越來越頻繁，尤其是地震災害。供電系統是城市防災減災的重要基礎設施之一，也是最為重要的生命線系統之一。若遭到強烈的地震破壞，一方面會產生造成電力系統正常運行的功能性破壞，另一方面會造成其他生命線工程的關聯性損壞。 依據近些年來電力系統在地震中的毀壞情況，總結電力系統的受災特點，仔細分析各種電力系統的震害原因和破壞機理，在此基礎上，提出加強電網的規劃、優化電源的布局、增強城市電網的運行控制技術等措施和建議，來建設堅強的城市電網，提高供電安全和抗震防災能力。

震害；電力系統；功能結構；減災對策

引言

城市防災減災體系中的生命線工程是確保居民生活水平，維持區域正常運轉和基本機能的關聯網絡狀公共工程，主要包括電力、供熱、供水、交通、通信等多個領域[1-2]。其中，電力系統是生命線系統重要組成部分之一，當地震災害發生時，主要表現為以下三個特征：

（1）以網絡系統的形式存在，往往在城市空間上覆蓋一個較大的區域范圍；

（2）因為生命線工程客觀載體為工程建筑，所以城市電力系統是由一系列建筑工程實體組建形成的

（3）電力系統在功能上與其他生命線系統具有偶聯性[3]。研究發現，電力系統遭遇的震害越嚴重，上述特征表現得越明顯。地震后的供電是至關重要的，不論是組織救災，搶救傷員，還是恢復人民正常的生活和工農業的生產，都離不開電力的供給。一旦電力系統發生功能性破壞，不僅無法實現其自身的電力供應，而且還會影響生命線工程其他系統的工作能力，甚至導致其他系統完全癱瘓[4]。

通過大量地震災害實例表明，在電力系統遭地遇震災害過程后，其保持破壞狀態時間越長，破壞影響范圍愈廣，本次電力系統的地震破壞造成的損失愈慘重。所以，一旦城市電力系統遭受地震災害影響，必須提高震害應對效率，用最短的時間恢復其工作能力，把災害造成的損失控制在最小的范圍內。

一、總體功能結構

城市供電應急處理支持系統總體功能組成主要分為：災害預警處理子系統、電力應急處理子系統、電力短缺預警處理子系統、保電管理子系統、模擬演練子系統、信息資源整合平臺等六大綜合性功能和內外部系統接口的標準和規范：

（一）災害預警處理子系統

主要實現在接收外部系統送來的災害等級以及類型的警報后，災害預警處理子系統會綜合分析這些數據，給出電力系統中面臨危險的設備，并且提供與這些設備相關的應急處理方案[5]。

（二）電力應急處理子系統

依照接口程序采集的電網智能分析系統提供的分析結果與實時數據，對啟動的故障類別及時的對用戶做出提示，并且查看相關信息，依據分析結果與輔助決策建議，優化和自動生成有關的應急方案[6]。

（三）電力短缺預警處理子系統

主要實現在有電力短缺時，系統可以根據電力短缺程度，制定相應的避峰、拉路、限電方案。

（四）保電管理子系統

通過該市應急指揮中心和其他各專項應急系統建立數據接口，獲取需要保電的數據，發送到 EMS 系統進行保電處理。

（五）模擬演練子系統

依據接口程序采集的人工模擬故障和EMS 歷史斷面數據，經過系統分析處理后，對啟動的故障類別及時的對用戶做出提示，并且查看相關信息，依據分析結果與輔助決策建議，模擬啟動相應的應急預案[7]。

（六）信息資源整合平臺

主要實現在業務系統和平臺之間實現數據的分布式交換；完成網絡數據更新入庫；實現更新數據的審核機制和檢查；實現統一的應用系統開發接口。

（七）和內外部系統接口的標準和規范的制定

經過接口標準和規范的制定，盡量減少系統應接口規范不一致造成的影響，接口標準規范包括電力系統內部接口標準和規范以及外部系統接口標準規范。

另外還需要有支撐系統運行的系統登錄、日志管理、權限管理等系統管理功能[8]。

二、城市應急供電系統的建設

城市應急供電系統，應統一考慮城市電網正常運行的需要與災害情況下的應急措施。依照災害情況下的特殊用電需求，建設城市應急供電系統開展以下內容。

（一）保證城市電網戰略輸送通道的暢通

加強局部電網和主網關鍵輸電通道，以及地區間的重要輸電聯絡線建設，逐步清除電網的薄弱環節，形成具有高可靠安全水平與靈活的互供能力的輸配電網絡，提高整個電網的抗震防災能力。

（二）推進微網技術和分布式發電

分布式電源是重要的發電形式之一，能夠作為應急電源來發揮重要作用，應綜合考慮微網與城市供電網絡的相互支援能力和供電能力，努力推進聯網的分布式電源建設，在災害發生時保證應急供電，維持重要的供電。

（三）建立電網抗震防災的應急機制

通過系統地整理不同用戶的用電需求，提出適合不同類別供電故障的應急預案;配備移動式成套的緊急搶修專用設備;建立城市電網故障迅速處理機制，完善事故搶修規程、管理制度與操作規范;提高系統仿真能力，能夠穩定的進行快速而準確的在線安全預警，及時發現隱患，提高系統運行的可信性。

三、電力系統的防震減災

（一）震前防災工作措施

基本原則就是防患于未然。組織上形成多層次防御系統,各司其職,把各項防震減災工作落到實處。明確電力工業局各處室震前的職能作用及崗位責任。

（二）震時應對措施

1.本著“地震就是命令”的原則,政府各部門負責人應立即主動到崗,實施指揮防震救災工作。

2.實施消防、人員疏散、醫療救護、交通管制、搶險搶修、匯亥保衛和器材物資供應應急對策。全系統人員、資金、物資的調配無條件服從防震減災領導小組的命令。

3.及時實施安全停機預案和震時安全生產,開展防止次生災害發生和控制其蔓延的應急處理。

4.做好恢復生活房屋和職工辦公及正常生產前工程設施的全面檢查與鑒定。

5.及時向當地上級、政府報告災情,爭取外援和支援。

6.檢查和搶修線路和通訊設備,保證上下、內外、主要通訊暢通聯絡。

7.組織搭建抗震房屋,使災區人員有安全的臨時生活場所,保證災員安全,維持好生活、生產秩序。

（三）震后防災減災應急對策

1.做好受災人員的安置、救護工作；

2.調查、統計和上報災情情況,總結救災經驗；

3.及時處理震損的臨時性工程,對永久性工程的鑒定需要加固或拆除的要報上級主管部門經批準后實施；

4.在防震減災領導小組統一指揮下,進行電力搶修,搶險救災工作；

5. 迅速恢復正常生活生產活動,不能恢復的列入重建計劃,報上級主管部門經批準后實施。

6.編制恢復和重建的規劃、措施；

四、結束語

綜上所述，城市抗震防災是一項非常復雜的系統工程，問題難度大、涉及面廣。我們要增加城市應急供電系統的建設投入，進一步加強電網規劃建設，加速抗震防災系統與設備的研究和開發工作，建設堅強可靠的電網，提高城市供電系統抵抗災害的能力。

[1]徐政.交直流電力系統動態行為分析[M].機械工業出版社:3－4.

[2]趙遵廉.中國電網的發展與展望[J].中國電力.2004.(1):1-6.

[3]魏巍.電網安全穩定運行的思考[J].云南電業. 2004. (4): 39-40.

[4]魯斯伊. 現代電力系統防災措施的構想[J].四川水利發電.2011.30(5):171-174.

[5]陳洪云;程韌俐;古宇軍等.電網安全預警及保障決策支持系統的開發與實現，華東電力，2011，36 卷第 6 期.

[6]朱少如.電力應急系統的研究，[碩士學位論文]，華北電力大學 2007

[7]張文亮、周孝信、白曉民等，城市電網應對突發事件保障供電安全的對策研究，中國電機工程學報，2008年22期

[8]天輝軟件公司.TH 城市供電應急處理技術支持系統,中國專利，2008 年 4 月

[9]寧夏電力工業局抗震防災減災對策方案1991年