电力系统安全运行管理实务

电力系统安全运行管理实务电力系统作为能源供应的“主动脉”，其安全运行直接关乎国民经济稳定与社会民生福祉。伴随新型电力系统建设加速推进，新能源大规模并网、源网荷储协同互动等变革，既赋予电网更强的资源优化能力，也使安全运行管理面临设备形态多元、运行场景复杂、故障诱因隐蔽等新挑战。本文立足实务视角，从风险防控体系构建、全要素管理落地、差异化场景应对等维度，剖析电力系统安全运行管理的核心路径，为从业者提供兼具理论支撑与实践价值的操作指引。一、安全运行管理的核心目标与现实挑战电力系统安全运行管理以“可靠供电、故障可控、风险可防”为核心目标，具体表现为：保障电力连续供应，满足用户负荷需求；防范电网连锁故障、大面积停电等系统性风险；提升设备健康水平，延长资产使用寿命；增强极端工况（自然灾害、外力破坏）下的韧性恢复能力。当前，新型电力系统转型带来多重挑战：能源结构转型：风电、光伏等间歇性电源占比提升，电网实时平衡难度增大，调频、调压等辅助服务需求激增；设备形态多元化：储能电站、虚拟电厂等新型主体接入，传统“源-网-荷”管理模式需重构；风险源复杂化：除传统的设备老化、树障隐患外，网络攻击、极端天气（如台风、山火）等非传统风险对电网安全的冲击日益凸显。二、核心管理要素的实务落地策略安全运行管理需从“设备、监控、作业、应急”四大要素发力，构建全链条管控体系：（一）设备全生命周期管理：从“被动消缺”到“主动预防”设备管理贯穿选型、安装、运维、退役全周期，实务中需把握关键环节：选型与安装：依据场景需求优选设备（如沿海地区选用防盐雾腐蚀的变压器）；安装阶段严格执行工艺标准，避免因接线松动、接地不良埋下隐患。运维与监测：推行“状态检修+预防性试验”模式，利用红外测温、局部放电检测等技术识别设备隐性缺陷（如开关柜绝缘老化）；对重要设备（如主变、断路器）建立健康档案，动态评估剩余寿命。退役与更新：制定设备退役标准（如运行超30年、故障次数超限），优先更新老旧线路、高损变压器，同步做好退役设备的环保处置。（二）运行监控与预警体系：从“事后处置”到“事前预判”依托数字化技术构建立体监控网络：调度自动化系统：通过SCADA（数据采集与监视控制）实时采集电网运行参数，PMU（同步相量测量装置）捕捉暂态过程，实现电网状态可视化。AI辅助预警：基于历史故障数据训练模型，对设备温度异常、线路负荷越限等风险提前预警（如通过机器学习识别变压器油色谱数据中的故障特征）。多源数据融合：整合气象、地质数据（如台风路径、山体滑坡预警），预判外部环境对电网的威胁，提前启动防范措施（如调整线路负荷、加固杆塔）。（三）作业安全管控：从“制度约束”到“行为养成”作业安全是现场管理的核心，需落实“人防+技防”双控机制：两票三制执行：工作票、操作票实行“三级审核”（班组、工区、调度），监护制度要求“一人操作、一人监护”，巡检制度明确“定点、定时、定责”（如变电站巡检每2小时一次，记录设备声响、油温等参数）。风险辨识与管控：作业前开展JSA（工作安全分析），识别高空坠落、触电等风险，配置防坠器、绝缘手套等防护用具；对带电作业、有限空间作业等高危场景，执行“双许可”（安全、技术负责人双签字）。安全工器具管理：建立工器具台账，定期检测（如绝缘靴每半年耐压试验），实行“领用-归还”闭环管理，杜绝超期、破损工器具流入现场。（四）应急管理机制：从“预案编制”到“实战检验”应急管理需突出“快速响应、最小损失”原则：预案体系建设：针对大面积停电、设备火灾、自然灾害等场景，编制“一主多辅”预案（主预案明确指挥体系，分预案细化抢修、保电、舆情应对等子流程）。应急演练常态化：每季度开展桌面推演（模拟故障处置流程），每年组织实战演练（如模拟台风导致线路跳闸，检验抢修队伍集结、物资调配效率）。应急物资储备：按“分区、分级”原则储备物资（如城区变电站储备2小时抢修物资，偏远地区储备4小时用量），定期盘点更新，确保电缆、熔断器等关键物资“账实相符”。三、差异化场景下的管理策略优化不同电网场景的安全风险特征各异，需针对性施策：（一）城市电网：聚焦“可靠性与快速恢复”城市电网负荷密度高、重要用户多（如医院、数据中心），管理重点为：网架优化：构建“环网+双电源”供电模式，重要用户实现“两路独立电源+自备应急电源”配置，缩短故障停电范围。配电自动化：推广FA（馈线自动化）技术，故障后自动隔离故障段、恢复非故障段供电，将停电时间压缩至分钟级。地下管网管理：对电缆隧道实行“智能巡检”（机器人+温湿度传感器），防范积水、火灾等隐患，同步建立电缆故障定位模型（如脉冲反射法快速定位断点）。（二）农村电网：破解“环境复杂与运维薄弱”农村电网线路长、分布散，面临树障、雷击等风险，管理要点为：防雷与绝缘升级：在雷击高发区加装线路避雷器、更换绝缘导线，降低雷击跳闸率；对台区变压器安装防雷接地装置，接地电阻≤4Ω。树障治理：联合林业部门建立“树线矛盾”协同机制，按“线路走廊5米内无高杆植物”标准定期清障，同步推广无人机巡检（搭载激光雷达识别树障隐患）。台区精益化管理：对低电压、线损高的台区，通过调整变压器档位、更换大截面导线等措施优化供电质量，降低设备过载风险。（三）新能源基地电网：应对“间歇性与波动性”新能源基地（如风光大基地）并网容量大，需解决消纳与安全稳定问题：功率预测与调控：利用数值天气预报（NWP）技术提升风电、光伏功率预测精度（误差≤15%），通过AGC（自动发电控制）实现新能源与常规电源的功率协同。调频调压优化：配置储能电站（如磷酸铁锂电池储能）参与调频，在新能源出力突变时快速响应；优化SVG（静止无功发生器）投切策略，维持并网点电压稳定。孤网风险防控：制定新能源基地“孤网运行”应急预案，配置黑启动电源（如柴油发电机），确保故障解列后能快速恢复电网同步。四、典型案例与经验启示案例1：台风“山竹”后的电网快速恢复2018年台风“山竹”袭击珠三角，某供电局提前24小时启动防风Ⅳ级响应：加固杆塔拉线、转移应急物资；故障发生后，通过无人机巡检快速定位12处倒杆故障，抢修队伍按“先主干、后分支”顺序作业，24小时内恢复90%用户供电。经验：极端天气应对需“预控+快修”结合，无人机等技术工具可大幅提升故障排查效率。案例2：变电站设备缺陷的提前处置某220kV变电站主变油色谱数据异常，系统预警“乙炔含量超标”，运维人员立即停电检修，发现绕组匝间短路隐患，避免了变压器烧毁事故。经验：状态监测与AI预警的深度融合，可将“事后抢修”转化为“事前消缺”，降低故障损失。五、未来优化方向（一）数字化转型：构建“数字孪生电网”利用三维建模、实时数据映射技术，打造电网数字孪生体，实现设备状态、潮流分布的动态仿真，辅助调度决策（如模拟新能源并网后的电网稳定性）。（二）新型电力系统下的安全协同探索虚拟电厂、需求侧响应的安全管理机制，在负荷高峰时通过聚合用户侧资源（如空调、充电桩）参与调峰，同时建立“源-网-荷-储”协同的故障处置流程。（三）人员能力与安全文化建设构建“理论+实操”培训体系（如仿真机模拟故障处置、现场实操考核），开展“安全明星”“零违章班组”评选，将安全意识