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【特别策划·观点】夏季电网安全运行风险如何应对

发布时间:2023-07-21
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  国网能源研究院 张钧 韩新阳 张琛

  进入夏季以来,我国华北、黄淮等地区出现持续高温天气,北京、天津、河北、山东等地气象观测站最高气温突破历史极值。与此同时,浙江、江西、湖南、广西、广东等地出现强降雨。根据国家减灾委员会办公室、应急管理部预测,今夏全国大部地区气温接近常年同期到偏高,高温日数偏多,部分地区强对流天气频繁,地质灾害集中高发,对电网安全稳定运行造成巨大风险。

  高温、干旱、山火严重威胁大电网安全稳定运行

  根据今年夏季及6月份全国自然灾害风险形势分析,华东、华中以及西北新疆等地可能出现阶段性高温热浪,湖北大部、湖南北部、重庆北部、四川东北部等地降水偏少2~5成,出现阶段性干旱风险较高;湖南、重庆、四川等部分地区气温高、雨水少,可能出现阶段性山火风险。高温、干旱、山火可能对相关地区电力安全生产造成严重影响。

  高温、干旱、山火等导致电力设备无法满功率运行甚至停运。从设备本体看,高温天气下输电线路弧垂变大,影响输送容量;变压器绝缘能力下降,容易发生击穿事故。西南电网2022年夏季设备故障明显增多,500千伏线路跳闸次数明显增多。从设备运行环境看,山火等次生灾害严重威胁关键输电通道安全。美国加利福尼亚州曾多次发生山火威胁输电走廊安全的事件。2021年,因山火影响,连接加利福尼亚州和俄勒冈州的500千伏电力线路输送能力下降,导致加利福尼亚州电力供应紧张,当地电力现货价格大幅上涨。2022年8月以来,受多处山火影响,我国重庆地区关键输电通道事故增加,严重威胁大电网安全稳定运行。

  持续性高温叠加干旱、无风等情况,使降温负荷激增的同时,造成水电、光伏、风电等机组出力下降,导致电力供需失衡。2022年夏季,四川省最大电力负荷同比增长25%,成都市降温负荷占总负荷比重一度超过40%,同时受长江流域降雨量偏少影响,相关主力水库见底,水电发电量严重下降,造成四川省出现较大电力缺口。

  电力供需紧张局面下,有序用电是保障民生用电的有力手段,但是执行过程中仍存在舆情风险。一方面,按照国家文件要求,有序用电首先对“两高”企业执行,但“两高”企业多为地方经济支柱,因此在审核有序用电执行序位表时,地方政府存在将部分“两高”企业调出清单或者下调限电负荷倾向。这样易引起被纳入清单的常规企业的不满或质疑。另一方面,有序用电容易被媒体过度解读,成为社会关注热点。

  强降雨、洪涝风雹会对电网造成一定影响

  当前,我国南北方均已进入防汛关键期,强降雨趋多趋频,尤其是东北、华北、华东南部、华中南部、华南及西南等地,强对流天气较为频繁,洪涝风雹灾害风险较高。强降雨、洪涝风雹等可能导致的电网风险主要包括:

  电力基础设施大多位于户外,容易遭受强降雨、洪涝风雹的破坏。电力杆塔容易遭受雨水冲刷发生塌陷,特别是土质松软、易塌方、易冲刷、低洼等地质条件较差地段的杆塔,容易因强降雨出现基础塌陷、开裂等现象,严重威胁供电安全。此外,洪涝风雹可能造成倒塔、断线、变电站一次设备损坏。

  部分城市雨水系统和排涝工程有待完善,一旦强降雨造成内涝甚至倒灌,将对小区供配电设施造成严重威胁。供配电设施防内涝能力不足,尤其是建在地下室的小区配电房,发生强降雨后,容易发生配电设施被淹,导致供电中断。

  因周边环境变化,部分变电站防汛能力降低,被淹、受损风险较大。受城市道路改造、建筑物新建等影响,部分变电站地形地势发生变化,导致原本符合防汛标准的变电站降低了标高,一旦强降雨造成城市内涝,容易被迫停运,危及城市供电安全。

  客户自身抵御自然灾害等能力弱,失去外部电源后的应急自救能力亟待提升。城市重要客户自备应急电源缺失或未定期维护保养,在外电失电情况下,无法快速启用,导致防汛应急“最后一道防线”失守;有的未配置专业运维人员或能力不足,发生内部故障时无法及时开展自救,完全依赖供电企业帮助恢复。

  有的放矢积极应对安全风险

  面对上述风险,可以从以下几个方面开展应对:

  加强设施设备风险预警防护。政府主管部门、国家气象部门、供电企业紧密合作,提升供电设施极端天气预警水平,提前加强电力设施防灾举措。加强政企联动,针对枢纽变电站、密集通道等关键电力基础设施开展联防联控,保障极端天气下电网稳定运行和电力可靠供应。

  加强电网调度运行管理。强化电网稳定特性分析,合理安排并及时优化电网运行方式,保持合理运行裕度。严肃调度纪律,落实电网运行控制要求,坚持“需求响应优先、有序用电保底、节约用电助力”,加强负荷侧管理。

  提升客户自备应急能力。重要客户需要严格落实国家有关配置双电源、应急发电设备等要求,提高极端天气下安全自保能力。因地制宜推动分布式智能电网建设,融合分布式清洁能源和多元负荷,实现就地消纳为主、余缺与大电网互动互济,提升客户就近供电能力。

  推动有序用电管理机制持续完善。将有序用电相关规定纳入法律法规条文,促进有序用电向法治化转变。政府牵头及时评价有序用电执行效果和指标完成情况,为积极落实有序用电方案的客户提供补偿,提高客户积极性。