(國家電網公司，北京 100031)
〔摘 要〕 介紹了輸電網技術現狀和安全現狀；結合輸電網安全性評價成果及電網事故分析情況，分析了當前互聯電網、區(qū)域電網和省網安全形勢及面臨的主要問題；針對電網安全現狀及網廠分開新形勢，提出了加強電網安全管理，減少電網事故，保證電網安全穩(wěn)定的措施和建議。
〔關鍵詞〕 電網；安全；措施；建議
1 電網技術現狀
1.1 電力工業(yè)發(fā)展概況
電力工業(yè)是一個國家的經濟命脈。改革開放以來，我國電力工業(yè)得到飛速發(fā)展，逐步縮小了與世界發(fā)達國家的差距。1996—2002年期間，我國新增發(fā)電裝機容量1.37億kW，年均1 957萬kW，占世界新增發(fā)電裝機容量的30%左右，居世界首位。2002年，我國發(fā)電量完成15 716.5億kW·h，發(fā)電裝機容量達到3.54億kW·h，均居世界第二位，僅次于美國。
隨著電力體制改革的深化，網廠分開，組建區(qū)域電力市場，我國電力工業(yè)管理體制發(fā)生了深刻變革。按照現行管理模式，我國電力工業(yè)主要由國家電網公司、南方電網公司，以及中國華能集團、中國大唐集團、中國華電集團、中國國電集團、中國電力投資集團五大發(fā)電集團公司負責運營，其他還有獨資、合資、地方等多種投資形式的發(fā)電公司。國家電力監(jiān)管委員會根據國務院授權，履行全國電力市場監(jiān)管職能。
國家電網公司現已形成東北、華北、華中、華東、西北5個區(qū)域電網，按照2002年統(tǒng)計數據，售電量占全國總量的83.3%。目前華東和華中電網之間實現了跨大區(qū)直流聯網，東北和華北實現了交流聯網，另外華北—華中、華中—西北、西北—川渝、山東—華東和川渝—貴州等跨區(qū)聯網工程正在建設或籌建之中。預計到2005年，將實現除新疆、西藏、海南和臺灣省外的全國互聯電網。因此，隨著跨區(qū)電網工程建設步伐的加快，我國將逐步實現西電東送、南北互供和全國聯網的格局，從而在全國范圍內實現更廣泛的資源優(yōu)化配置，滿足國民經濟發(fā)展和全面建設小康社會的需要。
經過幾十年的發(fā)展，我國電力工業(yè)已取得舉世矚目的偉大成就，但與國外電力工業(yè)相比，目前還有很大的差距。
(1) 電氣化程度低。我國人均用電量約為世界平均值的1/3。
(2) 單機容量小，供電煤耗高。我國平均單機容量為54MW，平均供電煤耗率為392 g/kW·h，高出世界先進水平約60～70 g/kW·h。
(3) 電網薄弱，供電 可靠性差。長期以來我國發(fā)、輸、配電工程投資結構不合理，造成城鄉(xiāng)電網薄弱，設備低效、陳舊，線損高，供電可靠性比發(fā)達國家低0.2%左右。
(4) 環(huán)境問題突出。我國發(fā)電能源構成中，煤電比例大，2002年火力發(fā)電量占發(fā)電總量的80.05%。因我國動力用煤灰分高、含硫量大，加之煙氣除塵率低，SO2的排放處于失控狀態(tài)，使得如何有效地控制污染成為電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵問題之一。
1.2 電網技術現狀
隨著我國電 網建設和規(guī)模的發(fā)展，尤其是互聯電網的發(fā)展，現代先進的輸電技術、電力電子技術、信息技術、安全穩(wěn)定控制技術得到廣泛應用，保證了互聯電網運行的安全性和經濟性，這些技術的應用代表了目前電網技術的發(fā)展水平。
(1) 超高壓交流輸電技術得到普遍應用。目前我國東北、華北、華東、華中、南方電網已形成500 kV電壓等級的主干輸電網架。西北電網330 kV電壓等級現已無法滿足輸電需要，經過論證和可行性研究，已開始建設高一級電壓等級750 kV輸變電工程。隨著我國電力工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，1 000 kV以上特高壓輸電也存在應用的可能性。
(2) 直流輸電技術具有輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制靈活等優(yōu)點，在我國跨大區(qū)電網互聯中具有廣泛的應用前景。除已投入運行的葛—南線外，天生橋—廣州、三峽—華東的直流輸電工程也于近期建成投入生產運行，其中三峽—華東直流輸送功率將達到300萬kW，在500 kV直流輸電領域居世界首位，對于加強我國資源優(yōu)化、提高大電網的安全性和經濟性具有重要意義。
(3) 靈活交流輸電技術(FACTS)的應用可實現對交流輸電功率和潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平。我國于90年代以來開始對FACTS技術進行系統(tǒng)的研究和開發(fā)，其中對500 kV超高壓輸電線路可控硅串聯補償(TCSC)的研究已取得成果，靜止同步補償器(ASVG)的實際裝置已投入試運行。
(4) 對電網互聯運 行安全的最大威脅是運行穩(wěn)定性的破壞。2001年我國頒布實施新的《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》，規(guī)定了三級安全穩(wěn)定標準，提出建立防止穩(wěn)定破壞的三道防線，用以指導電力系統(tǒng)設計、建設、運行和 管理。作為電力工業(yè)強制性標準，這個導則反映了目前我國電網安全穩(wěn)定控制水平。
(5) 針對全國聯網初期網絡聯系薄弱，大電源遠距離輸電問題比較復雜，采用技術先進的安全自動裝置和穩(wěn)定控制策略，保證互聯電網的安全穩(wěn)定運行。例如，福建—華東聯絡線、陽城電廠發(fā)輸電系統(tǒng)都采用了復雜的自動切機裝置，提高輸電網絡的傳輸能力。
(6) 自動化技術得到了迅速發(fā)展，華北、華東、東北、華中、西北電網的調度中心已采用了現代化能量管理系統(tǒng)(EMS)。繼電保護和自動裝置全面推進微機化。自主開發(fā)的電力系統(tǒng)計算分析軟件在電力系統(tǒng)規(guī)劃設計、調度運行部門得到全面推廣應用。
(7) 農村電網經過技術改造，結構進一步優(yōu)化，自動化程度進一步提高，全國已有507個縣級電網調度自動化系統(tǒng)達到實用化要求，527個縣供電企業(yè)實現了通信組網。六氟化硫和真空斷路器、自動重合器、一點多址微波、光纖通信、配電自動化與負荷管理技術、無功動態(tài)補償等新技術在農網得到了廣泛應用。
（8）電網的數字化水平大幅提高。截止到2002年底，已建光纖通信電路長約85 000 km，微波通信電路長約73 200 km，電力專用通信網各級干線電路已全部實現了數字化，基本覆蓋了全國36個網、省公司。以北京為中心連接各主要電網的電力通信、調度通信網絡已基本形成。
2 電網安全現狀與形勢
2.1 電網安全現狀
電力行業(yè)公用性和電力系統(tǒng)同時性的特點，決定電網事故影響大、速度快、后果嚴重。大電網事故不僅會給電力企業(yè)造成重大的經濟損失，更嚴重地是會帶來巨大的政治、經濟影響，甚至會引起社會的混亂。例如，1996年美國、馬來西亞、新西蘭相繼發(fā)生大停電事故，其中美國WSCC(Western Systems Coordinating Council)大停電事故波及美國本土十幾個州和加拿大的兩個省，導致電網解列成4個孤立系統(tǒng)，損失負 荷3 039萬kW，影響749萬用戶；新西蘭第一大城市奧克蘭市停電事故，停電限電時間長達40多天，學校停課，商店停業(yè)，居民外遷，甚至準備實施緊急狀態(tài)，進行軍管。因此，從某種意義上說，電網安全關系到國家安全，關系到社會穩(wěn)定，是電力企業(yè)生存和發(fā)展的根本。
1998年國家電力公司成立之后，明確提出把電網安全作為安全工作的重中之重來抓，在建立和完善安全生產規(guī)章制度和管理機制，推行科學化、規(guī)范化管理過程中，始終把電網安全放在突出位置。在《安全生產工作規(guī)定》中，把防止大面積停電事故、防止電網瓦解事故作為公司系統(tǒng)安全生產總體目標之一，強調了電網安全在公司系統(tǒng)安全生產工作中的重要性；在《電業(yè)生產事故調查規(guī)程》中，增加了電網 事故的分類和定性，突出電網事故的考核；在電網安全管理中，積極推行現代化管理手段，組織 開展輸電網安全性評價工作，倡導各網省公司通過安全性評價找出電網安全存在的薄弱環(huán)節(jié)，并有針對 性地制定整改措施，加強電網安全基礎。經過幾年的努力，電網事故逐步得到有效控制，電網安 全水平達到新的高度，已連續(xù)6年未發(fā)生穩(wěn)定破壞、電網瓦解和大面積停電等大電網事故。2002年全國共發(fā)生對電網影響較大的事故36起，與2003年同比下降33.33%。
2003年國家電網公司正式運作以來，繼續(xù)堅持“安全第一，預防為主”的方針，全面落實安全生產責任制，堅持多年形成的行之有效的安全生產管理手段和運行機制；適應改革形勢，認真研究和建立滿足電網安全穩(wěn)定運行的網廠協調的安全管理機制，加強對并網電廠的安全管理和技術服務；結合現代安全生產管理發(fā)展的要求，全面推動安全性評價工作，倡導各網省公司接受基于風險管理的安全管理理念，以安全性評價為龍頭，實施自下而上與自上而下相結合的基于風險辨識、風險分析、風險評估、風險控制的閉環(huán)過程管理，全面夯實企業(yè)安全生產基礎。在電力供需矛盾日益突出、并網機組運行不穩(wěn)等不利因素的影響下，繼續(xù)保持電網安全穩(wěn)定運行。截止到2003年6月底，國家電網公司系統(tǒng)沒有發(fā)生大面積停電事故、電網穩(wěn)定事故和電網瓦解事故；發(fā)生一般電網事故56起，比去年同期減少4起，下降6.7%。
2.2 電網安全形勢及主要問題
與發(fā)達國家相比，近十年來，我們在電網結構和技術裝備相對薄弱的情況下，通過加強電網安全管理，落實電網安全穩(wěn)定的技術措施，沒有發(fā)生大的電網事故，保證了電網的安全穩(wěn)定運行。但是總體來說，我們的電網安全還是低水平的安全，電網安全還沒有實現長治久安的局面，電網運行過程中仍然存在多方面的安全問題，安全形勢依然嚴峻。
2.2.1 跨區(qū)互聯電網安全穩(wěn)定問題突出
隨著我國互聯電網的發(fā)展，穩(wěn)定破壞和大面積停電事故的危害性越來越大，大電網的安全穩(wěn)定問題越來越突出。但是目前我國跨區(qū)互聯電網處在發(fā)展初期，電網聯系薄弱，主要跨區(qū)聯絡線輸送功率已接近限額，而且部分設備陳舊落后，如已經運行14年的葛南直流輸電系統(tǒng)，安全隱患較大。一些新投入的跨區(qū)聯網工程也正處在設備故障率較高時期。因此，目前大區(qū)電網安全運行處于相對比較困難的時期，安全穩(wěn)定問題尤為突出。
2.2.2 電源與電網結構影響電網安全穩(wěn)定運行
近年來我國經濟增長迅速，尤其是一些經濟發(fā)達地區(qū)，用電量和用電負荷強勁增長，對電網的安全供電能力提出了越來越高的要求，但是目前的電網發(fā)展水平還不足以適應這種要求。此外，在電源和電網發(fā)展過程中，發(fā)展不協調，結構不合理，主干網架薄弱，造成現有電源的發(fā)電能力和電網的輸電能力得不到有效發(fā)揮，加劇了部分地區(qū)電力供需緊張的矛盾，對電網的安全穩(wěn)定性帶來嚴重影響。當前電源和電網結構反映的比較突出的問題有：
(1) 電網的調峰及事故備用容量不足。如華東電網近幾年負荷快速增長，2002年全網用電量增長14.3%，用電負荷增長超過20%，發(fā)電容量嚴重不足，夏季高峰負荷期間，電網可能處在備用不足或無備用的狀態(tài)；東北電網由于火電機組調峰能力差，水電大發(fā)及冬季供熱時期調峰及快速啟動的事故備用不足等。
(2) 主力大機組沒有直接接入500kV主網，沒有實現主力大電廠在輸電“高速路”上無障礙送電，帶來220kV電網線路密集、潮流擁擠、過負荷嚴重、短路電流超限、電壓支撐薄弱等多方面的問題，同時也影響了500 kV電網發(fā)揮作用，降低了電網的安全性和經濟性。
(3) 500 kV主干網 架雖然初步形成，但仍處在發(fā)展階段，網絡結構相對薄弱，一些電網存在輸電瓶頸、單變單線等問題，影響電網的送受電能力及安全穩(wěn)定水平。而各電網普遍被迫采用的500/
220 kV電磁環(huán)網運行，帶來系統(tǒng)穩(wěn)定控制問題非常復雜、220 kV系統(tǒng)短路電流過大、局部電網窩電等一系列問題。
(4) 受端系統(tǒng)薄弱，負荷中心缺乏強電源支撐，尤其是500 kV電網的支撐弱，落點少，造成220 kV電網過于密集，短路電流超標。動態(tài)無功電源缺乏，電壓水平低，電壓穩(wěn)定問題突出。單一元件故障不能保證正常供電，不能滿足N-1要求。
(5) 無功補償容量不足，無功沒有實現分層分區(qū)平衡，一些500 kV線路并聯電抗補償缺口大，抵抗補償不足，造成500 kV電壓較高，威脅一次設備安全和穩(wěn)定運行，有時被迫采用拉開線路以減少線路充電功率，使輸電網削弱。一些220kV變電站沒有按導則要求安裝電容補償，可調節(jié)的無功補償更少，無功電壓控制問題比較突出。
(6) 設備問題較為普遍，老舊設備存在較多隱患，設備維護和改造不及時，缺陷得不到及時治理。受負荷增長、網架薄弱等各種因素影響，一些設備不得不長期滿負荷運行，正常的設備檢修、預試、維護、消缺無法按計劃開展，部分設備帶病運行，給電網安全穩(wěn)定運行帶來嚴重隱患。
2.2.3 電網安全管理有待進一步完善和加強
近年來我們通過加強電網安全管理，嚴格電網事故考核，沒有發(fā)生重特大電網事故。但不斷發(fā)生的各種原因造成的電網事故，仍然從不同側面暴露出電網安全管理還存在多方面的問題和漏洞。
(1) 電網安全管理水平差距較大，事故的地區(qū)分布特征明顯。2002年，各電網事故次數分別為：華北14起，東北13起，華東21起，華中44起，西北23起。華中、西北電網事故次數與去年同期比較分別減少22.8%和34.3%，但仍然相對集中，占全部137起電網事故的48.9%。另外省網所屬部分供電企業(yè)也存在事故相對集中的情況。
(2) 二次系統(tǒng)問題突出，引發(fā)電網事故所占比例較大。近年來，因繼電保護誤動、自動裝置故障等二次系統(tǒng)原因造成的設備事故和電網事故時有發(fā)生，成為影響電網安全的重要因素。2002年因二次系統(tǒng)故障引發(fā)電網事故12起，擴大電網事故23起；因二次系統(tǒng)人員三誤（誤碰、誤接線、誤整定）引發(fā)電網事故12起，擴大電網事故6起。二次系統(tǒng)原因共同引發(fā)或擴大電網事故58起，占全部電網事故比例達到42.3%。
(3) 設備故障造成電網事故，暴露出設備質量、工程建設、運行維護等各個環(huán)節(jié)的安全管理問題。2002年有68起電網事故是因為設備故障而引起，約占全部電網事故的50%，其中39起是由于運行維護不到位造成設備缺陷沒有及時發(fā)現和消除或安全措施未落實，29起是由于新建或改擴建工程交接時對設備質量、工程質量等把關不嚴，后期運行維護和設備檢修不到位引起。
(4) 人員誤操作直接導致電網事故的發(fā)生。電氣誤操作事故是電力系統(tǒng)頻發(fā)性事故之一，可能造成設備損壞、電網停電和人身傷亡事故，是電力系統(tǒng)重點防范的事故之一。多年來通過廣泛采取防誤操作的技術措施和管理措施，誤操作事故特別是惡性誤操作事故大幅度下降，但遠沒有根本杜絕，仍然時有發(fā)生。在所有誤操作事故中，不嚴格執(zhí)行“兩票三制”，多處違章等人為因素仍然是主要原因，暴露出管理上的漏洞。2002年共發(fā)生37起誤操作事故，其中10起造成電網事故。
2.2.4 外力破壞、環(huán)境污染和自然災害危及安全
外力破壞（如盜竊、施工）、環(huán)境污染、自然災害一直是威脅電網安全的重大隱患，并有不斷增加的趨勢?！?002年，因外力破壞引發(fā)電網事故20起，同比增加4起；因雷擊、臺風、颮線風、龍卷風、沙塵暴、覆冰、覆雪、暴風雨、暴風雪等引發(fā)電網事故27起，同比增加3起。對這類事故，目前電網企業(yè)還缺乏有效的防范手段和防范措施。而對于地震、臺風、洪水等自然災害有可能造成的電網大面積癱瘓，目前還缺乏系統(tǒng)性研究和評估，沒有建立相應的預警機制。
2.2.5 并網發(fā)電廠事故影響電網安全
網廠分開后，電網安全穩(wěn)定所需要的電網與電廠之間的統(tǒng)一協調關系，由過去靠行政管理過渡為靠協議、合同、規(guī)則相互協調，使得電網安全管理的制約關系被削弱。在新的安全生產管理體制和管理關系還沒有完全建立和規(guī)范之前，可能會出現管理力度削弱，管理責任不落實等問題，影響電網的安全穩(wěn)定。今年以來因并網機組非計劃停運造成電網被迫拉限電、并網發(fā)電廠事故危及電網安全甚至造成電網事故，已在一定程度上暴露這方面問題。
3 電網安全對策
3.1 加快電網建設與發(fā)展，強化電網結構
電網發(fā)展跟不上經濟發(fā)展和用電負荷增長的速度，網架薄弱，結構不合理，是目前電網運行中的突出問題。因此，適當超前電網建設，加快電網發(fā)展，強化電網結構，為電網安全運行提供強有力的物質基礎，是解決目前電網運行安全問題的根本。同時，在電網發(fā)展過程中，要認真吸取歷史教訓，在決定電網規(guī)劃、建設、投資等重大問題時，將安全因素納入統(tǒng)一協調和考慮之中，不再把一些本來應該在規(guī)劃設計階段研究和解決的問題帶到運行系統(tǒng)中，避免出現諸如大機小網、送/受電卡脖子、主力電廠不接入最高一級電壓等級等安全“先天不足”，促進電源與電網的協調發(fā)展，為電網安全提供合理的網架結構支撐。
3.2 研究和解決電網安全的重大技術問題，防止發(fā)生大電網事故
研究大區(qū)互聯電網安全穩(wěn)定控制技術、大區(qū)互聯電網間低頻振蕩及抑制措施、交流與直流聯網配置問題等，為全國聯網提供技術支持；開展電網聯合反事故演習，有針對性地制定預防大電網事故的處理預 案；開展防止500 kV變電站、220 kV樞紐變電站全停專項工作，提出變電站一、二次設備建設、運 行管理、繼電保護配置的要求，制定預防變電站全停的事故處理預案；開展電網恢復控制研究，結合電網實際，編制電網黑啟動方案，有條件的電網，組織進行局部電網黑啟動試驗；開展重大災害事 故的研究和評估，對地震、臺風、洪水、冰凍、暴風雪等自然災害可能造成的電網大面積癱瘓，建立相應的事故預警機制和應急機制。
3.3 推行安全性評價，提高電網安全管理水平
輸電網安全性評價的成功實踐證明，開展安全性評價能系統(tǒng)地發(fā)現電網存在的薄弱環(huán)節(jié)和安全隱患，并有針對性地采取整改措施，提高電網安全水平。因此，要繼續(xù)深化輸電網安全性評價工作，在企業(yè)自查和專家評價的基礎上，有計劃地制定和落實整改措施，同時要充分利用輸電網安全性評價成果，指導電網規(guī)劃、建設、運行等各個環(huán)節(jié)的安全工作；開展發(fā)電廠并網運行安全性評價工作，對并網機組所必須滿足的必備技術條件提出明確要求，作為并網的準入條件，維護電網的安全穩(wěn)定；開展供電企業(yè)安全性評價工作，對供電企業(yè)的生產運行設備、勞動安全和作業(yè)環(huán)境、安全生產管理進行評價，提高供電企業(yè)安全管理水平。
3.4 加強設備質量管理，提高設備健康水平，為電網安全提供基礎保障
開展設備全過程質量管理，嚴格規(guī)劃設計審查、嚴格工程施工監(jiān)理、嚴格新設備投產驗收、嚴格設備維護和檢修管理，落實各環(huán)節(jié)設備缺陷的治理。合理安排檢修計劃，對重負荷、重要設備按計劃保證檢修 消缺，使設備在大負荷期間處在良好狀態(tài)。積極采用紅外線測溫、設備在線故障檢測和診斷、設備狀態(tài)檢修等先進的技術手段和管理措施，及時發(fā)現設備缺陷，消除事故隱患，保證設備的安全健康水平。
3.5 加強二次系統(tǒng)技術監(jiān)督和運行維護，減少二次系統(tǒng)原因造成電網事故
繼電保護誤動、自動控制裝置故障等二次系統(tǒng)問題是影響電網安全的重要因素之一，主要原因為現場人員三誤、新設備驗收把關不嚴、繼電保護定期校驗工作不到位或工作不認真造成裝置不正確動作等。隨著互聯電網規(guī)模的擴大及大量復雜的安全穩(wěn)定控制裝置的采用，繼電保護和安全自動裝置的誤動或拒動對電網的影響越來越大。因此，要進一步加強對繼電保護、調度自動化、安全自動控制裝置等二次系統(tǒng)的技術監(jiān)督與管理，結合安全性評價、安全大檢查和設備檢修工作，認真落實對二次系統(tǒng)的安 全檢查及檢修與維護，及時發(fā)現并消除事故隱患，確保一次設備的正常運行和電網的安全穩(wěn)定。
3.6 依靠法律、行政、經濟等綜合手段，加大電力設施保護力度
鑒于外力破壞及其他外在原因造成電力設備破壞和電網停電事故，一方面，加強與政府執(zhí)法部門的密切配合，加大處罰、打擊力度，嚴懲蓄意破壞的犯罪分子，依法保護電力設施安全；另一方面，在目前市場經濟形勢下，電力企業(yè)要及時轉變觀念，增強自我保護意識，增加宣傳力度，利用經濟手段在重點地區(qū)、重要時段有針對性地開展群防群護工作，維護電力設施安全。
3.7 加強企業(yè)人員安全知識和安全技能的培訓，提高安全素質
企業(yè)安全生產水平的提高終究還是取決于企業(yè)人員素質的提高，因此，要進一步加強企業(yè)人員的安全教育和培訓，不斷提高企業(yè)員工的安全意識、安全技能、安全素質。在安全教育和安全技能的培訓過程中，要逐步改變過去教學式培訓方式，增加實踐式培訓內容，使學員在實際工作條件和環(huán)境中身臨其境地接受培訓，在掌握相應安全知識的同時，掌握安全技能，培養(yǎng)安全意識。結合生產發(fā)展和科學技術進步，及時開展新知識、新技術的教育和培訓，使生產一線職工盡快熟悉和掌握新型電氣設備和自動裝置的結構、原理和應用，提高安全工作的預見性和可控性。
3.8 建立和完善網廠協調的安全管理機制，確保電網的安全穩(wěn)定
適應改革形勢，加強與并網電廠的溝通和協調，主動做好服務工作，共同制定保證網廠安全的技術措施，維護雙方權益。依據并網協議，繼續(xù)加強對并網電廠的安全管理和技術監(jiān)督，對直接涉及電網安全的一次設備和二次系統(tǒng)存在的重大安全問題，要認真研究，提出措施，并監(jiān)督落實，確保電網的安全穩(wěn)定。
參考文獻：
1 《我國電力安全生產形勢、差距和對策研究》，中國工程院咨詢研究項目，2002.
2 《國家電網公司電力安全生產科技發(fā)展規(guī)劃》，2003.
3 《國家電網公司2002年電網事故分析報告》
4 《輸電網安全性評價報告》
