编者按：国网能源院电网发展综合研究所主要聚焦电网安全发展战略、电网安全管理、电网安全资源市场配置、电网安全诊断分析等领域研究，从全社会安全资源共享、降低安全响应成本、提升安全响应能力等角度分析电网安全相关问题，提供安全识别、安全诊断、安全政策、安全方案等咨询服务。本专栏将围绕电力安全发展、企业应急能力提升、电网风险管理等主题，结合相关成果和研究思考与读者进行交流分享。
张钧：电网运行风险与安全管理能力提升
文章导读：电网安全对现代经济社会运行非常重要。从近年来国际大面积停电事故看，电网安全在传统风险方面呈现新趋势，比如极端天气越来越频发、暴恐袭击等，同时出现一些新风险，比如电力电子化特征越来越明显、信息漏洞、网络攻击等。分析大面积停电事故原因是研究电网安全风险的重要途径，但是难以看出风险“全貌”，还需要结合我国电网实际情况，对风险进行系统性分析。在提升管控能力方面，需要开展与风险发展趋势相适应的安全管理建设，可以通过分析国际先进企业安全管理经验，总结相关启示，为我国电网企业提升安全管理能力提供借鉴。
电网运行风险与安全管理能力提升
执笔人：张钧、边海峰、靳晓凌、韩新阳
国网能源院电网发展综合研究所
一、电网安全运行面临的风险
（一）国际大面积停电事故分析
20世纪中期之后，全球电力工业进入规模快速扩张阶段，大面积停电事故对经济社会的影响越来越大，这缘于一方面电网互联程度不断加强，单一事故波及范围显著扩大；另一方面电气化程度持续提高，大面积停电事故影响更为严重。综合考虑大面积停电涉及负荷比例、影响用户规模、停电持续时间、舆论关注度等因素，选取150次大停电事故进行相关统计分析如下图所示，从时间看，大多数事故发生于2000年之后，次数为125次，占比超过80%；分区域看，北美是停电事故频发地区，其中美国发生43次，加拿大发生6次，同时巴西、印度尼西亚等发展中国家也多次发生大面积停电事故。
（a）
图1 国外大停电次数按年代（a）及
国别(b)分布图
总结大面积停电事故原因，可以分为四类：自然灾害（台风、暴雨、冰灾、雷电、地磁暴、地震等）、人为攻击（物理攻击、网络攻击、电磁脉冲等）、关键设备故障和管理体制分散。自然灾害和人为攻击对电力系统影响巨大，其特点是发生概率较小，但造成的后果极其严重。关键设备故障和管理体制分散一般诱发小范围停电事故，并往往在一系列不当技术措施和不合理网架结构的综合作用下，逐渐发展为大面积停电事故。
（二）我国电网安全运行面临风险
随着我国电力工业的快速发展，电网运行特性发生较大变化，从传统以就地平衡为主的纯交流电网，转换为跨区域交直流混联电网，电网一体化特性愈加明显、抗扰动能力持续恶化，主要风险体现在以下六个方面：
一是大型受端电网频率稳定问题突出。我国跨区输电基本以直流为主，直流输电工程容量大、条数多，但是受端交流电网规模没有相应增强。大规模直流馈入受端电网，造成受端电网等效同步惯量下降，直流故障后对频率稳定影响大。
二是网源协调矛盾加剧。近几年，国内广泛开展火电机组节能环保改造，部分火电机组为提高其运行经济性，采取了汽机阀门配汽优化等节能环保改造措施，机组正常运行时中调门开度过大，机组出力调节裕度不足，造成系统一次调频能力下降。
三是新能源机组引发次同步振荡风险加大。风电富集地区多次监测到由风机产生的次同步谐波，风电机组产生的次同步谐波与火电机组固有频率叠加时，一旦产生次同步振荡，容易导致火电机组跳闸，甚至设备损坏。
四是输电通道防护难度不断加大。近年来，我国电网受台风、雷电、洪水等自然灾害及次生灾害影响呈逐年上升趋势，自然灾害严重影响电力通道安全。基础设施建设日益增多，电力系统站线周边线下施工、违章建筑和采矿爆破等外力破坏的影响因素较多，易导致开关设备跳闸、线缆损坏、变电站设备破坏等故障。加之近年来电力设施盗窃、破坏案件多发，易引发电网失稳或停电事故。
五是网络攻击对电网安全的威胁变得现实而紧迫。随着电力产销边界的逐渐模糊，以及大量智能表计、智能终端接入，电力系统的分布化程度越来越高，电网边界不断延伸，电力监控系统及其网络的安全防护形势日益严峻。
二、安全管理能力建设
鉴于安全管理的重要作用，因而成为国内外理论与实践创新的焦点，对ISO9000、OHSMS18001、NOSA CMB253、杜邦HSE、中石油HSE等进行对比分析，其安全管理相关内容具有如下特点：
一是安全管理理念与文件体系相似。在理念上，均注重PDCA闭环提升，实现良性循环，并且高度关注安全文化建设，通过畅通信息渠道、强化正向激励等途径，推动全员参与安全工作。在文件体系上，通常包含三类文件，实现安全管理从整体到局部的逐层细化。第一类主要为安全生产方针、战略目标、组织机构、资源和文件等管理手册类文件；第二类主要为评价和风险管理、规划、实施和监测、审核和评审等程序性文件；第三类主要是作业文件、表格等支持性文件。
二是安全管理侧重点不同。ISO9000、OHSMS18001、NOSA CMB253为行业协会推出，着眼于指导各行业安全管理工作，因此这三种安全管理体现出综合性、普适性，不具有行业特点。ISO/IEC27000虽然也是行业协会推出，但是聚焦信息安全领域，文件体系包括了金融、电信、电子政务等不同行业领域的信息安全管理。杜邦HSE基于对安全管理的理解，以风险管控和文化建设两个核心构建安全管理体系。煤矿本质安全管理体系中有许多煤矿企业特有的管理文件。
上述特点可以为我国电网企业提升安全管理能力提供借鉴，为构建符合我国国情企情的安全管理体系提供支撑。
