(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 電力工業發展概況
電力工業是一個國家的經濟命脈。改革開放以來，我國電力工業得到飛速發展，逐步縮小了與世界發達國家的差距。1996—2002年期間，我國新增發電裝機容量1.37億kW，年均1 957萬kW，占世界新增發電裝機容量的30%左右，居世界首位。2002年，我國發電量完成15 716.5億kW·h，發電裝機容量達到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，組建區域電力市場，我國電力工業管理體制發生了深刻變革。按照現行管理模式，我國電力工業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電公司。國家電力監管委員會根據國務院授權，履行全國電力市場監管職能。
國家電網公司現已形成東北、華北、華中、華東、西北5個區域電網，按照2002年統計數據，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化配置，滿足國民經濟發展和全面建設小康社會的需要。
經過幾十年的發展，我國電力工業已取得舉世矚目的偉大成就，但與國外電力工業相比，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、輸、配電工程投資結構不合理，造成城鄉電網薄弱，設備低效、陳舊，線損高，供電可靠性比發達國家低0.2%左右。
(4) 環境問題突出。我國發電能源構成中，煤電比例大，2002年火力發電量占發電總量的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，使得如何有效地控制污染成為電力工業可持續發展的關鍵問題之一。
1.2 電網技術現狀
隨著我國電 網建設和規模的發展，尤其是互聯電網的發展，現代先進的輸電技術、電力電子技術、信息技術、安全穩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。隨著我國電力工業的持續發展，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、穩定性好、控制靈活等優點，在我國跨大區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的安全穩定水平。我國于90年代以來開始對FACTS技術進行系統的研究和開發，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定性的破壞。2001年我國頒布實施新的《電力系統安全穩定導則》，規定了三級安全穩定標準，提出建立防止穩定破壞的三道防線，用以指導電力系統設計、建設、運行和 管理。作為電力工業強制性標準，這個導則反映了目前我國電網安全穩定控制水平。
(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定控制策略，保證互聯電網的安全穩定運行。例如，福建—華東聯絡線、陽城電廠發輸電系統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(EMS)。繼電保護和自動裝置全面推進微機化。自主開發的電力系統計算分析軟件在電力系統規劃設計、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達到實用化要求，527個縣供電企業實現了通信組網。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
電力行業公用性和電力系統同時性的特點，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，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，居民外遷，甚至準備實施緊急狀態，進行軍管。因此，從某種意義上說，電網安全關系到國家安全，關系到社會穩定，是電力企業生存和發展的根本。
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章制度和管理機制，推行科學化、規范化管理過程中，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安全生產總體目標之一，強調了電網安全在公司系統安全生產工作中的重要性；在《電業生產事故調查規程》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節，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6年未發生穩定破壞、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、風險控制的閉環過程管理，全面夯實企業安全生產基礎。在電力供需矛盾日益突出、并網機組運行不穩等不利因素的影響下，繼續保持電網安全穩定運行。截止到2003年6月底，國家電網公司系統沒有發生大面積停電事故、電網穩定事故和電網瓦解事故；發生一般電網事故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，落實電網安全穩定的技術措施，沒有發生大的電網事故，保證了電網的安全穩定運行。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 跨區互聯電網安全穩定問題突出
隨著我國互聯電網的發展，穩定破壞和大面積停電事故的危害性越來越大，大電網的安全穩定問題越來越突出。但是目前我國跨區互聯電網處在發展初期，電網聯系薄弱，主要跨區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，安全隱患較大。一些新投入的跨區聯網工程也正處在設備故障率較高時期。因此，目前大區電網安全運行處于相對比較困難的時期，安全穩定問題尤為突出。
2.2.2 電源與電網結構影響電網安全穩定運行
近年來我國經濟增長迅速，尤其是一些經濟發達地區，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，但是目前的電網發展水平還不足以適應這種要求。此外，在電源和電網發展過程中，發展不協調，結構不合理，主干網架薄弱，造成現有電源的發電能力和電網的輸電能力得不到有效發揮，加劇了部分地區電力供需緊張的矛盾，對電網的安全穩定性帶來嚴重影響。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；東北電網由于火電機組調峰能力差，水電大發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定水平。而各電網普遍被迫采用的500/
220 kV電磁環網運行，帶來系統穩定控制問題非常復雜、220 kV系統短路電流過大、局部電網窩電等一系列問題。
(4) 受端系統薄弱，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。動態無功電源缺乏，電壓水平低，電壓穩定問題突出。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，沒有發生重特大電網事故。但不斷發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也存在事故相對集中的情況。
(2) 二次系統問題突出，引發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原因造成的設備事故和電網事故時有發生，成為影響電網安全的重要因素。2002年因二次系統故障引發電網事故12起，擴大電網事故23起；因二次系統人員三誤（誤碰、誤接線、誤整定）引發電網事故12起，擴大電網事故6起。二次系統原因共同引發或擴大電網事故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、運行維護等各個環節的安全管理問題。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生。電氣誤操作事故是電力系統頻發性事故之一，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，仍然時有發生。在所有誤操作事故中，不嚴格執行“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、環境污染和自然災害危及安全
外力破壞（如盜竊、施工）、環境污染、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、暴風雪等引發電網事故27起，同比增加3起。對這類事故，目前電網企業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，目前還缺乏系統性研究和評估，沒有建立相應的預警機制。
2.2.5 并網發電廠事故影響電網安全
網廠分開后，電網安全穩定所需要的電網與電廠之間的統一協調關系，由過去靠行政管理過渡為靠協議、合同、規則相互協調，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 加快電網建設與發展，強化電網結構
電網發展跟不上經濟發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，在電網發展過程中，要認真吸取歷史教訓，在決定電網規劃、建設、投資等重大問題時，將安全因素納入統一協調和考慮之中，不再把一些本來應該在規劃設計階段研究和解決的問題帶到運行系統中，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，防止發生大電網事故
研究大區互聯電網安全穩定控制技術、大區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地發現電網存在的薄弱環節和安全隱患，并有針對性地采取整改措施，提高電網安全水平。因此，要繼續深化輸電網安全性評價工作，在企業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，指導電網規劃、建設、運行等各個環節的安全工作；開展發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，維護電網的安全穩定；開展供電企業安全性評價工作，對供電企業的生產運行設備、勞動安全和作業環境、安全生產管理進行評價，提高供電企業安全管理水平。
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，嚴格規劃設計審查、嚴格工程施工監理、嚴格新設備投產驗收、嚴格設備維護和檢修管理，落實各環節設備缺陷的治理。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。積極采用紅外線測溫、設備在線故障檢測和診斷、設備狀態檢修等先進的技術手段和管理措施，及時發現設備缺陷，消除事故隱患，保證設備的安全健康水平。
3.5 加強二次系統技術監督和運行維護，減少二次系統原因造成電網事故
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。隨著互聯電網規模的擴大及大量復雜的安全穩定控制裝置的采用，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的技術監督與管理，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的安 全檢查及檢修與維護，及時發現并消除事故隱患，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、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 加強企業人員安全知識和安全技能的培訓，提高安全素質
企業安全生產水平的提高終究還是取決于企業人員素質的提高，因此，要進一步加強企業人員的安全教育和培訓，不斷提高企業員工的安全意識、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，培養安全意識。結合生產發展和科學技術進步，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，繼續加強對并網電廠的安全管理和技術監督，對直接涉及電網安全的一次設備和二次系統存在的重大安全問題，要認真研究，提出措施，并監督落實，確保電網的安全穩定。
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展規劃》，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》
