【电网安全审视】安全管理系列文章（一）：电网运行风险与安全管理能力提升

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。

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）

(b)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。

专家介绍

张钧，博士，国网能源院电网发展综合研究所室主任，主要从事电网发展、电网安全防控等研究。

边海峰，硕士，国网能源院电网发展综合研究所研究员。主要从事安全风险管理、电力规划等研究。发表论文10余篇、专利3项。获国家电网公司软科学成果一等奖1项、电力科技创新奖二等奖1项。

靳晓凌，博士，国网能源院电网发展综合研究所副所长，电网发展与管理决策支撑研究领域高级专家。多年从事电网发展战略与规划、电网及重大工程评价、智能电网、能源互联网、电网安全评价与风险管控等方面的研究。发表EI收录文章20余篇，参编《智能电网技术》、《智能电力》等专著9部，获国家能源局软科学研究优秀成果奖二等奖，国家电网公司科学技术进步奖8项，国家电网公司管理咨询优秀成果奖7项。

韩新阳，硕士，国网能源院电网发展综合研究所所长，能源电力发展与能源经济研究领域高级专家。中国电工技术学会能源互联网装备技术专业委员会委员、中国气象学会气象经济学委员会委员。荣获国家电网公司劳动模范、第一批十大专业领军人才、优秀专家、规划工作先进个人、信息工作先进个人等荣誉称号。长期从事安全风险管理、安全评价、电力需求侧管理、电力规划等领域的研究工作。主持省部级、行业级和公司级科研项目20多项，获得国家能源局、中国电机工程学会、中电联、中国安全协会、国家电网公司等科技进步奖、软科学优秀成果奖20多项。参与编著《综合资源战略规划与电力需求侧管理》等专著7部，编写《中国电力供需分析报告》《中国节能节电分析报告》《国内外电网发展分析报告》等年度系列报告10余本，发表专业学术论文30多篇。

团队简介：电网发展综合研究所（简称电网所）是国网能源院内设业务所，成立于2009年10月，目前拥有员工18人，平均年龄34岁，博士11人，副高级职称以上10人，是一个朝气蓬勃、开拓创新的宽口径、复合型研究团队。

      电网所下设电网综合业务、智能电网两个研究室，自成立以来，以电网发展、电网安全、电网运营等研究咨询为核心，为政府政策制定和能源电力行业发展提供决策咨询服务。发扬“踏实肯干、勇于担当、开拓创新”的“勤劳、担当、创新”精神，深耕细作，精益求精，不断提高科研能力和质量，不断涌现思想火花和智库成果。累计承担近400项研究项目，其中，政府委托项目21项，国家电网公司科技项目97项、管理咨询项目36项、专项研究项目54项，其他省级电力公司和社会企业机构委托项目170余项。获得中国电力科学技术奖2项，国家能源局软科学研究优秀成果奖3项，中电联中国电力创新奖3项，国家电网公司科技进步奖15项，国家电网公司软科学优秀成果奖10项。依托研究成果形成100余篇内参专报，相关建议被政府部门、国家电网公司采纳，纳入相关政策文件、标准规范、会议材料和决策依据等。挂牌“国家电网公司劳模创新工作室”，获得“国网能源院先进集体”“国网能源院课题攻关党员先锋团队”“国网能源院先进党支部”“课题攻关党员创新团队”等荣誉称号。

      2020年初，以“四个革命，一个合作”能源安全新战略为指引，聚焦新时代如何发展新电网，电网所集思广益，提出“三二一”研究体系，即三大功能定位、两轮创新驱动、一个国际视野，形成六大研究方向，分别是电网发展规划战略、电网安全应急保障、电网运营服务升级、电网治理能力提升、电网技术创新发展、电网发展国际比较，并成立六个柔性研究团队，围绕六大研究方向开展基础能力建设和研究咨询工作。

 往期回顾 

编辑：杨彪

审核：蒋东方

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