南方电网运行安全风险量化评估技术规范.doc

南方电网系统201262号附件Q/CSGQ/CSG -2012中国南方电网有限责任公司企业标准中国南方电网有限责任公司 发 布2012 12 - 11实施 2012 12 - 11发布南方电网运行安全风险量化评估技术规范Guide on Operational Risk Evaluation of China Southern Power Grid目 次前 言II1范围32规范性引用文件33术语和定义34基本方法35电网风险危害值量化评估56风险概率值量化评估5附录 电力系统安全稳定导则中三级故障定义9前 言根据南方电网运行安全风险管理规定，为量化评估电网运行安全风险，科学确定电网风险等级，更好地指导各级调度开展电网风险评估工作，特制定本技术规范。本技术规范明确了南方电网运行安全风险的量化评估和等级确定的具体方法。本技术规范由中国南方电网有限责任公司系统运行部提出、归口并负责解释。本技术规范主要起草单位：中国南方电网有限责任公司系统运行部、广东电网公司系统运行部。本技术规范主要起草人：马骞、吴俊、许燕灏、杨振纲、范展滔、王珂、张轩、朱凌、柳亦钢、李力、李建设、黄河。南方电网运行安全风险量化评估技术规范1 范围本办法适用于南方电网运行安全风险（以下简称“电网风险”）评估工作。电网风险评估包括基准风险评估和基于问题的风险评估。本办法根据南方电网运行安全风险管理规定确定的原则，明确了电网风险评估和量化分析方法。南方电网各级调度机构在进行电网风险评估工作时，应遵守本规范。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。国务院令第599号 电力安全事故应急处置和调查处理条例国务院令第493号 生产安全事故报告和调查处理条例DL/755-2001 电力系统安全稳定导则 电监安全201211号 电力安全事件监督管理暂行规定Q/CSG210026-2011 中国南方电网有限责任公司电力事故（事件）调查规程（试行）中国南方电网有限责任公司 安全生产风险管理体系3 术语和定义3.1 电网风险 Power System Operational Risk电网运行安全的不确定性，即可能影响电网运行安全的因素、事件或状态发生的可能性及危害的组合。3.2 基准风险 Basis Risk电网正常方式或正常情况下在较长时期内存在的风险。3.3 基于问题的风险 Specific Risk系统试验、设备检修、设备异常等非正常方式或特定情况下一定时期内存在的风险。3.4 电网风险评估 Power System Operational Risk Assessment在危害辨识的基础上，分析各种风险因素发生的概率、对电网安全和供电的影响程度，确定风险等级的过程。4 基本方法4.1 风险评估应分析风险的危害（损失）和风险发生的可能性（概率），综合评估风险的大小，确定风险的等级。4.2 电网风险值取为研究方式下的各种潜在危害与可能性分值之乘积的最大值，即：电网风险值=max（风险危害值）×（风险概率值）4.3 电网风险评估应充分考虑危害可能导致的电网危害后果，以及由设备风险、作业风险、操作风险、信息阻塞风险等问题可能导致的电网危害后果。4.4 根据电网风险评估的对象和电网风险可能的危害范围，电网风险分为南方电网级、省区电网级和地市电网级。4.5 根据电网风险值大小，电网风险分为六级，级风险（红色）、级风险（橙色）、级风险（黄色）、级风险（蓝色）、级风险（白色）、级风险。（1） 级风险（红色）：风险值1500（2） 级风险（橙色）：800风险值1500（3） 级风险（黄色）：120风险值800（4） 级风险（蓝色）：20风险值120（5） 级风险（白色）：5风险值20（6） 级风险：0风险值54.6 某一区域电网或一项工作同时引发两个及以上等级的电网运行风险时，风险评估结果取其最高等级风险。4.7 电网危害辨识。危害辨识应分析查找可能引发电网安全风险的危害因素和危害事件。4.7.1 电网危害因素是指影响电力系统安全稳定性和供电可靠性的特定条件，强调在一定时间范围内的积累作用。电网危害因素包括外部因素和内部因素。4.7.2 外部因素包括：（1） 地域特性影响；（2） 自然灾害和恶劣气候影响；（3） 污秽（污闪）、山火等影响；（4） 外力破坏影响；（5） 其它。4.7.3 内部因素包括：（1） 系统规划、设计的标准是否满足要求；（2） 电网结构和电源分布的合理性；（3） 负荷分布及负荷特性的影响；（4） 无功补偿与无功平衡的影响；（5） 设备选型、配置标准及健康水平的影响；（6） 继电保护与安全自动装置的配置及运行状况的影响；（7） 运行方式的影响；（8） 系统试验、设备检修、工程施工及新设备启动等工作的影响；（9） 人员行为和技术素质的影响；（10） 电厂及重要用户的影响；（11） 其它。4.7.4 电网危害事件是指导致电网危害因素转化为风险后果的突发事件，强调突发性和瞬间作用。4.7.5 电网危害事件一般考虑电力系统安全稳定导则规定应防范的电网第一级、第二级电网故障（具体见附录），这些故障包括：（1） 任何线路单相瞬时接地故障重合成功；（2） 同级电压的双回线或多回线和环网，任一回线单相永久故障重合不成功及无故障三相断开不重合；（3） 同级电压的双回线或多回线和环网，任一回线三相故障断开不重合；（4） 任一发电机跳闸或失磁；（5） 受端系统任一台变压器故障退出运行；（6） 任一大负荷突然变化；（7） 任一回交流联络线故障或无故障断开不重合；（8） 直流输电线路单极故障；（9） 单回线单相永性故障重合不成功及无故障三相断开不重合；（10） 任一段母线故障；（11） 同杆并架双回线的异名两相同时发生单相接地故障重合不成功，双回线三相同时跳开；（12） 单回直流输电系统双极故障。4.7.6 电网危害事件还应考虑防范可能性较大的N-2及以上非常规故障，这些故障包括：（1） 现场工作可能导致的两个及以上元件同时或相继跳闸；（2） 恶劣气候（雷暴、台风、污秽等）和特殊环境（山火影响区域等）下可能发生的两个及以上元件同时或相继跳闸；（3） 故障时开关拒动；（4） 控制保护、安全稳定控制、通信自动化等二次系统异常导致可能发生的其它非常规故障。4.7.7 进行电网基准风险评估和基于问题的风险评估时，均应充分考虑电力系统安全稳定导则规定应防范的电网第一级、第二级电网故障。4.7.8 N-2及以上非常规故障按下述原则予以考虑：（1） 评估基准风险时，应充分考虑可能同时发生的N-2及以上非常规故障组合。如：系统任一点发生短路故障时，有关开关或保护拒动；走廊相近的多回输电线路同时或相继故障跳闸。（2） 评估基于问题的风险时，应考虑受已知因素影响导致的发生概率显著增大的N-2及以上非常规故障组合。如：对于已暴露家族性缺陷的开关，应考虑开关不正确动作；对于线路走廊附件存在山火、恶劣天气或施工等异常因素，需考虑走廊范围内的多回输电线路的同时或相继跳闸。5 风险危害值量化评估5.1 风险危害值=（危害严重程度分值）×（社会影响因数）×（损失负荷或用户性质因数）5.2 根据风险可能对电网安全的威胁和负荷损失的程度，危害严重程度分值分为九级。各级危害与中国南方电网有限责任公司电力事故（事件）调查规程（试行）中规定的各级电力安全事故、事件等级相对应。各级危害的分值如表1。表1. 电网风险危害的定级及分值危害严重程度对应的事故/事件等级分值特大事故危害特别重大事故40008000重大事故危害重大事故20002400较大事故危害较大事故400600一般事故危害一般事故200250一级事件危害一级事件100150二级事件危害二级事件1040三级事件危害三级事件15四级事件危害四级事件0五级事件危害五级事件0备注：东莞、中山、汕尾、三亚四个不设区的市，参照设区的市标准进行取值。5.3 社会影响因数表2. 社会影响因数检修时间一般时期特殊时期保供电二级保供电一级保供电特级保供电分值11.21.41.62【释义】对于基准风险，社会影响因数取1。5.4 损失负荷或用户性质因数表3. 损失负荷或用户性质因数损失负荷或用户性质一般负荷重要城市负荷特级和一级重要用户分值11.2-2.51.2-2.5【释义】重要城市包括：省会、经济特区、重要旅游城市。5.5 在评估电网故障造成负荷损失时，应考虑故障后安全自动装置的动作造成的负荷损失，但不考虑事故前计划安排错峰和计划用电限供的负荷。5.6 在分析电网风险危害时，可采用以下方法：（1） 系统现状和电网结构分析（查找薄弱环节）（2） 电力电量平衡分析（3） 系统潮流及无功电压分析（4） 系统静态安全分析（5） 系统暂态稳定性分析（6） 系统动态（小干扰）稳定性分析6 风险概率值量化评估6.1 基准风险发生概率值由以下公式计算得出：风险概率值=（设备类型因数）×（故障类别因数）×（历史数据统计因数）6.2 基于问题的风险发生概率值由以下公式计算得出：风险概率值=（设备类型因数）×（故障类别因数）×（历史数据统计因数）×（天气影响因数）×（设备缺陷影响因数）×（检修管理因数）×（检修时间因数）×（现场施工因数）×（控制措施因数）×（操作风险因数）6.3 设备类型因数各类一、二次设备的类型因数取值参见表4-6。表4. 电气一次设备类型因数设备站内设备交流线路直流线路发电机主变母线电缆架空线同杆双回线分值0.80.40.810.51.21.2【释义】概率分值为便于量化计算的综合分值，并不代表故障发生的可能性。以下同。表5. 通信设备类型因数设备光缆站内设备高频通道其他架空地埋、管道光传输设备数据网设备程控交换设备PCM设备载波设备通信电源联络线缆分值0.60.60.60.40.40.80.80.40.40.70.2表6. 自动化设备类型因数设备辅助系统主系统其他电源空调SCADA子系统前置子系统网络设备安全设备基础平台商用数据库AGC分值0.90.60.90.90.90.60.90.60.90.56.4 故障类别因数。一次设备、保护、稳控等元件故障类别因数的分类参照电力系统安全稳定导则规定的三级故障分类方法，取值建议见表7。通信、自动化设备的故障类别因数分类方法参见表9、10。表7. 故障类别因数类型第一级故障第二级故障第三级故障分值0.81.20.10.600.2表8. 一次、保护、稳控等元件故障类别取值建议故障类别取值建议单相故障两相及以上故障开关拒动、保护拒动、安自误动、拒动主变N-2母线N-2分值1.00.50.10.10.15【释义】 故障类别按电力系统安全稳定导则要求选取。 评估电网基准风险需考虑第一级、第二级和第三级故障。 评估基于问题的风险应考虑电力系统安全稳定导则规定的第一级和第二级故障，以及概率分值不低于0.1的非常规故障。表9. 通信设备故障类别因数类型第一类故障第二类故障第三类故障第四类故障分值10.80.80.60.60.200.2【释义】 第一级因数：市区地埋光缆因市政施工等外力破坏中断； 第二类因数：架空光缆、非市区地埋光缆外力破坏中断，高频通道中断或误码超标，光缆电腐蚀中断，光传输设备、载波设备软、硬件故障； 第三类因数：数据网设备、程控交换设备软/硬件故障，站内联络线缆（含线缆管道沟井）故障，通信站电源全断； 第四类因数：安装工艺。表10. 自动化设备故障类别因数类型自动化单系统单一设备故障自动化单系统冗余节点双机故障自动化主备系统冗余设备双机故障分值10.40.26.5 历史统计因数历史数据统计因数 =同类设备每年平均发生故障次数/南方电网范围内该类设备年平均故障次数表11. 南方电网范围内设备年平均故障次数 设备类型架空输电线路主变母线单位次/百公里年次/百台年次/百条年南方电网范围内设备年平均故障次数1.020.130.03【释义】历史数据统计因数，可根据特定设备的每年平均故障次数统计值计算。设备分类按6.3节的分类方法。6.6 天气影响因数表12. 天气影响因数类型正常台风雷雨大风森林火险高温大雾结冰分值1141211.511.211.211.5【释义】 本部分依据新版气象灾害预警信号，仅选取其较为严重的黄色、橙色、红色预警等级； 台风：黄色预警取12、橙色预警取23、红色预警取34； 雷雨大风：黄色预警取11.2、橙色预警取1.21.5、红色预警取1.52； 森林火险：橙色预警取11.2，红色预警取11.5； 高温：橙色预警取1.1，红色预警取1.2； 大雾：橙色预警取1.1，红色预警取1.2； 结冰：视天气情况和线路覆冰情况取值。 天气影响主要针对电气一次设备，对通信和自动化设备的影响可不考虑。6.7 设备缺陷因数可依据各单位缺陷管理规定或设备状态评价的规定对缺陷进行分类、取值，具体取值可参考表13。表13. 设备缺陷因数类型正常状态设备异常一般缺陷紧急缺陷重大缺陷分值11.11.21.31.56.8 检修时间因数表14. 检修时间因数检修时间12天37天830天30天以上分值0.60.7111.51.52【释义】风险由检修工作引起时，按照检修时间进行对应取值；无检修情况下，按照风险存在的时间进行对应取值。6.9 现场施工因数表15. 现场施工因数类型现场施工对运行设备的影响分值12.5【释义】考虑大型机械作业等现场施工对运行设备跳闸构成的潜在风险，根据现场情况确定因数取值。6.10 控制措施因数控制措施因数是指安稳装置、低频低压减载装置等可减低电网风险但未能消除的控制措施，其值由专家打分，0<取值范围1。减低电网风险发生的作用越大该因数取值越小。具体取值可参考表16。表16. 控制措施因数类型无措施设备特巡依靠备自投等安自装置分值10.80.10.86.11 操作风险因数操作风险因数是指风险控制过程中涉及到的带电设备倒闸操作引发的设备异常或跳闸风险。操作风险因数由操作类型、操作数量确定。具体取值可参考表17。表17. 操作风险因数操作类型无倒闸操作倒母线操作电磁环网合环执行临时保护措施操作分值11.31.21.11.3【释义】同时涉及多项操作的，取全部操作的分值之和作为最终操作风险因数。附录： 电力系统安全稳定导则中三级故障定义1. 第一级安全稳定标准（第一级故障）正常运行方式下的电力系统受到下述单一元件故障扰动后，保护、开关及重合闸正确动作，不采取稳定控制措施，必须保持电力系统稳定运行和电网的正常供电，其它元件不超过规定的事故过负荷能力，不发生连锁跳闸。1.1. 任何线路单相瞬时接地故障重合成功；1.2. 同级电压的双回或多回线和环网，任一回线单相永久故障重合不成功及无故障三相断开不重合；1.3. 同级电压的双回或多回线和环网，任一回线三相故障断开不重合； 1.4. 任一发电机跳闸或失磁；1.5. 受端系统任一台变压器故障退出运行；1.6. 任一大负荷突然变化；1.7. 任一回交流联络线故障或无故障断开不重合；1.8. 直流输电线路单极故障。但对于发电厂的交流送出线路三相故障，发电厂的直流送出线路单极故障，两级电压的电磁环网中单回高一级电压线路故障或无故障断开，必要时可采用切机或快速降低发电机组出力的措施。2. 第二级安全稳定标准（第二级故障）正常运行方式下的电力系统受到下述较严重的故障扰动后，保护、开关及重合闸正确动作，应能保持稳定运行，必要时允许采取切机和切负荷等稳定控制措施。2.1. 单回线单相永久性故障重合不成功及无故障三相断开不重合；2.2. 任一段母线故障；2.3. 同杆并架双回线的异名两相同时发生单相接地故障重合不成功，双回线三相同时跳开；2.4. 直流输电线路双极故障。3. 第三级安全稳定标准（第三级故障）电力系统因下列情况导致稳定破坏时，必须采取措施，防止系统崩溃，避免造成长时间大面积停电和对最重要用户(包括厂用电)的灾害性停电，使负荷损失尽可能减少到最小，电力系统应尽快恢复正常运行。3.1. 故障时开关拒动；3.2. 故障时继电保护、自动装置误动或拒动；3.3. 自动调节装置失灵；3.4. 多重故障；3.5. 失去大容量发电厂；3.6. 其他偶然因素。