城市供电应急能力评价体系研究

　　一、城市供电应急能力评价研究的背景

　　1.城市电网停电对城市社会活动的影响

　　城市电网是城市中最基本的市政公用设施之一，是保证城市社会经济正常生活秩序的生命线。它负责向各类首脑、指挥、金融等要害部门提供市政用电，向各大公司企业提供生产用电，向城市居民提供生活用电，还负责向其他公用设施和系统提供保证其正常运转的用电。一旦供电系统受突发事件影响，并导致城市电网大面积停电时，将会对城市生活的正常运转带来巨大的负面影响。

　　纵观近年来国际上发生的多起大停电事故，对城市的正常运转造成了巨大的负面影响，并造成巨大的经济损失。此外，还引起了一系列社会连锁反应和不良政治后果，为此迫切需要各有关部门采取有效措施来更好地预防、避免和及时处理突发性的大停电事故。如能针对停电事故采取一些有效的应急措施，就不会在事故面前束手无策，并可将停电损失与影响降到最低。

　　2.城市供电应急管理处理系统概要

　　城市供电应急管理一方面属于城市总体应急管理中的一部分，也是城市总体应急联动系统中的一个组成部分。另一方面从电力行业管理角度来划分，城市供电应急管理也属于电力系统应急管理中的一个组成部分。因此，在实际管理中可由城市供电企业牵头建立城市供电应急处理系统，如图。该系统与城市应急联动指挥中心系统相连，供电企业负责电网内部的应急处理和应急管理事务；城市应急管理部门负责应急信息发布、稳定社会治安、调配应急所需的人力、物力资源等。

 

　　3.城市供电应急状态的定义及停电事故的分级

　　城市供电应急状态可界定为：因供电安全的破坏引起的社会安全生产正常秩序的破坏，即因人员、设备、外力破坏、自然灾害等原因在城区供电系统和直接影响城区供电的发输配电系统范围内的电力设施，发生影响较大的供电中断，以致造成人员伤亡及财产损失等的紧急情况。

　　《国家突发公共事件总体应急预案》对突发事件的预测预警、信息报告、应急响应、应急处置、恢复重建及调查评估等机制作了明确规定，形成了包含事前、事发、事中、事后等各环节的一整套工作运行机制。按照各类突发事件的严重程度、可控性和影响范围等因素，分为四级，即特别重大（I级）、重大（Ⅱ级）、较大（Ⅲ级）和一般（Ⅳ级）。

　　国家电监会2005年6月12日颁布了《国家处置电网大面积停电事件应急预案》。国家电网公司按照《国家电网公司重特大生产安全事故预防与应急处理暂行规定》第七条的要求发布了《国家电网公司处置电网大面积停电事件应急预案》和《城区电力系统突发事件应急预案编制导则》。这些预案给出了城市电网事故分级的指导性原则。紧急突发事件的分级按照负荷损失比例、停电持续时间和重要用户损失程度可将城市电网的突发事故分为特大、重大、一般3个等级。该标准按城市的级别和规模（直辖、省会、中等）可选取不同的值，可以与城市最大负荷有关，也可参照国家有关规定制定。

　　4.城市供电应急能力评价体系的目的和内容

　　城市电网供电应急能力评价指标体系的建立旨在使供电应急从事后的处理转向事前的预防，用以评价城市供电企业的供电应急管理水平和城市电网的供电应急能力的各项内容、方法和指标，以便对城市供电企业和城市电网的供电应急能力在事前、事发、事中和事后进行全方位的评价，从而提高我国城市电网供电应急管理的水平和能力，保障现代社会的经济发展和人民生活的正常进行。

　　城市供电应急能力评价体系的内容如下。

　　①对导致城市电网停电的各种内外部危机因素进行划分等级，提出对内外部危机因素的风险识别、估计、评价、管理的方法和指标。

　　②城市高危用户和重要用户供电安全需求评价对城市电网的高危用户和重要用户提出分类原则，停电容忍时间、停电损失、应急电源配置等评价的方法和指标。

　　③城市电网网络的供电应急能力评价

　　对城市电网的网络结构、供电安全裕度、网络停电风险时间、故障负荷的转供能力、网络恢复供电的能力等提出评价的方法和指标。

　　④供电企业应急管理水平的评价

　　对城市供电部门的应急预案、应急手段、人力资源、组织机构和应急资源配置等提出综合评价的方法和指标。

　　二、城市供电应急管理和能力评价的研究现状

　　1.国外城市供电应急管理和能力评价的研究现状

　　欧美等发达国家在研究建立城市供电应急管理和能力评估方面起步较早。以美国为例，其成立有专门的国家应急管理署（FEMA）。该部门围绕减灾、应急准备、应急反应和灾后恢复重建4个流程，对各个行业的应急管理都做出了规定和要求。在能源电力方面，FEMA专门制定了大面积突发停电事故的应急评价和管理措施。其他国家如英国、日本、俄罗斯均从本国的实际情况出发，成立了事务应急管理部门，制定了关于能源电力方面的应急管理和评估流程；并针对电力系统的运行特点，研究了相应的应急能力评价指标体系和防灾减灾技术。

　　2.国内城市供电应急管理和能力评价研究现状

　　我国对突发事件应急管理还处于起步阶段，国家制定和发布了有关突发事件的应急管理的法律、法规，并对各个行业的应急管理提出了基本要求。同时，目前针对城市供电应急管理和能力评价的研究还处在起步阶段，需要尽快建立应城市供电应急管理机制和完善相应的配套政策、法规。

　　中国电力科学研究院在国内首次提出了城市供电应急管理的概念和城市供电应急管理的功能需求，并早在2002年就与日本中央电力研究所合作，承担了城市电网减灾防灾的研究；2005年还承担由国网公司和国家科技部共同支持的科技项目——《城市供电应急处理系统的研究》，并联合青岛供电公司开发了城市供电应急处理辅助技术支持系统。

　　国内许多地区，如北京、上海、广州的供电企业也从自身应急管理的需求出发，初步建立了各自城市供电应急管理系统，对城市供电应急处理和应急管理进行了有益的探索。但目前这些系统还缺乏统一管理规范和标准，需尽早构建起横向互通及纵向互联的应急信息管理平台，尤其是建立城市电网供电应急能力的评价体系。

　　三、城市供电应急能力评价体系的内容

　　城市供电应急能力评价体系主要由外部危机因素风险评价、高危用户和重要用户供电安全需求评价、城市电网网络的供电应急能力评价和供电企业应急管理水平评价等四个方面构成，城市供电应急能力评价体系的框架如图所示。

 

　　1.外部危机因素风险评价

　　各种外部危机因素是导致城市电网大停电的基本原因。为了对导致城市电网停电的各种外部危机因素进行等级划分，本研究提出了对外部危机因素进行风险识别、估计、评价、管理的方法和指标。外部危机因素风险评估的基本思路为，通过建立城市自然灾害与城市电网停电范围的相关模型，确定各种自然灾害导致城市电网停电的风险等级；通过建立地方发电厂一次能源库容水平与交通运力的相关性，确定各种一次能源危机导致城市缺电的风险等级；通过建立外部条件变化与城市电网的相关性，如局部挖掘施工等，确定城市电网停电的风险等级。

　　评估指标包括：

　　·各种自然灾害导致城市电网停电的风险等级；

　　·各种一次能源危机导致城市缺电的风险等级；

　　·其他外部危机（如外力破坏等）导致城市电网停电的风险等级。

　　2.高危用户和重要用户供电安全需求评价

　　高危用户和重要用户的供电安全是城市电网应急的首要目标。为评价危机条件下高危用户和重要用户的供电安全需求，所采用的研究思路是，建立高危用户和重要用户的分类原则，通过建立基于重要用户权重的量化分类方法，评价高危和重要用户的重要程度；通过计算社会平均停电损失成本和重要用户的平均停电损失，估算重要用户的停电容忍时间和停电损失；根据重要用户的停电容忍时间和停电损失，评价重要用户所需的应急电源配置等级以及网络必须提供的供电安全水平。

　　评估得出的指标包括：

　　·社会平均停电成本；

　　·重要用户平均停电损失；

　　·重要用户停电容忍时间；

　　·重要用户应急电源配置的等级；

　　·网络保证重要用户供电安全的程度。

　　3.城市电网的供电应急能力评价

　　城市电网供电应急能力是指在危机条件下城市电网网络满足重要用户供电安全的程度。对城市电网网络的供电应急能力进行评价的基本思路为，全面分析城市危机因素对城市电网停电的影响程度、分析导致城市停电紧急突发事件的级别、以及分析城市的高危用户和重要用户对供电安全需求，在此基础上，分析城市电网的网络结构、供电安全裕度、网络停电风险时间、故障负荷的转供能力、网络恢复供电的能力，分析城市电网的停电风险，从而评价城市电网在危机条件下满足高危用户和重要用户供电需求的程度。停电风险评估的主要方法为，确定城市电网相关风险参数、负荷概率分布模型、电网元件的失效模型和故障条件下削减负荷的优化模型，计算城市电网削减负荷的风险概率、停电费用、停电频率等。

　　评估指标包括：

　　·主网架停电风险水平；

　　·城市电网停电风险水平；

　　·城市电网的N—k容忍度：满足最重要用户供电需求的最小元件集合；

　　·系统平均失电时间。

　　4.供电企业应急管理水平的评价

　　城市供电企业是对城市电网突发大面积停电事故进行应急处理、对重要用户保电、抢修受损电力设备、恢复电网等应急工作的指挥者、组织者和实施者。

　　评价城市供电企业应急管理水平的基本思路为，根据企业应急管理体制和应急预案的完善程度，评价供电企业的应急管理体制的完备程度；根据城市供电企业现有的应急系统建设水平，应急信息管理流程，评价供电企业应急信息系统的完备程度；根据城市供电部门的应急手段、人力资源、组织机构和应急资源的配置水平，评价供电企业的应急救援队伍和装备以及应急资源配置的完备程度；从而确定供电企业的应急管理水平。

　　评估指标包括：

　　·应急管理体制的完备等级；

　　·应急信息系统的完备等级；

　　·应急救援队伍和装备的完备等级；

　　·应急资源配置的完备等级。

　　主要结论和建议

　　城市供电应急能力评价体系的研究和建立具有重大的现实意义，是量化城市供电应急水平的需要，并为科学评价城市供电应急能力提供基本依据。构建城市供电应急能力评价体系，可对城市供电的应急能力进行全面系统的评估，为城市的供电应急管理工作提供决策依据。

　　本研究提出了从外部环境、用户需求、网络状况和企业自身等四个方面开展城市供电应急能力评价的思路，建立了相应的城市供电应急能力评价的指标体系，包括外部环境评价指标、用户需求评价指标、网络状况评价指标、企业自身评价指标等，为全面提升我国城市供电应急管理水平，提供了更加系统和科学的理论依据。

　　城市供电应急能力评价体系方面的研究正处于起步阶段，还需要进行体系构建、状态界定、指标量化和模型方法等方面的系统研究。为此，建议政府和有关部门从政策层面，支持和鼓励城市供电应急能力评价体系的研究，供电企业同时也应加大投入资金和科技力量，开展更加深入的研究。建议政府和有关部门鼓励全面开展城市应急能力评价方面的工作，建立应急体系的联动机制，从根本上提高城市供电危机处理的针对性、及时性和有效性。