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2008年雨雪冰冻灾害分析及对电网的启示
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2008年雨雪冰冻灾害分析及对电网的启示
官方公共微信摘要：对2008年初我国南方地区遭遇罕见的雨雪冰冻灾害中的电力网络受灾状况及特点进行了分析，指出了我国电力系统在应急机制管理中存在的问题，并针对存在的问题提出了一些具体改进和完善的建议。关键词：自然灾害；雪灾；应急机制管理中图分类号：X43；F279.24　文献标识码：A　文章编号：(88－04一、问题的提出由于全球气候的变化、环境的破坏和恶化，各种突发事件也在逐年上升。所谓自然灾害，是指当自然变异超过一定程度，对人口和经济造成损失的事件。自然灾害主要包括水旱灾害、台风、冰雹、雪、沙尘暴等气象灾害，火山、地震、山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，风暴潮、海啸等海洋灾害，森林草原火灾和重大生物灾害等。在我国自然灾害也时有发生。如1976年唐山大地震，1998年洪水灾害，今年南方地区出现的百年一遇的雨雪冰冻灾害。这些自然灾害给我国的社会经济，人民的生命和财产都造成巨大的损失和危害。2008年1月中旬至2月上旬，我国南方大部分地区和西北地区的东部出现了历史上罕见的低温、雨雪冰冻天气。这场雪灾已波及了10多个省份，约7 786万人口受灾，造成几十人死亡。受灾害天气影响最大的是正值春运期间的交通运输，因冰冻的影响，京广铁路湖南境内多处出现断电，致使京广线旅客列车滞留在京广铁路沿线。各灾区主要高速公路被迫封闭，长江中下游地区部分的民航机场因积雪结冰也被迫关闭，从而阻断了成千上万旅客回家过春节的通道，雪灾天气加剧了电煤短缺，大面积区域供电中断，大量民房倒塌，部分区域供水中断。灾害的发生给我国的经济发展及人民生活造成了严重的影响。灾情出现后国家领导人前赴灾区第一线部署落实各项工作。灾区人民在中央政府的正确领导下正在进行艰苦的灾后重建工作。虽然关于本次灾害的全面评估尚未完全统计出来，但是在灾害过程中已经发现的问题确实值得我们积极地思考和探讨，作者以2008年我国电力受雪灾为例，结合电力网络在本次灾害中所遭受的灾情，就电力系统在应急管理方面所反映出的问题进行一些探讨。二、2008年电力网络受灾状况及其灾情特点20多天的低温雨雪冰冻自然灾害天气，使我国南方地区十几个省(区市)的电力系统运行受到严重影响。灾害共造成全国169个县停电，国家电网公司区域80个县停电，南方电网公司区域89个县停电。截至2月15日，全国范围受灾损坏停运电力线路共36056条，变电站共1933座，给国家电网公司、南方电网公司和部分地方电力公司造成重大损失。灾情影响最为严重的是华中和南方地区，特别是贵州、湖南、江西、广东、广西、浙江等地输电线路结冰严重，电力设施损毁惨重。南方、华中、华东电网数千条线路倒塔(杆)、断线。例如贵州500千伏电网基本瘫痪，220千伏电网解列为4片运行，贵阳市南部地区一度全部停电，全省先后有45个县停电。江西东北部电网与主网解列，13条500千伏线路只剩1条运行，500千伏电网基本停运。湖南500千伏和220千伏变电站有1／3停运，电网结构遭严重破坏。其中，湖南郴州市，冰雪灾害造成全市整个电网遭受毁灭性打击，省网12条22万伏线路全部损坏，56条110千伏线路损坏54条，28座11万伏变电站损坏26座，16座220千伏变电站全部损坏。倒塌电塔718座，倒杆23707根，断线1.5万公里，损坏变压器2338台，导致整个郴州市全部中断电力供应。从这次降雪量之大，冰冻之坚冽，持续时间之长，受灾范围之宽，损失之惨重，救灾之艰难的灾情可以看出，本次雪灾属于有自然条件引起的典型的区域突发事件，其特点是：第一，突发性。这场罕见的雪灾是由自然气候引发，属于不可抗拒极端天气对电力供应造成的影响使人始料未及。因强冷空气南下与西南暖湿汽流在南岭山脉相遇并强势维持，使许多高压线上的冰层坚硬如铁，光滑如玻璃，电线上不仅雪霜结冰，而且下雨时边刮风边结冰。电线覆冰后比成人的大腿还要粗。第二，危害性。本次雪灾相继造成湖南、贵州、江西等多省的县市供电中断。由于电线结冰出现的大幅度舞动，导致几十吨重的钢塔倾倒。湖南有3位电力工人在除冰抢险时因铁塔倾倒而以身殉职。雪灾给当地人民的生活和生产造成严重影响。给人民的财产和生命造成惨重损失。第三，扩散性与耦合性。各行业遭受灾害后的相互影响明显。如由于停电郴州11个县市，500万人口陷入长达9天的无电照明、无电取暖的寒夜中。南方电网部分电力线路受损，使得不少火车停运滞留在铁路沿线，而电煤的缺乏使得不少发电机组缺煤停机，致使滞留在京广线沿线的旅客列车达几十列，滞留的旅客达数万人。三、我国电力系统应急管理中存在的问题与应对措施我国电力行业经过多年的体制改革及企业改革，可以说在体制建设和制度建设上已经发生了较大的变化，由原有的一家经营改为按照发电、输电和供电等不同功能进行分拆经营。在今年的雪灾中，反映出在出现包括自然灾害在内的重大区域突发事件时，现有电力系统的应急体系还无法有效保障人民的正常生活及生产需要，应急机制亟待提高和完善。(一)应急机制中的资源保障体系亟需完善一是电力系统部分区域内的发电方式过于单一化，大的区域应该采用多种基础资源。任何灾害的出现往往具有链状衍生性(如煤炭的供应会影响发电等)，因此在考虑区域性的电力供应系统中，发电系统的建设应具有多样性，火电、水电及核电要根据各区域的实际情况，按一定的比例搭配使用。因为不同发电厂采用不同的基础能源，就可以避免各行业间的过分依赖，导致在灾害发生时出现“孤岛”效应。目前在我国已经建成的4部核电站，分布在浙江、江苏和广东，中部、西部尚无核电站投产，此次的雪灾说明了国家在中部省份选址建核电站非常必要。所以，今后在我国的电站建设中，应进行发电多元化合理布局，以在应急机制中发挥重要作用。二是电力系统的设防标准有待提高和完善。本次雪灾中大量的铁塔、杆路倒塌，线路毁损严重，客观上讲主要是灾害天气，雪灾引发的覆冰大大超过了原有电力传输系统的设计能力。雪灾发生后，国家电网公司汇集专家对辖区内雪灾受损情况进行会诊，发现冰灾对电网的主要危害和后果主要有倒塔、断线、导线舞动、覆冰闪络和脱冰跳跃等，而倒塔和断线造成的危害最大，会直接造成电力中断。今年是湖南和湖北半个世纪以来雨雪冰冻天气持续时间最长的一年。局部暴雪使湖南南部等地区输电线路结冰严重。18个县市覆冰超过20毫米，10个县市超过30毫米，最大覆冰达60毫米。目前华中地区多采用10毫米－15毫米覆冰设计，个别线段设计覆冰厚度采用了20毫米－50毫米。按照国家标准，我国电力主网330千伏及以下送电线路重现期按15年一遇设计，500千伏送电线路重现期按30年一遇设计，同时考虑到电网的安全性，在线路设计时各地均有不同方向的输送线路。从目前统计分析来看，气象条件已远超规程所规定的30年一遇值，大大超过设计标准。如果提高电网设计标准，普遍提高设防能力，将带来投资倍增，会增加电力成本，大大增加用户负担。如果电网标准由30年提高到60年的话，投资将增加3倍。中国现在电网发展的速度之快，是全世界所没有的。从2001年到2007年全中国发电设备增长了37500万千瓦。中国现在是全世界第二大电力装机的国家，仅次于美国。7年增长的装机数大概是一个半日本的电力装机总量，平均每年装机的增长在18.5％，而整个社会的用电量增长了17775亿千瓦·时，年均增长是20.2％。这么快的速度，这么大的规模，普遍提高电网设计标准所带来的投资是无法想象的。但是确保电力的安全生产和保障供应又是电力系统的职责所在，如何解决好发展和安全的矛盾是电力系统必须面对的问题。因此雪灾发生后，国家电网公司已经派出科研人员到一线，调查提高电力设备设计标准的必要性。笔者认为，普遍提高电网设计标准客观上并不可行，但是在各地的关键输送线路或每个区域众多线路中至少有数条输送线路应该采用更高的设计标准，另外更为重要的，要在完善预防机制的基础上，建立良好的预警机制。(二)应急机制中的预警措施仍需改进随着近几年我国经济的高速增长，社会对电力的需求与日俱增，电力系统把主要的预警内容都放在了用电负荷的告警分析及相应的保障措施上，这其中包括在夏天和冬天用电高峰时，在电力负荷不够的情况下采取分别按供电等级进行拉闸限电等措施。但是忽视了在极端自然灾害条件下，对电力生产和保障系统预警机制的建立。本次雪灾发生前，气象部门已经就灾害天气情况进行了预报，但是今年节前时逢各地“两会”召开，大部分电力系统当时的保障重点放在了会间的电力供应及保障居民春节过冬的负荷分配上，对天气原因引发的自身系统的冰凌影响缺乏后续的预警分析。即使在1月中旬的灾情刚刚发生时，各地电力部门对后续灾害的严重性也未能及时预见，受灾地区未能做好应对雪灾的准备，缺乏宏观的应急总体规划和意识。而且没能迅速组织后续的抢修物资及抢险力量，以至发生大面积的冰凌时铁塔倒塌，线路中断。自然灾害并不是一点也不能抗拒的，同样处于重冰区的宝鸡供电局，因为预警措施得当，却避免了灾情的扩大发生。宝鸡供电局负责维护的110千伏马向I、II线(宝鸡马营变电站到凤县向阳变电站)承担着对宝成铁路供电的重要任务。马向线主要沿秦岭山区分布，其中有13个基杆塔处于海拔1547米左右的秦岭梁顶，属于重冰区。在没有采用带负荷融冰技术前，线路覆冰严重时，需要立即停电，然后人工用竹竿打冰、破冰，不但费时费力，还易对导线造成伤害。宝鸡市供电局于20世纪70年代即实施了“带负荷融化线路覆冰技术”，这一技术主要是利用线路本身，通过自耦变压器升压后再双分裂导线形成回路，产生电流，通过导线发热自动融化覆冰。1984年，宝鸡供电局在秦岭深处成立了全国唯一一家融冰站。在融冰站内，通过微机监控系统，可随时掌握线路覆冰情况，根据实际情况及时进行融冰操作。在今年的雪灾中，持续多日的暴风雪造成线路覆冰急剧攀升，特别是秦岭重冰区，常常是刚融完冰，几个小时后线路就又结冰了。所以，宝鸡供电局随时组织人员到现场察看融冰后线路的覆冰情况，安排人员24小时守在控制室，一旦覆冰传感器报警，就立刻进行融冰。在短短的半个月内，融冰站就进行了12次融冰操作。“带负荷融冰”并非一项很新的预防技术，也较容易实现，如果预警应急机制及时并采用得当，完全可以降低灾害的影响。(三)应急机制中的应急预案管理还需不断完善我国政府于2006年1月颁布的《国家处置电网大面积停电事件应急预案》，各地电力部门按照要求也相应出台了地方性及区域性的应急预案。但是从本次灾害过程中反映的情况来看，应急预案的执行效果并不令人满意。究其原因在于应急预案的针对性不强，并且大多未经过实际演练，可操作性不强。我国幅员辽阔，各地气候、各生产行业分布及居民聚集情况均不相同，易遭受的自然灾害种类也不尽相同，如台风、地震、水灾、火灾及冰雪灾等，各地的应急预案应针对地域性的特点和灾情，分别采取不同的措施，才能有效应对。应急预案不仅包括自然灾害，还应包括在遭遇小型局部战争时战备状态下的应急措施，并且定期进行应急演练。相对于电力系统，在本次灾害中遭遇同样打击的移动通信企业的应急预案却起到了良好的实施效果。在电力系统因灾采取限制供电甚至供电中断后，移动通信企业迅速调集维护力量组织了大量的小型发电机在灾区内对移动基站进行轮流发电及充电，部分营业厅甚至采用小型发电机为市民的手机提供免费充电，而且发电机油料的供给也及时得到了有效的保证，使得在电力长时间中断时移动通信保持基本畅通，为企业赢得了良好的社会声誉。虽然各系统及各行业由于性质的不同所采取的应急机制不同，但在其他行业中所具有的好的安全生产文化却值得电力系统深思和学习。(四)应急机制中的联动效率有待提高电力作为一种涉及国计民生的基础性资源，对于社会的正常生产及民众的日常生活具有极为重要的意义，但是在遭遇到今年的雪灾这一区域性突发的公共事件时，电力系统应急机制中的相关方面的联动性不强，应急机制的效率还有待进一步提高，这其中包括电力系统内部的联动效率和涉及其他行业的联动反应效率。一般来说，正常的电力的生产主要包括发电、输电及供电三大主要环节，目前各环节由不同的企业分别进行运营和维护，在抢险救灾的应急工程中，涉及到的建设流程还包括规划、设计、施工、维护等性质各不相同的企业及单位，现有的应急机制中关于各环节、各流程中的各企业和单位所承担的职责和联动要求还需要进一步地规定和明确。对于涉及到电力系统外的需要联动的行业和单位，在应急机制中也应该明确所需要的相关的支持及联动要求，并事先告知对方，相互支持采取措施，达成一致。一旦出现区域性的突发事件，在上级单位或当地政府的协调下，马上就可以进入联动状态，缩短响应时间，提高联动效率。人类对灾害的适应与调整，是减轻自然灾害的根本途径。无论哪种事件，无论是自然的，人为的还是技术的，对于积极的预防和应对都是非常重要的。我国虽先后制定了《防震减灾法》、《防洪法》等法律法规。但缺乏统一的国家级紧急事务管理机构。缺乏对一些突发事件的应急准备和措施。由于今年的冰雪灾害对我国的经济发展产生了很大的影响，本文仅从电力系统在灾害过程中应急机制所反映的表象问题进行了粗浅的探讨，对于灾害过程中以及灾后重建中出现的更为深层的问题及其它相关问题还有待于各行各业从不同角度进行更为深入的研究。责任编辑　徐家英
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第 33 卷 第 5 期 电
术 Vol. 33 No. 5 2009 年 3 月 Power System Technology Mar. 2009
文章编号：
（2009 ）05-0038-06 中图分类号：TM72 文献标志码：A 学科代码：470? 年冰雪灾害对我国南方地区电网的影响分析 1 1 2 2 1 2 1 邵德军 ，尹项根 ，陈庆前 ，童光毅 ，张哲 ，郑毅 ，侯慧 1．电力安全与高效湖北省重点实验室 华中科技大学
，湖北省 武汉市
430074 ； 2．国家电力监管委员会南方监管局，广东省 广州市
510180 Affects of Icing and Snow Disaster Occurred in 2008 on Power Grids in South China 1 1 2 2 1 2 1
SHAO De-jun ，YIN Xiang-gen
，CHEN Qing-qian
，TONG Guang-yi
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Huazhong University of Science and Technology
， Wuhan 430074 ，Hubei Province ，China ；2 ．South China Bureau，State Power Regulatory Committee， Guangzhou 510180，Guangdong Province，China ABSTRACT:
and 见的低温雨雪冰冻灾害，此次冰雪天气范围广、降
snow disaster occurred in partial area of South China that caused 温幅度大、持续时间长，导致电网设施遭受严重破
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were 坏，电网陆续发生输电线路倒杆、倒塔、断线等情
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