基于规划设计优化的电网本质安全提升研究

杨国强

(国网甘肃省电力公司发展事业部,甘肃 兰州 730000)

甘肃地处中国西北部,地形复杂、自然灾害多发,对电网安全建设有着非常高的要求。目前,甘肃主网架强直弱交、新能源占比逐年提高、短路电流超标等问题凸显,电网运行风险隐患多。随着电网运行压力不断加剧,电网投资计划却逐年下降,这就必然要求提高电网规划设计优化水平。本质安全[1-2]规划设计优化体系建设坚持目标导向和问题导向,树立全员安全理念,在确保安全的前提下,提升规划效益性,把优化电网结构、提高设备质量作为保障安全的基础,把统一标准、执行制度作为安全管理的硬约束,构建预防为主的安全管理体系,提高电网规划本质安全水平,实现安全可控、能控、在控,是推动甘肃电网发展的现实需要。

电网规划方法中考虑本质安全约束条件,开展以本质安全为核心的省级电网规划设计优化实践,应明确以“安全第一、预防为主、综合治理”为指导方针,建立省、市、县三级电网规划工作机构,加强体系队伍建设。以“数据整合技术”为支撑,建立规划数据库系统和信息管理平台,提高规划安全预测、评估及优化能力,辅助规划科学决策。以“可研比选评审全流程管理”为手段,在可研设计阶段进一步强化本质安全要素,方案比选以安全性为前提开展多方案比选,评审阶段严格落实多级多部门高标准评审,提升项目安全质量。以“标准化体系建设”为引领,落实安全规范,完善公司安全管理体系,推进标准化设备应用,强化本质安全前端控制。以“监督后评估体系”为保障,落实地市供电公司安全规划闭环管理和项目后评估闭环管理,提升电网本质安全规划管理水平。

2.1 强化顶层设计,构建组织体系

一是确定规划建设指导方针。全面准确掌握电网发展情况的基础上,深入分析电网存在的问题,科学预测电力需求,贯彻资产全寿命周期管理[3]理念,明确提出以“安全第一、预防为主、综合治理”为指导方针,建设本质安全电网规划体系。二是明确规划建设目标。国网甘肃省电力公司(以下简称“甘肃公司”)通过以提升电网本质安全为核心的省级电网规划设计优化体系建设,最终实现电网运行安全、设备安全和人身安全。在电网运行安全规划设计方面,做到杜绝大面积停电事故;
在设备安全规划设计方面,做到杜绝重大设备损坏事故;
在人身安全规划设计方面,做到杜绝群体伤亡事故。加强对规划项目全过程组织管理能力、源头保障能力、隐患排查治理能力、风险管控能力、质量管控能力、应急处理能力、队伍处置能力、科技支撑能力建设,确保本质安全规划落地。重视电网长期规划目标的确立和指导作用,一方面在电网规划设计中需要考虑长远和整体发展,提高决策科学性;
另一方面,需要增强长期规划对中期、近期规划的指导性,在确定的整体目标框架内,根据外部条件变化进行局部优化,保证电网发展的全局安全性。

2.2 构建三级组织体系,加强体系队伍建设

一是建立省、市、县三级电网规划工作机构。进一步理顺电网专业网络体系,形成了甘肃公司本部组织管理、国网甘肃省电力公司经济技术研究院(以下简称“省经研院”)专业指导、市县供电公司及供电所全面参与的分工明确、各层级重点工作突出、标准统一的电网规划工作体系。明确各单位、人员在电网规划及管理中的职责与权限,规范各岗位工作要求与质量要求,实现统一规划、分级管理、归口负责、专业配合,保证电网规划工作的顺利开展。完善各级协同工作机制,确保各级电网规划相互依托、相互支撑、无缝衔接。加强上级规划对下指导,强化下级规划对上支撑,确保上级规划以下级规划为基础,下级规划以上级规划为边界,不断强化规划合力;
二是加强员工培训交流。组织业务骨干赴先进单位进行挂职培训,深入学习电网本质安全先进规划理念、方法、标准和工具,掌握电网规划全过程管理理念。积极引导员工树立自我安全意识,熟悉电力设备生产运行特性,提高公司电网规划人员的业务水平和安全意识。

3.1 建立规划数据库系统,提高基础信息收集能力

一是基于甘肃公司发展规划信息系统-电网规划项目辅助决策系统的规划基础数据管理,解决因人工收集录入(即人工对变电站、线路等各类电网设备信息资料收集并录入有关数据系统)上报数据准确性不高、统一性不佳、逻辑性不强而造成的电网规划可靠性、安全性低的问题;
二是借助于信息化数据统一管理平台,通过集成接口技术,实现电网运行各专业口数据的采集与历史数据的存储,通过信息间关联确保数据的一致性和准确性,为整体把握设备配置、使用情况提供依据。

3.2 利用信息管理平台,推进规划管理综合决策

通过规划信息管理平台将原有相对独立、不同级部署的规划管理、前期管理、综合计划、投资计划、生产计划和统计分析等模块进行了全面整合,完善相关的基础台账,充分发挥规划的引导作用,实现规划、前期、储备库的有机衔接,加强项目源头管控,实现从规划、前期、储备库到投资计划的全过程管理的目标,为规划管理提供了一个全新的视角,辅助规划科学决策。例如,通过效率监测功能可直接获取设备效率高低的主要原因,通过效率预警功能可重点关注高效率地区设备情况,从而优先规划布点,加强薄弱区域,提升电网规划本质安全水平。

通过整合系统功能及数据资源,相互协调、互为补充,提高数据匹配率、准确率,推进规划管理综合化信息化决策,以提升电网本质安全为核心的电网规划夯实数据基础,为规划信息系统一体化决策提供有效支撑。

4.1 加强可研编制管理,深化本质安全要素

广泛学习和借鉴国内外项目本质安全规划设计管理理念,设备质量是电网本质安全的关键,电网结构是本质安全规划的核心,二次系统是本质安全的支撑,安全管理是本质安全的基础。在规划项目科研编制阶段,加强对设备质量、电网结构、二次系统、安全管理的规划设计,提升项目可研编制质量。例如,按照有关规程、规定要求,及时改进和完善安全设施防护措施设计,在规划设计阶段不使用存在人身安全风险的设施、设备;
在编制《输变电工程涉及强制性条文执行计划表》时,突出说明安全防护设施防人身伤害设计等。

4.2 建立SEC综合评价体系,健全多方案比选标准

甘肃公司在电网规划设计方案比选时,坚持充足性、灵活性、经济性、安全性四大原则,以保证系统的安全、稳定运行为主要目标,突出方案的安全性校核。目前由于新建项目难度较大,电网积极开展设备寿命周期延长工作,以提高现有设备的利用效率。在电网规划设计方案比选时,甘肃公司着眼于长期规划,基于资产全寿命周期管理理念,将可持续发展所要求的长远眼光与当前的现实决策条件有机地结合起来,充分考虑到不同设备类型的寿命、寿命期内的可靠性等因素对于规划方案的维护策略乃至安全性的影响,综合考虑安全性(S)、效益性(E)和全寿命周期成本(C)之间的关系,建立SEC综合评价指标体系。

SEC综合评价指标体系(图1)是以全寿命周期理论为指导,以电网项目安全指标模型、效益指标模型和全寿命周期成本指标模型为基础,根据设备寿命确定计算期,确保规划设计的综合安全性、效益性最优。在开展电网规划方案比较时,以安全性校核为前提,在确保安全指标达标的情况下,再进行效益与成本的量化计算,对规划研究周期内的建设投入、土地占用、运行维护、可靠性水平等进行量化比较分析,综合运用资产技术状态评价、风险评价、全寿命周期成本评价等方法,选取安全、效能、寿命周期成本等综合评价最优的规划方案,合理确定电网的规划投资、维护和更新策略,全面提高规划方案比选的科学性、准确性、安全性,达到预定的社会效益和经济基础。

图1 SEC综合指标体系

4.3 推进规划评审管理,提升项目安全质量

由安全监察部、发展策划部、设备管理部等多部门组成审查小组,实施对电网规划项目的综合考量,把控电网规划、项目前期进度,降低规划设计对典型设计依赖程度,以及推动电网规划对后期资产设备运行、维护的充分考虑,使得规划设计与建设、运检、物资等专业部门技术标准和管理要求融合统一,合理优化电网结构和布局,提高电网抵御多重故障能力,从规划设计源头上保证电网安全。

为强化电网本质安全建设,甘肃公司改变项目自编自审现状,对35 kV项目严格按照110 kV项目立项审批程序开展评审,10 kV及以下项目先由地市公司组织编制初审,再由省经研院组织评审,提升项目评审的规范性和要求,深化本质安全理念。

5.1 落实管理规范,执行技术标准及相关管理规定

严格执行各级电网规划设计制度,规范电网规划相关管理活动的内容与方法、检查与考核、报告与记录等要求。指导甘肃公司电网规划相关管理工作的开展,达到电网规划工作制度化、规范化、科学化的目的,这是开展电网规划设计、提升电网本质安全的依据。通过强化工作标准及管理标准,开展规划支撑体系标准化建设,为规划的本质安全奠定坚实的根基。

5.2 完善安全管理体系,科学指导本质安全建设

完善安全管理制度,修订公司安全工作规定、职责规范、奖惩规范、事故调规(即“国家电网公司电力生产事故调查规程”)等安全管理制度,建立本质安全评价机制,开展试点评价,健全覆盖各专业安规(即”“电力安全规程”)体系,修订关键安全技术标准,科学指导本质安全建设。建立了经研所各专业准化作业指导书及工作流程。作业指导书包括开展相关业务的目的、适用范围、引用标准、对环境因素及职业健康安全的控制、各岗位人员职责、作业程序(资格要求、作业方法、作业流程及步骤,质量检查控制点)、报告和记录等。规范和指导各项规划业务开展,夯实了本质安全建设基础,提高规划工作质量。

5.3 推进标准化设备应用,强化本质安全预控措施

完善设备预控,规范和简化设备选型,提升设备安全质量风险预控能力,统一设备标准接口、技术指标,压缩设备种类,深化电网设备成套采购,同种设备确保相同的型号规格,加强设备通用性、互换性,实现设备及零部件的快速替换。落实国网公司资产统一身份编码建设工作部署,切实做好存量设备实物“ID”推广应用,有序推进设备赋码、信息关联追溯和运检业务应用等各项工作,实现对设备全寿命周期的各项数据信息获取,为电网规划提供精准的设备信息,推进标准化设备体系建设,提升电网规划风险预控能力和水平。

6.1 加强安全监督,实现对地市供电公司安全规划管控

开展电网规划安全监督工作,由甘肃公司组织省经研院对地市供电公司安全体系建设、基础数据管理、规划研究质量及规划评审等工作内容进行评价。省经研院通过年度会议(总结评价,提出改进计划)、年初回访(落实问题整改情况及提升计划)、年中检查(对照标准开展检查)、年末考核(公布全年考核指标)“四环节”,实现对地市公司电网规划设计安全质量、内控机制、评审质量等进行有效监督和考评,实现闭环整改,有效提升各个环节的工作质量和整体的规划能力,提高规划工作的成效和安全质量管理水平。

6.2 开展电网规划后评估,实现规划项目闭环管理

通过电网发展诊断分析客观地分析公司投资能力,科学地评价电网发展质量;
通过规划后评估[4]工作,深入分析项目投资效益、利用效率及影响效益的关键因素,对电网规划与建设安排的科学性、安全性、经济性进行跟踪与追溯,有针对性提出本质安全提升、设备利旧等提升规划质量和效益的措施。同时,甘肃公司每年组织开展电网规划滚动调整,对电网发展现状、负荷预测、规划项目实施等情况进行评估,深入分析电网存在问题,结合电网规划调整及电网技术发展情况,调整电力负荷预测水平和电网规划项目安排。滚动调整工作原则上以5年为规划期滚动开展,并兼顾国民经济和社会发展规划水平年。公司组织完成年度电网规划滚动调整后,按规定程序在规定时间内上报国家电网公司总部,并根据批复对甘肃公司电网规划项目库中电网项目进行调整,实现电网规划项目从评估诊断-改进提升-发展提高的闭环管理。

本研究构建了以提升电网本质安全为核心的省级地区电网规划设计体系,结合大数据管理技术,通过SEC综合评价体系,贯彻资产全寿命周期管理理念,考虑人员、设备和电网的三重安全,为有效提升资产全寿命周期管理水平,保障电网安全运营提供了新的借鉴。

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