基于故障樹法的配電網調度風險評估

郭志和(廣東電網有限責任公司肇慶供電局,廣東肇慶526100）

基于故障樹法的配電網調度風險評估

郭志和
(廣東電網有限責任公司肇慶供電局,廣東肇慶526100）

電力調度風險是風險管理的分支。利用故障樹理論快速找出與電力調度系統危險性成正比的最小割集中的基本事件，通過分析解決基本事件，達到減少配電網調度風險的目換，在調度實踐中是可行的方法。

故障事；配電網；調度；風險評估

1　電力調度風險管理概念

電力調度風險管理是風險管理一個分支。風險管理理論是在二十世紀三十年代在繼承事故學理論的基礎上發展起來的，研究對象一般是電力系統、工程、電力企業危險與安全隱患等.通過對危險和隱患事件鏈的因果性、過程性，實施危險源分析、風險分析、評價與控制，從而實現預防電力安全事故、保障電力調度安全，達到提高供電可靠性和電能質量的目的。

為了保證電網的安全可靠性，調度員要依據電網運行數據和經驗對電網進行合理的操作，形成一套完善的操作流程與控制方法，能有效地提高調度的安全性。但以往的研究多數是偏向智能校核而對調度操作的風險忽略不計，在實踐中無法真正規避風險。因此，從調度操作角度來評估調度風險管理越來越受到關注，故障樹原理就是其中一種。

2　配電網調度環節分析

配電網調度是供電局電力調度中心日常工作的一部分，也是一個循環的過程。首先由調度員根據運行需求或者運行值班人員根據運行的實際情況要求值班調度員發出調度指令。在緊張的情況下也會收到上級部門的隔級發出的調度指令，操作人員在執行的同時應當迅速報告級值班設備員并做好相關的紀錄以備查檔。配網運行單位接到調度機構指令后，如果判斷會危及人身安全時可以拒絕執行操作。操作模式通常有直接操作、委托操作、配合操作、轉令操作和許可操作五種。

目前多數供電局使用配網生產管理綜合信息平臺具備設備管理、停電管理、兩票管理等多種功能，在滿足配電網日常運行工作方面是足夠的。受到網絡安全的影響，配電只能獲得主網EMS系統的WEB瀏覽功能，不能獲得實時數據，使得配電網自動化程度較以大幅提高。運行人員應當通過SCADA配網調度數據采集與監控系統對各線路、開關站、箱變等設備的實時數據，掌握這些設備的實時工作狀態，監視配變出線潮流。

3　故障樹法在配電網調度風險評估的應用

3.1故障樹分析法

故障樹分析法是通過建立邏輯因果關系，利用邏輯門符號、事件符號、轉移符號等描述風險評估對象中的各事件間存在的因果關系，是安全系統工程分析方法之一，被廣泛應用到各安全領域。配電網調度風險評估應用故障樹分析法，從操作角度上看，故障可以因硬件設備缺陷和性能惡化引起，也可以因軟件和操作人員失誤引起損壞故障。故障樹分析法程序如下：熟悉系統/調查事故→確定頂上事件→建造故障樹（收集系統資料/調查原因事件）→修改化簡故障事→定性或定量分析→制定安全措施。

3.2某供電局配電網調度安全事故模型分析

盡管在近年來某供電局配電網調度工作運行情況良好，未發生重大安全事故。但由于長期受到資金、人才的限制，支持配電網調度業務的軟、硬件系統并不完善，存在著諸多的安全隱患。文章某供電局的調度環節因素導致誤操作作為故障樹的頂事件，由此建立起事故案例模型進行分析。

在假想調度事故模型中，本案的頂上事件便“誤操作事件”。確定頂上事件后，就對開始對造成該事件的原因找出來，包括直接原因和間接原因，如機械故障、環境因素、人為因素等等。在這案例中，故障的原因主要由兩方面組成：一是由于自動化程度不高，軟件支持系統不完善導致機械故障；二是調度令有誤導致運行單位值班員誤操作。

令T表示誤操作，A1表示人為因素；A2表示機械故障；B1表示調度令有誤；B2表示執行錯誤調度令；B3表示自動化程度不高；B4表示軟件支持系統不完善；C1表示審票不允許；C2表示圖紙更新不及時；C3表示調度術語不規范；C4表示運行單位值班人員未拒收，D1未及時送票；D2運行單位未拒收；X1工作量大；X2人員配置不足；X3安全意識薄弱；X4未按時考核；X5口誤或諧音；X6字跡不工整；X7人員素質不高；X8按令人無受令資格；X9無閉鎖裝置；X10無四遙；X11通訊設備故障；X12危險點數據不完善。由表及里，由外至內對各種事件因果、邏輯關系進行分析，結果如下：第一步，T直接原因由人為因素和機械故障兩種，由于閉鎖裝置或者電腦鑰匙的作用下，單純人為誤操作是不會導致事件的發生，反之單純機械故障也會不導致事件發生。因此兩個原因與T存在著“與門”關系，即T=A1?A2

第二步，自動化程度不高和軟、硬件支持系統不完善任何一種原因都會導致機械故障事件發生，即關系表達為A2=B3+B4。

第三步，只有運行值班人員執行值班調度員發出錯誤的指令，事故才能發生。因此它們的關系是A1=B1?B2。

第四步，調度指令出現錯誤，必然是審票不充分導致判斷錯誤、失誤或圖紙更新不及時導致調度員誤發調度令，因此，他們的關系應當是“或門關系”，即B1=C1+C2。

第五步，審票不充分只能是未及時送票并且運行單位又沒接收才會發生，因此他們是“與門”關系，即C1=D1?D2。

第六步，未及時送票可能是因為工作量大使調度員超負荷工作或者是人員配備不足，也是“與門”關系，即D1=X1?X2。

至此，X1，X2，……X12都是基本事件，同理可得到樹型結構。按以上六個步驟繪制事故樹如下：

故障樹結構函數表達式為：

T=A1+A2=B1B2(B3+B4)=(C1+C2)C3?C4[(X9+X10)+(X11?X12)] =(D1?D2+X1?X2)(X5+X6)(X7+X8)[(X9+X10)+(X11+X12)]=[X1?X2(X 3+X4)+(X1?X2)](X5+X6)(X7+X8)[(X9+X10)+(X11?X12)]。

為了求出所有最小的割集，需要對事故樹結構進行化簡，找出15個最小割集如下：

K1={X9};K2={X10};K3={X11,X12};K4={X1,X2,X5,X7};K5={X1,X2,X5,X8};K6={X1,X2,X6,X7};K7={X1,X2,X6,X8};K8={X1,X2,X3,X5,X7};K9={X1,X2,X3,X5,X8};K10={X1,X2,X3,X6,X7};K11={X1,X2,X3,X6,X8};K12={X1,X2,X4,X6,X7};K13={X1,X2,X4,X5,X8};K14={X1,X2,X4,X5,X7};K15={X1,X2,X3,X6,X8}.

K1～K15代表著系統的15個危險點，通過對這15個危險點的掌握，能快速預測事故發生的概率，從而達到風險評估的目的。

3.3風險評估

從本案例來分析，可以看到15個危險點中全部包括著12個危險點包括著基本事件X1與X2，說明在本次案例中，X1與X2決定著事故80%發生的可能性。因此，要避免本次安全事故的發生，應當從X1與X2兩個方面數手，要充分調動人力資源，制定科學的值班制度，配置足夠的調度員人，最多限度避免人員工作量大，超負荷工作導致事故發生。另外X3～X12設備因素也會對調度操作產生直接的影響，應當加大投入，引進先進自動化設備，提高調度自動化水平，進一步完善軟件支持系統，各分公司、子公司引起調度運行日志和營配一體化系統，在調度中全面應用網絡發令系統；加強專業人員培訓，提高工作人員素質、計算機應用水平；進一步完善交班制度，考核制度，最大限制防止誤操作。

4　結論

通過故障樹理念分析可知配電網調度系統危險性與最小割集成正比例關系。同時不同基本事件在所有最小割集中發生概率也不一樣。因此，應當將基本事件在故障樹結構中的重要度進行排序，選出優先分值，在有限的投資里最大程度解決風險最高的環節，使調度風險事故發生的概率降致最低。

[1]高明.使用故障樹理論對電網調度自動化系統應急預案完備度的量化分析[J]電力系統保護與控制.2010(17).

[2]林少華.基于故障樹理論的電網調度操作實時風險評估[J]電力自動化設備.2014(05).

郭志和（1974—），男，廣東高要人，本科，高級工，主要從事電力調度工作。