重大活動保供電保障模型構建

魯躍峰，申原，趙國雄，潘盛，許海泉，唐愛娣

（1.廣東電網有限責任公司，廣州510620；2.深圳中質安股份有限公司，廣東 深圳518107）

1 供電電源配備

1.1 供電電源的配備原則

供電電源的配備應依據以下原則：

1）特級重要電力用戶必須具備3 路可靠電源供電，并且

其中的2 路電源不應來自統一電源變電站，其中，任何兩路電源發生故障，第三路電源可以保證獨立正常供電；

2）一級重要電力用戶不允許中斷供電的負荷，必須具備2路電源供電條件，2 路電源應來自2 個不同的變電站，當一路電源發生故障時，另一路電源能保證獨立正常供電；

3）二級重要電力用戶需具備雙回路供電條件，供電電源可以來自同一個變電站的不同母線段。

1.2 應急處置基本原則

應急處置應遵循以下基本原則：

1）以預防為主。重大活動保供電以防止活動期間停電，保障活動正常供電為目的，主要的預防措施有：加強日常巡邏、維護、檢修管理，以提高電網的供電可靠性。通過與當地政府的溝通，提前獲得（了解）舉辦重大活動的時間、地點、進程等信息，對活動地點的供電環境和條件進行研究，制訂有效的符合科學實際的活動保供電方案。開展重大活動保供電和活動突發停電應急處置演習，提高對重大活動保供電和活動中突發停電應急處置能力。

2）統一指揮。在當地政府和公司的統一指揮和協調下，通過公司應急指揮機構，組織開展重大活動保供電和突發停電應急處理工作。

3）明確分工。按照統一協調、各負其責的原則，建立重大活動保供電應急處理體系。公司營銷部、生技部、調度室、各變電站、各供電所按照管轄范圍負責相應的活動保供電及活動突發停電應急處置工作，財務部、總經理工作室負責所需的物質、經費等后勤保障。

4）保證重點。在重大活動保供電工作中，把保證活動安全用電和正常用電安在首位，采取各種必要的手段，防止在活動中發生停電和用電安全事故，在活動中發生停電事件時，要使活動場所的照明用電優先恢復，防止人群因為停電，發生騷亂，導致人身傷亡事故，控制事故進一步擴大，盡快恢復活動的正常秩序。

1.3 事件類型和危害程度分析

電網大面積停電事故引起的活動場所停電事件包括：

1）由于在舉辦重大活動時，電網發生大面積停電事故而引發活動現場停電事故。

2）供活動用電的主要設備、線路事故引起的停電事故。由于事先準備不足，對于供活動現場用電的線路、設備選擇不合理、巡視檢修不到位，導致在活動進行時，出現線路、設備事故引起的活動現場停電事件，主要有：10kV 線路停電事故、現場供電變壓器停電事故、現場0.4kV 線路停電事故。

3）活動用電設備事故引起的停電事故。由于用電方設備選擇不合理，不安全用電引起用電設備事故，導致發生停電事件。

1.4 危害程度分析

當上述類型事故發生時，會導致活動現場出現全部（或者局部）停電事件，使活動無法正常繼續下去；嚴重時甚至會因為突然的停電導致參加活動的人員發生騷亂，從而引起踩踏事件，威脅參與者的人身安全，在社會、政治上產生大的影響。

1.5 處理方法

1.5.1 電源配置

給一級負荷中特別重要負荷供電應由雙重電源供電外，還應增設應急電源，并嚴禁其他負荷接入應急電源系統；設備供電電源切換時間應滿足設備允許中斷供電要求。

重大活動的保供電方案級別高于一級負荷中特別重要負荷級別，保供電中必須配置雙重電源外加應急電源應為最低要求。

1.5.2 應急電源

獨立于正常電源的發電機組以及供電網絡中獨立于正常電源的專用饋電線路、蓄電池、干電池等都可以作為應急電源，而應急電源具體類型需根據允許中斷時間來選擇。若允許中斷15s 以上，則可選用快速自啟動發電機組；若自投裝置的獨立于正常電源的專用饋電線路。

2 應急電源的分類和比較

獨立于正常電源的發電機組包括應急燃氣輪機發電機組、應急柴油發電機組。快速自起動的發電機適用于允許中段供電時間為15s 以上的供電。而UPS 不間斷電源，適用于允許中斷供電時間為毫秒級的負荷。EPS 應急電源，一種把蓄電池的直流電能逆變為交流電能的應急電源，適用于允許中斷供電時間為0.25s 以上的負荷。

2.1 柴油發電機組

柴油發電機的容量較大，連續供電時間長，但切換時間長，每次至少2min，是其弊端，可能造成安全問題。柴油發電機組造價高，日常維護比較頻繁，工作量大，噪聲大并有公害。

2.2 UPS 電源車

重大活動保供電允許中斷時間常為毫秒級，甚至不允許間斷，如在體育場館及大會堂等場所使用非常普遍的金屬鹵化物燈（電源中斷3～5ms 就會熄滅，重新點燃需要5～15min）電視轉播中心、體育競賽幾分計時系統、計算機系統等。因此，重大活動保供電的應急電源宜選用蓄電池靜止型不間斷供電裝置（即蓄電池+UPS）或柴油機不間斷供電裝置（即柴油機+各種類型的UPS）。

2.3 EPS

EPS 是由整流器、蓄電池、逆變器、靜態開關組成的應急電源裝備，主要用于重要建筑物中保障電力和安全而采用的一種應急措施。在國內機場、碼頭、大型商場、醫院等重要場所，也逐漸開始應用。其優點是斷電后反應時間短，一般在毫秒級（智能型在線運行狀態時，中斷時限小于2ms），EPS 的優點是節能、運行效率高、運行成本低、無噪聲等。

EPS 一般與柴油機聯合使用，其重要性和有效性已經得到了市場的認可，在國外得到了廣泛的使用。我國用戶多采用長延時EPS。事實上從經濟成本上來看，EPS 和柴油機的初始成本差別不多，但是EPS 的電池需要定期充放電，每間隔幾年需要更換，并且供電維持時間很難超過8h，隨著充放電量的增大，EPS 電池的體積也逐漸增加，不便于移動。EPS+柴油機的方法中，EPS 的重要功能就是在電力中斷時，立即提供系統所需的電量，保持電力供應不出現中斷，從而使柴油機有時間啟動，維持長時間的系統所需電量。

通常EPS 與應急用電負荷的匹配可以是1∶1，目前，國內的智能型EPS 主要模塊大多是引進的，因為配置形式的不同，整機的功能也有各自的特點，優點機柜LED 面板顯示的溫度是機柜內的空間溫度，晶閘管底座或某些集束線的局部溫度高達95～105℃，遠高于面板指示值，需要實時檢測，并且做好現場通風措施。

3 保障系統

3.1 應急指揮機構

為保障重大活動的保供電，需要對停電事故進行預案準備，對人員進行分組分工，使工作人員在停電的第一時間能夠快速反應，從而保證活動的順利進行，盡力把損失降到最小。要使重大活動保供電任務順利完成，根據分組分工的原則，可以分成下列幾個小組，每個小組的成員及其職責都是不同的。

3.2 專家指揮部

貫徹落實國家相關生產安全事故應急救援與處理的法律、法規和上級有關規定，在公司應急總指揮的領導下，負責對本預案應急處理工作進行指揮、監督和指導。根據事故情況，實施公司應急總指揮部的各項指揮命令，完成公司應急總指揮部授權處理的應急措施。組織本項預案制定修訂工作，組織專項源攀巖和應急準備監督督察工作。

3.2.1 專案應急辦職責

負責本專項預案應急響應、處置期間的應急管理、信息匯總和上傳下達工作。具體實施本項預案制定修改，具體實施本專項預案演練，實施應急準備督促工作。

3.2.2 電網調度組職責

負責活動期間電網電源的保障工作。在發生停電事件時，指揮電網操作，恢復電網供電和電網接線方式，使其盡快恢復正常。承擔活動發生停電事故時，調度應急通信保障任務。參加本預案的應急演練，履行應急搶險職責并做好演戲后的評價總結工作。負責本組所有成員的日常培訓和訓練

3.2.3 35kV 及以上電源保障組

負責保障公司35kV 及以上輸電線路、變電站、主變等設備在活動期間不發生故障停電事件，保證活動電源正常輸送。負責本組所有成員的日常培訓和訓練。參加本預案的應急演習，履行應急搶險職責并做好演習后的評價總結工作。

3.2.4 10kv 及以下電源保障組

負責活動期間活動場所10kV 及以下線路設備的正常供電。協助活動主辦單位，對活動用電設備進行檢查，并督促、協助主辦單位進行整改。在活動期間，負責維護活動現場的供用電秩序，保證現場的安全用電和正常用電[1]。在活動出現停電事件時，負責現場的應急處理工作。負責本組所有成員的日常培訓和訓練。負責保管維護相應的應急器材和工具。參加本預案的應急演習，履行應急搶險職責并做好演習后的評價總結工作。

3.2.5 事故應急救援組

活動中發生停電事件時，工作人員應在總指揮部、專案指揮部的命令下參加事故應急救援。平時，相關工作人員應負責保管、維護相應的器材和工具，參加本預案的應急演習，履行應急搶險職責并做好演習后的評價總結工作。

3.2.6 后勤保障組

負責保供電需用的車輛、生活保障。當需要外部通信單位提供通信支援時，負責請求外部單位支援并做好配合工作。負責保管、維護相應的應急器材和工具。參加本預案的應急演習，履行應急搶險職責并做好演習后的評價總結工作。

3.2.7 財供組

組織建立公司主要設備、線路的供應商通訊名錄，需要供應時，快速采購提供物資。負責申報和管理應急資金。負責保管、維護相應應急器材和工具。

3.3 應急處理原則

根據電網的接線方式以及發電容量、負荷水平，依據電力系統的有關規程和規定，制定本預案。進行應急演練，提高運行調度人員事故處理能力，快速、正確、判斷并處理對電網的電網事故，控制事故范圍，減少事故損失，防止事故擴大，確保活動電網安全穩定運行。

電網事故錯綜復雜，事故預案原則性上規定了各種故障情況下的恢復方案，實際發生電網事故時，要根據具體情況和判斷，運行人員應組織有關人員認真學習應急預案，并反復進行應急預案演練，密切配合，相互協調，確保在發生事故時合理處置。

電網接線方式、運行方式發生重大變化后，應下達新的事故處理預案。

3.4 解決方法

應急UPS 電源，是使用最為廣泛和有效的應急電源。它除了在偶爾發生的斷電事故中發揮作用，還能處理市電的不平穩波動。許多人認為現在使用的市電是連續而且穩定的。其實不然，市電系統作為公共電網，連接了各種各樣的負載，其中有一些較大的感性、容性、開關電源等負載不僅從電網中獲得電能，而且還會反過來對電網本身造成影響，惡化電網或局部電網的供電品質，造成市電電壓波形畸變或頻率漂移。

當市電輸入正常時，UPS 將市電穩壓后供應給負載使用，此時的UPS 就是1 臺交流式電穩壓器，同時，它還向機內電池充電；當市電中斷時，UPS 立即將電池的直流電能，通過逆變器切換轉換的方法向負載繼續供應220V 交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS 電源設備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護。UPS 電源的組成：UPS 電源系統由5 部分組成：主路、旁路、電池等電源輸入電路，進行AC/DC 變換的整流器，進行DC/AC 變換的逆變器，逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電池。

剖析應急UPS 電源，UPS 雙路靜態開關由12 只SCR（可控硅）組成逆變器側和旁路側雙路無觸點靜態開頭，其作用是確保逆變器供電與旁路代電間的無間斷切換，確保輸出電壓波形的連續和平滑性，控制電路采用了“過零點”切換技術，保證UPS 在同步鎖相時切換時間為0ms，在與電網不同步時，切換時間小于4ms ，即電網頻率無論怎樣變化，均可確保UPS輸出電壓，頻率的穩定與不間斷。

4 結論

本文通過分析重大活動的保供電的任務要求、難點和重點、常用方法，提出采用應急能源作為預備能源，同時，對活動的保供電保障的人員進行詳細的安排，使每一個環節都能在科學的指導下有序地進行，因此，即便發生了斷電或者其他電網問題，也能憑借組織好的小組分工，在第一時間內找到問題，并且借助現場的應急電源和備用工具等在停電尚未造成危害時，給活動現場提供足量、合頻率的電源。

對于重大活動保供電保障模型構建，需要根據當地的市電網絡進行因地制宜的安排和定制，從而使活動供電得到最好的保障，同時，對當地的電力系統不會有太大的壓力，又能在不浪費大量的物力和財力的情況下，使活動順利進行。