臺風引發大面積停電危害分析及應對

蔡 維，余俊宏，余爾汶

(1.國網福建省電力有限公司，福建 福州 350003；2.國網福建省電力有限公司福州供電公司，福建 福州 350009；3.福建省電力應急辦公室，福建 福州 350001；4.國網福建省電力有限公司檢修分公司，福建 福州 350013)

0 引言

大面積停電事件不但影響電力企業正常生產經營秩序，同時還會導致公共交通、水、氣、煤、油等供應中斷，對國家安全、社會穩定造成負面影響。分析梳理大面積停電事件造成直接和間接危害，對做好大面積停電事件應急準備具有指導性作用。

1 案例分析

2016年全球海域最強臺風“莫蘭蒂”，在沿海M市登陸時中心附近最大風力15級，陣風速度50m/s。強臺風對M市的公共設施造成嚴重危害。

1.1 臺風對公共設施及電網的影響

1.1.1 公共設施

強臺風導致M市大面積停電，全市供水、通信中斷，70 %綠化樹被吹到或折斷，市區路燈僅剩不到20 %；工業交通方面，2 000余家工廠企業停產，市中心主干道全部被積水淹沒；農林牧漁方面，全市大田作物、果樹受災面積300萬畝，水產養殖損失面積150萬m2；水利設施方面，損壞小型水庫堤防60 km，損壞水閘190座。

1.1.2 電網企業

(1) 主干電網方面:500 kV線路倒塔5基，斷串5基、地線橫擔斷裂1基，220 kV線路倒塔7基、塔頭變形1基、斷線3處，110 kV線路倒塔4基、斷線10處、橫擔變形2基，35 kV線路倒塔1基；累計停運500 kV線路5條、220 kV線路25條、220 kV變電站6座、110 kV線路109條、110 kV變電站34座、35 kV線路24條、35 kV變電站6座。

(2) 配電網方面:配網倒(斷)桿2 516基、傾斜1 484基、導線斷線1 974處，受淹環網柜3個、站房5個；累計跳閘10 kV線路2 619條，停運10 kV配變59 276臺。

(3) 供電用戶方面:累計停電323.05萬戶(占比29.37 %)，損失負荷超過80萬kW(占比25.39 %)；市政府等一級重要用戶停電，自來水廠、石油化工等二級重要用戶停電。

1.1.3 發電企業

S電廠1，2號機組緊急停運，H電廠2號機組緊急停運，啟備變失電。兩個發電廠的廠用電全部失電，僅靠自備發電機組帶保安段運行。廠用工業和生活用水系統停運，照明、電話通信、信息網絡全部癱瘓。

1.2 大面積停電的影響

1.2.1 通信行業

所有核心業務均需要持續安全電力供應。通信行業受影響的核心設施是機樓、接入網、基站。

(1) 移動公司:受影響最為嚴重，基站峰值停電1 765個(含室分站)，峰值退服基站1 689個；傳輸網線路受損1 896 km；本地匯聚系統中斷13處，接入網中斷266處；集客峰值故障1 961宗，社區寬帶峰值故障6 752宗。

(2) 聯通公司:全市停電的基站超過700個，核心干線機房、匯聚機房全面停電，出現較大面積的退服現象。

(3) 電信公司:基站停電386個，接入網停電272個、中斷180個(含停電及斷纖)，EPON (ethernet passire optical，以太網無源光網絡)停電及斷纖4 500個，接入網及EPON受影響固話用戶數約36.5萬戶、寬帶用戶數約21.3萬戶。

1.2.2 供水系統

供水行業對電力的依存度很高，自來水廠制水送水用電量最大的就是取水泵房和送水泵房。水務集團所屬12個水廠停產。個別水廠停止供水時間將近15 h，影響38 %的居民供水。大部分地下水源水廠、抽水泵站、加壓站停止供水達8 h左右。

1.2.3 交通運輸行業

大面積停電后，86架次航班全線取消，32趟進出M市列車晚點運行，大量滯留旅客；港口航道停航，碼頭停產，輪渡停止運營。交通信號燈、交通智能監控系統設備失靈，交通受阻；立體停車設備無法使用，客運車輛和人員無法及時輸送轉移。

1.2.4 供油行業

供油行業主要受影響的是加油設備、控制通電設備、支付結算系統及消防安全設備。D廠地下油庫應急發電柴油不足，停止運營達48 h。大部分社會油站因沒有自備發電機而歇業，110座加油站無法正常加油，衍生醫院、通信、供電、供水、消防以及應急搶修車輛用油不足。

1.2.5 醫院醫療衛生行業

M市某醫院的油料儲備只能維持自備發電機(800 kW) 10 h的運轉；通信中斷道路受阻，信息傳遞困難，病危人員轉運困難。

1.2.6 重點高危用戶

M市鋼鐵廠外部供電線路先后跳閘，若自備機組跳閘，電力供應中斷，高爐焦爐、原料、煉鋼等重點部位將斷電。

2 大面積停電風險分析

2.1 自然災害風險

自然災害風險包括雷暴，臺風、洪澇、地震等。雷電以及雷電引發的森林草原山火，對電網影響最為頻繁；沿海地區臺風、洪澇災害也對電力造成較大影響；內陸地區偶發龍卷風、微地形產生的風場影響輸電線路安全運行；冬季降溫造成線路覆冰亦有可能引發面積停電。

2.2 電源側受限風險

因各種原因造成發電廠站無法開機運行，或不能滿功率運行，引發連鎖反應，進而造成電網較大面積停電。例如冬季局部地區光伏發電零出力，水利、風力發電弱出力，都是季節因素造成電源側風險，此類風險如單一出現影響不大，如轉變成行業系統性風險則可能誘發大面積停電。

2.3 電網側狀態風險

2.3.1 電網結構

電網主干網絡存在局部的薄弱環節，關鍵輸變電設備故障可能引發大面積停電風險；配電網絡單電源比例高或聯絡通道容量不足，設備故障停電時轉供電能力受限。在特定條件下可能被迫限荷，造成局部停電。

2.3.2 設備本體

重要發輸變電設備、自動控制系統因產品質量問題、巡視維護不到位、隱患排查治理不到位，有可能導致電網大面積停電。例如沿海地區特別是海岸線30 km范圍內的電力設備，受海風鹽霧污染影響較大，巡檢不及時，易發生污閃跳閘引發停電。

2.3.3 外力破壞

野蠻施工、非法侵入、火災爆炸、恐怖襲擊、網絡黑客攻擊等外力破壞，可能造成電網設施損毀，引發大面積停電。線路設備附近違章搭建、超高樹木種植、機械施工作業等安全距離不足導致線路跳閘，均可能造成電網大面積停電。

2.3.4 人員行為

電力企業運行維護人員誤操作或運行人員處置不當，可能誘發連鎖故障，最終導致大面積停電。

2.3.5 系統穩定

電力系統在正常運行時，經受多種干擾因素可能導致功角不穩定、頻率不穩定、電壓不穩定。當這系統穩定“三要素”之一遭到破壞時，均可能造成大量用戶供電中斷，甚至導致整個系統的瓦解，后果極為嚴重。

2.4 負荷側風險

一些用電單位對電力設施的安全運行重視不夠，少數值班人員資質不足，保安電源不足或者維護有問題。單一用戶的風險可能是造成人身傷害，也可能由于連鎖反應造成大面積停電。

3 大面積停電事件應對啟示

從案例看出，提高應對大面積停電突發事件要遵循應急PPRR四階段原則開展應對。主要為預防(Prevention)、準備(Preparation)、響應(Response)和恢復(Recovery)，如圖1所示。

圖1 PPRR四階段內容

(1) 在預防環節，主要目標是力圖消除或者減少災害影響，增強企業遭受突發事件時的承受力和增加企業受災害影響時的快速恢復能力。

(2) 在準備環節，主要目標是建立應急工作計劃和預案，提供應急教育和相關信息，做好事件發生前人、財、物的準備。

(3) 在響應環節，主要目標是啟動應急工作計劃和預案規定的響應，降低突發事件影響，減少人員傷亡和財產損失，提供應急供電和電力搶修。

(4) 在恢復環節，主要目標是制定合理恢復計劃，盡快重建受損設施，恢復正常供電。

4 結束語

從實際案例出發，分析大面積停電事件的主要危害，提出“預防”“準備”“響應”“恢復”四個環節加強應急能力建設，提高電力設備設施抵御災害能力，強化隊伍裝備裝置管理，科學開展應急指揮處置，加強災后搶修和災前防御能力，將臺風災害引發大面積停電的負面影響降到最低。