【正文】 合起來，在做好抗震基礎(chǔ)上，獲取投資效益。 電力系統(tǒng)防災(zāi)對策 電力系統(tǒng)傳統(tǒng)防震對策 電力系統(tǒng)在預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害中破壞性最大的 地震，有以下幾種傳統(tǒng)的對策： （ 1）地震監(jiān)測對策：地震部門提前預(yù)報(bào)相關(guān)地震信息，信息來源是布設(shè)的測震儀、前兆觀測網(wǎng)絡(luò)以及與之相結(jié)合的信息系統(tǒng)。因而我們要加大宣傳教育力度，普及地質(zhì)災(zāi)害防治基礎(chǔ)知識(shí)，在此基礎(chǔ)上，還要評(píng)估在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)、高發(fā)地區(qū)所進(jìn)行的建設(shè)工程活動(dòng)，若建設(shè)工程存在隱患，要做好具體防治工作甚至叫停建設(shè)。 地質(zhì)災(zāi)害所具的突發(fā)性和嚴(yán)重危害性，要求我們要建立地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)以及預(yù)警信息系統(tǒng)。如重慶市是地質(zhì)災(zāi)害比較嚴(yán)重的地區(qū)，為搞好地質(zhì)災(zāi)害防治，先后出臺(tái)了一系列政策。假定某年電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的設(shè)備失效概率如下表： 表 電力系統(tǒng)設(shè)備受損表 故障設(shè)備 比例 廠站級(jí) C1 12% 而整個(gè)電力系統(tǒng)失效原因里，由于地質(zhì)災(zāi)害造成的設(shè)備失效概率如下表： 表 地質(zhì)災(zāi)害影響下電力系統(tǒng)失效數(shù)據(jù) 由式（ ），可計(jì)算出 P（ T） = 運(yùn)用故障樹分析流程歸納如下 ： 圖 故障樹分析法流程圖 配電級(jí) C2 11% 變壓器受損 B 輸電桿塔及線路受損 B 設(shè)備級(jí) C3 電磁型高壓電氣設(shè)備受損 B 電力電容器受損 B4 其他 15% 17% 7% 5% 不計(jì) 地質(zhì)災(zāi)害類型 電力系統(tǒng)失效比例 地震 A1 21% 崩塌 A2 3% 滑坡 A3 5% 泥石流 A4 4% 其它地質(zhì)災(zāi)害 A5 2% 構(gòu)建故障樹 確定頂事件 找出直接原因 找出基本原因 建造故障樹 模塊簡化 評(píng)定故障樹 模擬計(jì)算失效概率 第 4 章 電力系統(tǒng)對地質(zhì)災(zāi)害的防治 防治地質(zhì)災(zāi)害措施 盡管我國在地質(zhì)災(zāi)害防治方面取得挺大的成績，但是我國的地質(zhì)災(zāi)害種類多、范圍大、破壞性大，加之人類活動(dòng)使地質(zhì)災(zāi)害問題日益嚴(yán)重，有很大的潛在危險(xiǎn)性。 （ 3）電網(wǎng)失效分級(jí)評(píng)定 運(yùn)用數(shù)據(jù)分別評(píng)定場站級(jí)，輸電級(jí)以及設(shè)備級(jí)失效概率。這些底事件又稱為基本事件，基本事件的數(shù)據(jù)是已知的，可以是有過統(tǒng)計(jì)也可以是實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。該分析法的關(guān)鍵是找出結(jié)構(gòu)函數(shù)和最小割集（最小割集和結(jié)構(gòu)函數(shù)的定義分別是：表征導(dǎo)致頂事件發(fā)生的最少和最必要的底事件的組合以及表達(dá)事件間的邏輯關(guān)系）。 構(gòu)建故障樹時(shí)，一般是從系統(tǒng)最不希望發(fā)生的故障（頂事件）出發(fā)，確定系統(tǒng)的頂事件。本文中，筆者將采用故障樹分析法對可能性指標(biāo)進(jìn)行分析計(jì)算 。 （ 4）停電功率期望值 SEPNS 。這項(xiàng)指標(biāo)包括兩個(gè)層面內(nèi)容即全網(wǎng)和平均。具體如下：全網(wǎng)停電功率期望值定義為： SIEPNS = 故 障 發(fā) 生 概 率 全 網(wǎng) 切 負(fù) 荷 總 功 率 = ?? ?SLNk KLI PP,1 , （ ） 平均停電功率期望值定義為： 切負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)全網(wǎng)切負(fù)荷總功率故障發(fā)生概率 ??SIE P NS 式中。 PRD 為統(tǒng)計(jì)時(shí)段的長度。對風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的分析在此階段是十分重要的，它是電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的核心內(nèi)容，這包括電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算、發(fā)電再調(diào)度計(jì)算，最優(yōu)負(fù)荷削減模塊； （ 3）風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)計(jì)算 電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系在電力系統(tǒng)輸配電調(diào)度中起著十分重要的作用，并為其決策提供技術(shù)支持。這樣的元件或元件組合稱為風(fēng)險(xiǎn)元件。按本文第二章提到的分析指標(biāo)，可 以先對電網(wǎng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析計(jì)算。停電損失包括直接停電損失和間接停電損失； （ 2）直接停電損失 DIC (Direct Interruption Cost)停電直接造成的用戶損失。因而除了要討論災(zāi)后電力系統(tǒng)的可能性以外，還需討論災(zāi)害帶來的損失，因此，我們引入電力系統(tǒng)評(píng)估嚴(yán)重性指標(biāo)，與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估嚴(yán)重性指標(biāo)相同。 電力系統(tǒng)損毀評(píng)估指標(biāo) 常用評(píng)估可能性指標(biāo) 電網(wǎng)損毀性評(píng)估指標(biāo)應(yīng)該與電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)一樣，即是指災(zāi)害發(fā)生之后導(dǎo)致電力系統(tǒng)發(fā)生各種停電事故的概率，也可叫做失效概率。隨著電力系統(tǒng)的日益發(fā)展，其自身問題也日益凸顯，尤 其像電壓崩潰問題慢慢呈現(xiàn)出來，對因而也常常用靜態(tài)安全分析解決此類問題。在電網(wǎng)規(guī)模日益增大、復(fù)雜性與日俱增的今天，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是極為重要的。國外文獻(xiàn)指出，電力生命線是極為脆弱的，特別是在地震發(fā)生的情況下。主要包括以下 2 個(gè)方面： ，如地震、雷雨、洪水等； ，如保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)置參數(shù)有誤、系統(tǒng)操作員不小心導(dǎo)致錯(cuò)誤操作以及人為的蓄意破壞等。 第 2 章 電網(wǎng)的地質(zhì)災(zāi)害損毀性研究 電網(wǎng)的脆弱性研究 電網(wǎng)易受地質(zhì)災(zāi)害影響，其根本原因是電力系統(tǒng)本身的脆弱性。此次研究地質(zhì)災(zāi)害下的電力系統(tǒng)損毀評(píng)估重 心放在電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的抗災(zāi)性方面，同時(shí)構(gòu)建計(jì)及地質(zhì)災(zāi)害的電力系統(tǒng)故障概率模型研究。在地震發(fā)生后，能迅速采取相應(yīng)措施進(jìn)行整改，最大可能性降低電力系統(tǒng)在地震中所受的損害，大大節(jié)約了震后快速恢復(fù)工作時(shí)間。以大壩和儲(chǔ)油罐等電力設(shè)備為例來說，一定要這些設(shè)備達(dá)到在一般地震不出現(xiàn)主要功能故障，在大型地震中不會(huì)危及人的生命安全這個(gè)水平 。 如美國在 1971 年、 1989 年以及 1994 年發(fā)生了 3 次大地震，這幾次地震嚴(yán)重破壞了美國電網(wǎng)的運(yùn)行，因此，美國研究人員將研究重點(diǎn)放在電力設(shè)施的抗震上面。因此，我國目前對于超高壓和特高壓電氣設(shè)施的抗震研究勢在必行。 我國關(guān)于地震對電網(wǎng)損毀性評(píng)估的研究，主要是在 1976 年唐山大地震之后開始的：像 1981 年對 SW1 SW220 少油斷路器， FZ110 閥型避雷器， ZS220 棒式絕緣子進(jìn)行的實(shí)際樣件實(shí)驗(yàn)； 1982 年在全國地震工程科研協(xié)調(diào)會(huì)議上提出的包括電力系統(tǒng)在內(nèi)的工程設(shè)備抗地震設(shè)計(jì)計(jì)算方法及減震消能裝置的研究； 1991 年國家地震局批準(zhǔn)了“電力系統(tǒng)地震災(zāi)害的預(yù)測及其防災(zāi)對策”課題，并于 1994 年 9 月完成最終成果報(bào)告 [7]。 有一些地區(qū)，像云南主要地質(zhì)災(zāi)害是泥石流和滑坡，有文獻(xiàn)列舉了應(yīng)對泥石流和滑坡的措施，包括應(yīng)對泥石流方面的：生物措施、工程措施、全流域綜合處理，其中工程措施細(xì)分為：工程跨越、工程穿過、工程防護(hù)、工程排導(dǎo)、工程護(hù)欄 5 個(gè)方面。除變壓器起火外，還有一個(gè)機(jī)組發(fā)生了核泄漏。 （ 2）與此類似， 20xx 日本新潟縣 上發(fā)生約 級(jí)的地震使附近的一處核電站發(fā)生故障。綿陽電網(wǎng)的變電、輸電設(shè)施遭到嚴(yán)重破壞，其經(jīng)濟(jì)損失 約 16 億元。因此，在此地震中，總共 4 條 500KV線路、 59 條 220KV 的線路受損停運(yùn)。而就電力系統(tǒng)而言，其造成的破壞不忍直視。因震源在玉樹縣附近，為了防止次生災(zāi)害，其境內(nèi)的三個(gè)水庫都已經(jīng)全部放水。稱多縣情況相對好一些，但也有部分 10 千伏設(shè)備受損。玉樹州電網(wǎng)是青海水利水電集團(tuán)公司經(jīng)營管理的獨(dú)立電網(wǎng)，整個(gè)玉樹州有35 千伏的獨(dú)立電網(wǎng)一共 4 個(gè)。 6 月 28 日，中國電力建設(shè)集團(tuán)公司水電工程四局在中國三峽集團(tuán)公司白鶴灘水電站前期施工過程中，發(fā)生重大泥石流災(zāi)害，造成 40 人 死亡 。 對于地震造成的電力設(shè)施震災(zāi)典型情況為 [4]: （ 1）變 壓器主體因地震晃動(dòng)可能導(dǎo)致位移或傾倒等情況 ,從而使變壓器頂部 的瓷套瓶、變壓器的散熱部件或者潛油泵等附件遭到破壞 ,這將延長電力系統(tǒng)恢復(fù)的時(shí)間； （ 2）像陶瓷類的高壓電氣設(shè)備由于晃動(dòng)以及受到其它設(shè)備的相互擠壓作用而遭受嚴(yán)重破壞 ,損壞方式為絕緣陶瓷瓶破裂、絕緣設(shè)備傾斜跌落等。此次事件以后，在國際上掀起了區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)方面研究的熱潮； （ 4）若能將地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)的研究成果與社會(huì)各界共享，并為社會(huì)各界服務(wù)，則將取得很不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益，像一些發(fā)達(dá)國家，將取得的研究成果特別是災(zāi)害的防治工作與城市的綠化工作相結(jié)合，不僅有效地預(yù)防檢測地災(zāi)，還使這種防護(hù)工程成為城市中一道靚麗而獨(dú)特的風(fēng)景。 經(jīng)過多年研究，在地質(zhì)災(zāi)害研究方面，我國主要取得了以下的成績 [2],[3]： （ 1）對我國地質(zhì)災(zāi)害的總體分布規(guī)律有了基本全面的了解； （ 2）開展了全國性的、以縣為單位逐步調(diào)查全國地質(zhì)災(zāi)害情況的“縣市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查”，在此基礎(chǔ)上，建立相應(yīng)的信息系統(tǒng)； （ 3）對地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)估、預(yù)防檢測有了更深入的了解； （ 4）新研究出來的技術(shù)方法在對地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測、防治方面取得了 一定的進(jìn)步，在防治地質(zhì)災(zāi)害方面有很大幫助。 圖 20xx 年全國地質(zhì)災(zāi)害分布圖 圖 20xx 年各省地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生數(shù)量分布 可以看出，甘肅、四川、廣東、湖南、浙江等地是我國地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)省區(qū)。而像西南、西北地區(qū)的發(fā)育規(guī)模則比較大。世界上最高的喜瑪拉雅山脈就是在印度板塊和亞洲板塊的碰撞邊界產(chǎn)生的，同樣的壓力作用使青藏高原隆起，而我國東部，則由于太平洋板塊俯沖形成華北和松遼沉降大平原。此外，如 20xx 年北歐大停電事故、意大利全國大停電事故、 20xx 年海南大停電事故、 20xx 年中國南方冰凍災(zāi)害大停電等也都是由于地質(zhì)災(zāi)害等自然災(zāi)害破壞電力設(shè)備引發(fā)的停電事故。如 1989 年美國羅馬普列塔地震、 1992 和 1994 年北嶺地震、 1995 年日本阪神大地震、土耳其科賈埃利地震、 20xx 年日本福島地震。同時(shí)，電力系統(tǒng)還有電能不能大量存儲(chǔ)、電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程非常短促這些特點(diǎn)。 第 1 章 緒論 當(dāng)今世界，無論是在應(yīng)用范圍上、還是就其地位而言，電力能源都是極為重要的，電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運(yùn)行直接影響著我國的國民經(jīng)濟(jì)、人民生活乃至社會(huì)穩(wěn)定，供電的突然中斷，將可能帶來不可估量的損失。近些年，國內(nèi)外由于地質(zhì)災(zāi)害所導(dǎo)致的電力設(shè)施破壞而引發(fā)的大面積停電事故時(shí)有發(fā)生，其中，由地震引發(fā)的停電事故最為嚴(yán)重。 如 1962 年廣東省河源地震、 1965年烏魯木齊地震、 1976 年唐山地震、 1996 年包頭地震、 1999 年臺(tái)灣集集地震、20xx 年四川汶川大地震及 20xx 年蘆山地震都對電力系統(tǒng)造成了很大的破壞。 中國地理環(huán)境比較特殊，夾在環(huán)太平洋構(gòu)造帶和喜瑪拉雅構(gòu)造帶兩者中，使中國大陸承受著由太平洋板塊的俯沖以及印度板塊對亞洲板塊碰撞帶來的最主要的地球動(dòng)力作用。發(fā)生的頻度和危害程度最為嚴(yán)重的主要是四川、云南、湖南、廣東、福建等幾個(gè)省。 圖 、 圖 分別是我國 20xx 年地質(zhì)災(zāi)害 點(diǎn)分布圖以及各省地質(zhì)災(zāi)害分布數(shù)量圖。后來，在解決地質(zhì)災(zāi)害復(fù)雜性問題上，由于“ GIS”技術(shù)以及“ 3S”技術(shù)的提出運(yùn)用，變得相對簡單了些。高危險(xiǎn)性的售價(jià)低，低危險(xiǎn)性的售價(jià)相對高一些，如此可以讓此研究成果直接為公眾服務(wù)； （ 3）在一些典型區(qū)域的地災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)以及相關(guān)管理信息系統(tǒng)建設(shè)方面取得了一些重要性突破，比如在上世紀(jì) 80 年代，美國的 氣象局?jǐn)y手地質(zhì)調(diào)查局進(jìn)行研究工作，在舊金山海灣地區(qū)建立了滑坡預(yù)警系統(tǒng)，多次比較準(zhǔn)確發(fā)布了大量滑坡事件。 一般來說，地震造成的電力系統(tǒng)破壞有以下幾種情況 : （ 1）由于山體滑坡以及場地液化等，使電力設(shè)備倒塌； （ 2）輸電塔由于地震斷層地表破裂、地面變形造成損害； （ 3）由于輸電塔結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)本身存在缺陷； （ 4）由于地震強(qiáng)度過大 ,致使一些導(dǎo)線相互接近，引發(fā)短路、斷線和絕緣子損壞等事故。 近些年，國內(nèi)由地質(zhì)災(zāi)害引起電網(wǎng)損毀事件時(shí)有發(fā)生，并造成部分人員傷亡： （ 1） 20xx 年 6 月 14 日，云南電網(wǎng)輸變電工程公司在云南電網(wǎng)公司麗江阿海電站送出工程施工過程中，突發(fā)泥石流災(zāi)害，造成 6 人死亡， 1 人失蹤， 1 人重傷。 7 月 13 日，受四川孜州 冰川河流域發(fā)生特大山洪影響，甘孜州冰川水電開發(fā)有限公司共和電站（裝機(jī) 2 萬千瓦）廠房淹沒，機(jī)組停運(yùn)； （ 2） 20xx 年 4 月 14 日，發(fā)生了青海玉樹地震，使當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)遭受嚴(yán)重破壞。由于震源離玉樹縣較近，因而在境內(nèi)的電力設(shè)施受損情況十分嚴(yán)重，玉樹縣有 35 千伏線路 3 條，因震災(zāi)受損 2 條，受損約 35公里；另外，縣內(nèi)的 10 千伏線路受損約 100 公里，即全縣的 9 條線路全部受損；400 伏配電 線路更是慘不忍睹，幾乎全部被摧毀。像玉樹縣的禪古、西航、當(dāng)代，稱多縣境內(nèi)的科碼水這四座水電站受損較重，四者中，禪古水電站水工設(shè)施只是局部受損并無大礙，但是西航、當(dāng)代電站水工設(shè)施則受到了嚴(yán)重受損，基本上都已經(jīng)不沒有發(fā)電能力了，另一水電站科碼站只是引