电网实时风险防御与预警决策技术的创新研究 CNR219-128

项目背景

本文针对电力生产中的实际痛点，研发了电网实时风险防御与预警决策技术的新型研究，有效提高了作业效率与安全水平。海南电网作为岛屿型电网，承担着全省电力供应的重要任务。近年来，台风、暴雨等极端天气频发，对电网设备安全运行构成严重威胁。传统防灾方式主要依赖人工巡检和事后抢修，缺乏对设备风险的实时感知和提前预警能力，难以在灾害来临前做出有效防御。

为提高电网防灾抗灾能力，项目团队开展了“海南电网设备风险实时评估及灾害预警防御决策系统”的建设。该系统通过整合多源监测数据与气象信息，建立从风险感知、预警发布到防御决策的闭环机制，旨在将灾害影响降至最低。

存在问题

• 风险感知滞后：传统方式依赖人工巡检，无法实时掌握设备状态，隐患往往在故障发生后才被发现。
• 气象信息与设备关联不足：气象预警与电网设备运行数据相互独立，难以评估灾害对具体线路和变电站的影响程度。
• 决策缺乏量化依据：灾害应对多凭经验判断，缺乏基于实时风险的量化分析，导致控制策略不够准确。
• 应急响应效率低：预警信息传递链条长，从发现风险到制定策略耗时较长，错失最佳处置时机。
• 灾后恢复缺乏支撑：缺少对设备受损情况的快速评估手段，影响抢修资源调配效率。

创新目标

项目旨在构建一套集设备风险实时评估、灾害预警、防御决策于一体的综合系统，实现从“被动抢修”向“主动防御”转变，明显提高电网在极端灾害下的安全稳定运行水平。

技术方案

系统采用输变电设备多维度可视化状态监测技术，对关键设备的运行温度、机械状态、绝缘性能等参数进行实时采集与展示。同时集成自然灾害监视和预测系统，获取台风路径、降雨量、风速等气象数据，并将其与设备地理位置和运行状态进行关联分析。

在核心决策层，系统基于实时运行风险评估模型，综合设备健康指数、气象灾害等级和电网拓扑结构，自动生成风险等级和预警信息。当风险超过阈值时，系统会快速制定预防控制策略（如调整运行方式、转移负荷），并在极端情况下提出紧急控制策略（如主动停运高风险设备），为调度人员提供明确的操作建议。

创新亮点

• 多维度状态监测：融合电气量、非电气量及环境量，实现设备运行状态的全景可视化，提升风险识别精度。
• 气象与电网耦合分析：将气象预警数据与设备风险模型结合，实现灾害影响的精准预判，而非笼统的天气提醒。
• 实时风险动态评估：基于在线数据流，风险等级可随运行条件和外部环境变化而动态更新，确保决策时效性。
• 预防与紧急控制协同：系统同时提供预防控制策略和紧急控制策略，兼顾日常安全与极端灾害应对。
• 闭环预警防御流程：从风险识别、预警发布到策略执行形成闭环，缩短应急响应链条，提高处置效率。

落地应用效果

该系统已在海南电网部分关键输变电区域部署试运行。在多次台风和雷雨天气过程中，系统提前发出预警，辅助调度人员及时调整运行方式，避免了设备损坏和大面积停电。与历史同期相比，灾害天气下的设备故障率明显下降，应急响应时间大幅缩短。

产出物：电网设备风险实时评估软件、灾害预警防御决策支持系统、配套的监测终端及通信接口规范。

适用场景：沿海台风多发地区电网、山区雷雨频繁区域、重要输电通道的防灾应急管理，以及电网日常运行风险管控。

常见问题

Q：该系统是否需要更换现有设备？

A：不需要。系统通过加装传感器和接入现有监测数据实现功能，对老旧设备兼容性较好，改造工作量可控。

Q：气象数据来源是什么？

A：系统集成气象部门发布的预报数据，并支持接入本地气象站实时观测数据，确保预警信息的及时性和准确性。

Q：系统误报率高吗？

A：系统采用多源数据交叉验证和动态阈值调整机制，可有效降低误报率。实际运行中，误报率处于较低水平，且每次预警均附带风险原因说明，便于人员判断。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。