自然災(zāi)害對(duì)鄂西電網(wǎng)影響數(shù)據(jù)的特征分析

王 瑩1，施通勤2，周鯤鵬1，盧生煒2，蔡德福1，曹 侃1，蔣 偉1，黃文濤1

（1.國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院，湖北 武漢 430077；2.國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司，湖北 武漢 430077）

[摘 要]結(jié)合鄂西地區(qū)的地理氣候條件和鄂西恩施、宜昌、襄陽、十堰、神農(nóng)架5個(gè)市（州、林區(qū)）的25個(gè)縣域電網(wǎng)遭受自然災(zāi)害影響的歷史情況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從災(zāi)害類型、電壓等級(jí)、停電頻次等多個(gè)維度挖掘分析鄂西電網(wǎng)受災(zāi)的特征，研究結(jié)論對(duì)提高鄂西電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害能力具有一定指導(dǎo)意義。

[關(guān)鍵詞]鄂西電網(wǎng)；自然災(zāi)害；冰雪災(zāi)害；供電安全

0 引言

電網(wǎng)設(shè)備的故障很大一部分源于自然災(zāi)害，自然災(zāi)害造成的影響及損失比其他風(fēng)險(xiǎn)因素更大[1]。中國(guó)幅員遼闊，不同地區(qū)地理氣候條件差異較大，自然災(zāi)害具有明顯的空間分布特征[2]，因此電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)必須因地制宜，結(jié)合本地區(qū)電網(wǎng)遭受自然災(zāi)害影響的特征，有針對(duì)性地制定提高電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害的措施。

湖北省西部的武陵山區(qū)、秦巴山區(qū)由于地理氣候條件特殊，是湖北省災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)之一。近年來，鄂西電網(wǎng)在極端自然災(zāi)害中出現(xiàn)過數(shù)次大范圍、長(zhǎng)時(shí)間的倒桿斷線等停電事件，雖然災(zāi)害發(fā)生后通過合理調(diào)配全省資源，加大搶修力度，及時(shí)恢復(fù)了供電。但此類事件嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)卣５墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活，增加了系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)維和輿情宣傳壓力。因此，鄂西電網(wǎng)防災(zāi)研究是一個(gè)重要課題，也是一項(xiàng)迫切任務(wù)。

本文基于鄂西電網(wǎng)遭受自然災(zāi)害影響的歷史情況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從多個(gè)維度對(duì)災(zāi)害、對(duì)電網(wǎng)造成的影響進(jìn)行了特征分析，為有針對(duì)性地提高電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害能力提供有力支撐。

1 鄂西基本情況

鄂西山區(qū)，主要包括鄂西北的秦巴山區(qū)和鄂西南的武陵山區(qū)，其行政區(qū)劃主要包括恩施州、宜昌市、十堰市、襄陽市以及神農(nóng)架林區(qū)所轄的25個(gè)縣市和地區(qū)，總國(guó)土面積約7.5萬平方公里，如圖1所示。

圖1 鄂西電網(wǎng)研究區(qū)域行政區(qū)劃示意圖
Fig.1 Sketch map of study region of western Hubei power grid

鄂西地區(qū)山巒起伏，因海拔高差懸殊，氣候受地形影響大，具有明顯的氣候垂直地域差異，是湖北省自然災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)之一。自然災(zāi)害主要有冰雪、暴雨、大風(fēng)、地質(zhì)災(zāi)害（崩塌、滑坡、泥石流等），其中冰雪、地質(zhì)災(zāi)害給電力生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。圖2是湖北電網(wǎng)冰區(qū)分布圖[3]，全省中冰區(qū)（10 mm）、重冰區(qū)（＞20 mm）主要集中在鄂西地區(qū)，其中重冰區(qū)主要集中在恩施利川、建始、鶴峰、宜昌長(zhǎng)陽、興山、神農(nóng)架、十堰竹溪、襄陽、?？档葏^(qū)域。

圖2 湖北電網(wǎng)冰區(qū)分布圖（30年重現(xiàn)期）
Fig.2 Ice zone map in Hubei power grid(30 years return period)

2 鄂西電網(wǎng)受災(zāi)數(shù)據(jù)特征分析

2.1 總體情況

表1為2008～2016年鄂西5個(gè)市（州、林區(qū)）共25個(gè)縣域10 kV～220 kV電網(wǎng)受災(zāi)情況統(tǒng)計(jì)。由表可知：鄂西地區(qū)949條線路停運(yùn)1 471條次，斷損線4 485 km，倒斷桿33 808基，影響用戶數(shù)200.55萬戶，累計(jì)損失電量1 837.89萬kWh。恩施因自然災(zāi)害造成的停電用戶數(shù)和損失電量最大，發(fā)生受災(zāi)停運(yùn)事故的10 kV及35 kV線路條次數(shù)最多；十堰發(fā)生受災(zāi)停運(yùn)事故的110 kV及220 kV線路條次數(shù)最多。

表1 鄂西電網(wǎng)受災(zāi)情況統(tǒng)計(jì)表
Tab.1 Statistical table about the damage to western Hubei power grid caused by nature disasters

項(xiàng)目 恩施 宜昌 襄陽 神農(nóng)架9 1 4 1十堰14 220 kV 6 8 7.693.049 3.9 10 0 0 0 1 0.34 1 8 8 0 0 0 0 0 4 2 1 1 0 0 0 0 0 0 0 9 0 110 kV 2.351 0 0 0 7 7 0 0 0 0 1 3 8.41 33.62 0 0 0 3 2 0 0 0 2 2 0 35 kV 0 0 0 9 7 6 10 kV條次倒斷桿數(shù)斷損線長(zhǎng)度/km影響用戶數(shù)/萬戶損失負(fù)荷/MW累計(jì)損失電量/萬千瓦時(shí)條次倒斷桿數(shù)斷損線長(zhǎng)度/km影響用戶數(shù)/萬戶損失負(fù)荷/MW累計(jì)損失電量/萬千瓦時(shí)條次倒斷桿數(shù)斷損線長(zhǎng)度/km影響用戶數(shù)/萬戶損失負(fù)荷/MW累計(jì)損失電量/萬千瓦時(shí)條次倒斷桿數(shù)斷損線長(zhǎng)度/km影響用戶數(shù)/萬戶損失負(fù)荷/MW累計(jì)損失電量/萬千瓦時(shí)影響用戶數(shù)/萬戶累計(jì)損失負(fù)荷/MW累計(jì)損失電量/萬千瓦時(shí)121 193.17 11.22 20.8 64.95 741 29731 3241.94 102.95 446.8 882.53 114.17 467.6 947.48 29.94 4.318 95 9.5 20 37 37.34 13.37 131.8 173.5 198 1892 494.7 22.11 142.8 416.8 43.698 379.6 600.8 14 10.8 3.31 22.4 18.69 241 1568 309.27 25.13 88.1 152.32 28.44 110.5 171.01 3.46 18 18.67 76 361 58.712 9.53 201.9 90.45 12.99 219.9 109.12 38.15 0.94 3.98 3.605 9 51 9.75 0.31 6 5.87 1.25 9.98 9.475匯總33 10 11.079 3.9 10 1 77 16 74.321 4.318 95 9.5 96 179 285.46 32.3 196.98 279.42 1265 33603 4114.37 160.03 885.6 1547.97 200.55 1187.6 1837.89

2.2 災(zāi)害發(fā)生年

按災(zāi)害發(fā)生年對(duì)2008年～2016年因自然災(zāi)害造成的停電用戶和損失電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖3、圖4。

圖3 按年統(tǒng)計(jì)鄂西地區(qū)自然災(zāi)害影響的用戶（單位：萬戶）
Fig.3 Annual affected customers in western Hubei caused by disasters

圖4 按年統(tǒng)計(jì)鄂西地區(qū)自然災(zāi)害造成的損失電量（單位：MW）
Fig.4 Annual loss electric quantity in western Hubei caused by disasters

由圖3、圖4可知，2016年鄂西電網(wǎng)因自然災(zāi)害影響造成的停電情況最嚴(yán)重，其次是2008年和2014年。這是因?yàn)?008、2014、2016年鄂西地區(qū)均發(fā)生了大范圍的冰雪災(zāi)害。

2.3 災(zāi)害發(fā)生年

按災(zāi)害類型對(duì)受災(zāi)停運(yùn)線路條次數(shù)、毀損線路長(zhǎng)度、倒斷桿（塔）基數(shù)、停電用戶數(shù)及損失電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖5。

圖5 按災(zāi)害類型統(tǒng)計(jì)2008～2016年鄂西電網(wǎng)受災(zāi)情況
Fig.5 Statistical charts about the damage to western Hubei grid from 2008 to 2016 in disaster type

由圖5可知，2008～2016年，鄂西地區(qū)因冰雪災(zāi)害造成的停電線路條次數(shù)最多、倒桿斷線最多、停電用戶和損失電量最多，其次是洪澇。

2.4 電壓等級(jí)

各電壓等級(jí)受災(zāi)線路條數(shù)及比例如表2所示。

由表2可知，10 kV低壓配電網(wǎng)線路受災(zāi)嚴(yán)重，占受災(zāi)線路總條數(shù)比例達(dá)到85%；35 kV及以上線路受災(zāi)較少。

表2 2008-2016年鄂西電網(wǎng)各電壓等級(jí)受災(zāi)線路條數(shù)統(tǒng)計(jì)
Tab.2 Number of broken lines in western Hubei from 2008 to 2016

圖6 分電壓等級(jí)統(tǒng)計(jì)2008～2016年鄂西電網(wǎng)受災(zāi)情況
Fig.6 Statistical charts about the damage to western Hubei grid from 2008 to 2016 in voltage grade

由圖6(a)、(b)可知：110 kV和220 kV電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害能力強(qiáng)，倒桿斷線少；35 kV、10 kV電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害能力較弱，其中10 kV倒桿斷線最嚴(yán)重（占比達(dá)到99%）。由圖6(c)、(d)可知：因自然災(zāi)害造成的用戶停電和電量損失主要是10 kV及35 kV線路停運(yùn)引起。

2.5 停電頻次

按線路因?yàn)?zāi)害停運(yùn)次數(shù)對(duì)各地區(qū)各電壓等級(jí)線路進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其結(jié)果如圖7所示。

圖7 2008～2016年鄂西電網(wǎng)因自然災(zāi)害造成的線路停電次數(shù)統(tǒng)計(jì)
Fig.7 Line outage frequency in western Hubei power grid from 2008 to 2016 caused by disasters

2008年～2016年因受災(zāi)發(fā)生停運(yùn)的線路共計(jì)949條，14%的受災(zāi)線路發(fā)生過3次及以上受災(zāi)停運(yùn)事故，大部分受災(zāi)線路僅發(fā)生過一次因?yàn)?zāi)停運(yùn)事故。

3 結(jié)論

通過鄂西電網(wǎng)自然災(zāi)害故障統(tǒng)計(jì)，從多個(gè)維度分析了鄂西電網(wǎng)受災(zāi)情況的特征，得出以下主要結(jié)論及建議：

（1）各類自然災(zāi)害中，冰雪災(zāi)害對(duì)鄂西電網(wǎng)設(shè)備及供電安全造成的損失最大。

（2）110 kV和220 kV電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害能力強(qiáng)，35 kV、10 kV電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害能力較弱，10 kV電網(wǎng)設(shè)備受災(zāi)最嚴(yán)重。

（3）鄂西地區(qū)110 kV和220 kV轉(zhuǎn)供能力較強(qiáng)，用戶停電和電量損失主要是10 kV及35 kV線路停運(yùn)引起。

（4）對(duì)220 kV及110 kV發(fā)生過受災(zāi)停運(yùn)的線路，建議通過提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐個(gè)解決；對(duì)35 kV及10 kV電網(wǎng)，首先解決多次受災(zāi)且造成大量用戶停電的線路。

[參考文獻(xiàn)]（References）

[1]羅治強(qiáng)，董昱，胡超凡，等.2008年國(guó)家電網(wǎng)安全運(yùn)行情況分析[J].中國(guó)電力，2009,42(5):8-12.LUO Zhiqiang,DONG Yu,HU Chaofan.Analysis of state grid security in 2008[J].Electric Power,2009, 42(5):8-12.

[2]陳鵬云，曹波，羅弦，等.中國(guó)電網(wǎng)主要自然災(zāi)害運(yùn)行數(shù)據(jù)及特征分析[J].中國(guó)電力，2014，47(7)：57-61.CHEN Pengyun,CAO Bo,LUO Xian,et al.Operation Data and Feature Analysis of the Main Natural Di?sasters of Power Network in China[J].Electric Power, 2014，47(7)：57-61.

[3]黃俊杰，汪濤，朱昌成，等.基于氣象地理模型的湖北電網(wǎng)冰區(qū)分布研究[J].湖北電力，2013，37(2)：27-29.HUANG Junjie,WANG Tao,ZHU Changcheng，et al.Research in Icing Region Distribution in Hubei PowerGrid Based on MeteorologicalGeographic Model[J].Hubei Electric Power,2013，37(2)：27-29.

Feature Analysis of Natural Disasters Impacting Power Network in Western Hubei

Wang Ying1，Shi Tongqin2，Zhou Kunpeng1，Lu Shengwei2，Cai Defu1，Cao Kan1，Jiang wei1，Huang Wentao1
（1.State Grid Hubei Electric Power Research Institute,Hubei Wuhan430077,China; 2.State Grid Hubei Electric Power Company,Wuhan Hubei430077,China）

[Abstract]Referring to geographic and climatic conditions and the historical data of suffering con?ditions in natural disasters of25 country power networks in Enshi,Yichang,Xiangyang,Shiyan,Shen?nongjia in western Hubei,feature analysis is conducted on the influence of natural disasters on pow?er grid in western Hubei from multiple dimensions such as disaster type,voltage grade and outage frequency.Conclusions are valuable for targeted solutions to enhance disaster resisting capacity of Western Hubei power grid.

[Key words]western Hubei power grid;natural disasters;snow and ice disaster;power supply se?curity

[中圖分類號(hào)]TM74

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]AB

[文章編號(hào)]1006-3986(2017)04-0025-06

[收稿日期]2017-02-20

[作者簡(jiǎn)介]王 瑩（1990），女，湖北武漢人，碩士，助理工程師。

DOI:10.19308/j.hep.2017.04.006