呂政權(quán), 陳怡君, 陳 京

(國網(wǎng)上海市電力公司, 上海 200438)

大面積停電事件是指由于自然災(zāi)害、電力安全事故和外力破壞等原因,造成區(qū)域性電網(wǎng)、省級電網(wǎng)或城市電網(wǎng)大量減供負荷,對國家安全、社會穩(wěn)定及人民群眾生產(chǎn)生活造成影響和威脅的事件。

傳統(tǒng)的“預(yù)測-應(yīng)對”型的應(yīng)急決策模式已難以對災(zāi)變環(huán)境下瞬息萬變的事件進行有效應(yīng)對,而“情景-應(yīng)對”型的決策模式通過構(gòu)建情景,對突發(fā)事件的可能發(fā)展過程進行推演,目前已成為學者普遍采用的研究模式。FAHEY L[1]提出情景應(yīng)該包含四要素:驅(qū)動力(Driving force)、策略(Plot or story)、邏輯(Logic)、結(jié)束狀態(tài)(End-state)。陳濤[2]認為每個情景應(yīng)包含致災(zāi)因子、承災(zāi)體、孕災(zāi)環(huán)境、救援措施4類要素。情景要素在數(shù)據(jù)庫中存儲,構(gòu)成要素名稱、特征集和屬性狀態(tài)集。陳剛等人[3]在分析了非常規(guī)突發(fā)事件的事態(tài)情景演化機理,響應(yīng)情景演化機理及事態(tài)響應(yīng)耦合機理的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了非常規(guī)突發(fā)事件的事態(tài)響應(yīng)的集群決策模式,并對預(yù)警、監(jiān)視和響應(yīng)3個子系統(tǒng)的協(xié)同運行進行了探討。姜卉和黃鈞[4]在充分界定罕見重大突發(fā)事件應(yīng)急決策中情景概念,分析情景演變的概念和內(nèi)涵后,提出了情景演變的網(wǎng)絡(luò)表達方式,并建立了罕見重大突發(fā)事件中情景演變的分析流程。近年來,各級應(yīng)急管理部門也逐漸圍繞“情景構(gòu)建”編制應(yīng)急預(yù)案和組織應(yīng)急演練。2013年,北京市應(yīng)急委以“某重要地鐵樞紐遭受沙林恐怖襲擊” 為原型,在國內(nèi)率先開展了巨災(zāi)情景構(gòu)建的實踐研究工作[5]。隨后,由相關(guān)委辦局牽頭,開展了破壞性地震、大范圍暴雪天氣交通中斷事件、水源嚴重污染事件、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)信息安全事件、大規(guī)模群體性事件等多個領(lǐng)域的情景構(gòu)建工作[6-7]。

國內(nèi)外對情景構(gòu)建的相關(guān)研究已有諸多成果,但鮮有針對大面積停電事件的情景構(gòu)建方法。電力安全突發(fā)事件缺乏前兆,涉及環(huán)節(jié)多,發(fā)生和演變機理復雜,演化過程具有高度的不確定性和連鎖動態(tài)性,直接和次生災(zāi)害危害十分嚴重。大面積停電事件的情景構(gòu)建不應(yīng)局限于電力系統(tǒng),還應(yīng)包含停電對社會的諸多影響。本文圍繞電力安全應(yīng)急培訓教學重點,從相關(guān)案例、書籍中收集整理出大面積停電事件中的重要情景,對進行情景編碼、分類,結(jié)合上海市電網(wǎng)實際情況,設(shè)計了部分主要情景和情景鏈,提出了一種大面積停電事件的推演方案。

1 情景庫總體設(shè)計

1.1 情景編碼規(guī)則設(shè)計

大面積停電事件中包含的情景較多,需要將其分類編碼存于數(shù)據(jù)庫中[8]。

(1)情景發(fā)展階段(輪次) 例如A初期反應(yīng),B擴大反應(yīng),C逐漸恢復。

(2)各階段的情景分類編碼 若按1級分類劃分,An,Bn,Cn為各階段的情景分類;若按2級分類劃分,An.n,Bn.n,Cn.n為各階段的情景分類;若按3級分類劃分,An.n.n,Bn.n.n,Cn.n.n為各階段的情景分類。

(3)情景En例如A1.2-E2指大面積停電事件A階段A1.2分類情景的E2情景。

(4)情景yn例如A1.2-E1-y2指大面積停電事件A階段A1.2分類情景的E1情景的第2個情景。

(5)主情景標簽(標記)M 可結(jié)合實際演練需求,在情景庫中標記主情景。例如A1.2-E1-y1-M指大面積停電事件A階段A1.2分類情景的E1情景的主情景。

1.2 情景分類設(shè)計

基于相關(guān)案例、相關(guān)書籍收集整理出大面積停電事件中的重要情景,根據(jù)事件發(fā)生的時間先后關(guān)系和對社會各界造成的影響,整理設(shè)計出情景的主要分類如表1所示。

表1 情景分類設(shè)計

1.3 部分情景鏈關(guān)系

災(zāi)害事件一般都經(jīng)歷產(chǎn)生、發(fā)展、演變、終結(jié)4個階段[9]。按照事件發(fā)展的時間順序、事件層次和主要處置機構(gòu)的不同建立部分情景鏈關(guān)系如表2所示。

表2 部分情景鏈關(guān)系

2 部分情景設(shè)計

圍繞提升各部門應(yīng)急能力這一核心,充分考慮大面積停電事件對社會各界可能造成的影響,將歷史真實案例與上海市實際情況結(jié)合,設(shè)計事件演變過程中的部分具體情景。

2.1 A1.1自然災(zāi)害引發(fā)

2.1.1 A1.1-E1

情景:臺風、龍卷風(颮線風)造成上海電網(wǎng)設(shè)備損壞。

A1.1-E1-y1-M:上海市受臺風強對流天氣影響,突發(fā)颮線風和陣雨引起電力設(shè)備設(shè)施損壞,上海電網(wǎng)主網(wǎng)開關(guān)紛紛跳閘,造成上海電網(wǎng)發(fā)生1 000 kV特高壓交直流混合故障,500 kV楊行、亭衛(wèi)、顧路等分區(qū)突發(fā)區(qū)域性大面積停電事件(大風刮起的異物造成500 kV交流線路跳閘;多處500 kV、220 kV交直流送電線路相繼故障)。部分區(qū)域供電中斷(影響浦東、寶山、黃浦、靜安、金山等地區(qū)),減供負荷約546萬kW,占上海地區(qū)用電總負荷20%以上。

2.1.2 A1.1-E2

情景:自然災(zāi)害引發(fā)區(qū)外來電故障。

A1.1-E2-y1:自然災(zāi)害(臺風、或局部地震、或雨雪冰凍天氣如多日降雪及暴風雪/冰雹)造成上海的入滬通道在外省的電力設(shè)施受到損壞。區(qū)外來電故障:發(fā)電站故障而停止運轉(zhuǎn)、輸電線路故障、輸電鐵塔和線路大面積倒塔斷線等),導致上海受電能力遭到影響,引發(fā)區(qū)域性大面積停電。

2.1.3 A1.1-E3

情景:自然災(zāi)害引發(fā)燃料供應(yīng)問題。

A1.1-E3-y2:自然災(zāi)害(如雨雪冰凍天氣)引發(fā)上海市燃料供應(yīng)問題(發(fā)電燃料不足),供電能力下降,導致區(qū)域性大面積停電。

2.2 A2.1城市交通供電中斷引發(fā)交通堵塞甚至癱瘓

2.2.1 A2.1.1引發(fā)地面交通堵塞甚至癱瘓

2.2.1.1 A2.1.1-E1

情景:交通信號燈失卻。

A2.1.1-E1-y1:因發(fā)生區(qū)域性大面積停電,多處造成交通堵塞。多個公路交通信號燈停運,路燈熄滅引發(fā)堵車(如世紀大道主干道紅綠燈失去作用,造成公共交通嚴重癱瘓;寶山區(qū)同濟路、漠河路路口因停電造成交通信號燈暫時無法使用)。

A2.1.1-E1-y2:恰逢早高峰上班時間,造成交通阻塞、大量人員擁堵。

2.2.1.2 A2.1.1-E2

情景:重要設(shè)備停止運行。

A2.1.1-E2-y1:遇暴風暴雨造成大面積停電,致使打浦橋隧道、下立交機電設(shè)備停止運行和人行天橋電梯停運。

A2.1.1-E2-y2:大量車輛人員滯留,出現(xiàn)交通事故,有人員受傷。

2.2.2 A2.1.2地鐵交通中斷

2.2.2.1 A2.1.2-E1

情景:地鐵交通中斷。

A2.1.2-E1-y1:恰逢早高峰上班時間,因發(fā)生區(qū)域性大面積停電,致使30%地鐵交通中斷(地鐵1號線、11號線停運,出現(xiàn)暫時性缺電)。

A2.1.2-E1-y2:停電引起恐慌。

A2.1.2-E1-y3:地鐵癱瘓引發(fā)公共汽車及出租車短缺等,造成大量人員擁堵或滯留。

2.2.3 A2.1.3鐵路、火車站交通事件

2.2.3.1 A2.1.3-E1

情景:車站秩序混亂。

A2.1.3-E1-y1:上海南站出現(xiàn)停電,造成電梯無法使用。

A2.1.3-E1-y2:停電引起恐慌。

A2.1.3-E1-y3.車站已采取了人工售票、人工安檢等應(yīng)急措施,仍造成大量人員擁堵或滯留。

2.2.3.2 A2.1.3-E2

情景:鐵路交通中斷。

A2.1.3-E2-y1:大面積停電對鐵路運輸造成重大影響,造成鐵路上海樞紐調(diào)度指揮系統(tǒng)失控,京滬、滬寧多條鐵路干線無法正常運行。

A2.1.3-E2-y2:停電引起恐慌,造成大量人員擁堵或滯留。

2.3 B1.1電網(wǎng)設(shè)備故障應(yīng)急搶修處置

2.3.1 B1.1-E1

情景:特高壓變電站故障應(yīng)急搶修。

B1.1-E1-y1:某1 000 kV高壓變電站內(nèi)值班人員在2#主變C相發(fā)現(xiàn)故障點。

B1.1-E1-y2:電力公司應(yīng)急救援基干隊伍抵達變電站,發(fā)現(xiàn)2#主變C相高壓套管均壓環(huán)上有異物纏繞。

B1.1-E1-y3:1 000 kV 2#主變異物清除工作結(jié)束后,發(fā)現(xiàn)2#主變C相高壓套管開裂漏油,需要進行更換。

2.3.2 B1.1-E2

情景:電纜溝起火擴大了停電面積。

B1.1-E2-y1:某公園塔下的電纜溝著火,導致一個主要變電所故障斷電。

B1.1--E2-y2:某公園塔下的電纜溝火災(zāi)現(xiàn)場的一些電纜仍在工作,使火勢難以控制,因而切斷了城市中心變電所的15條饋線電纜,從而擴大了停電面積。

2.4 B2.1城市交通供電中斷引發(fā)相關(guān)突發(fā)事件

2.4.1 B2.1.1地面交通相關(guān)事件

2.4.1.1 B2.1.1-E1

情景:車輛相撞。

B2.1.1-E1-y1:軌道交通接駁,車輛相撞,出現(xiàn)圍觀,交通堵塞。

B2.1.1-E1-y2:軌道交通接駁處發(fā)生人群擁擠踩踏。

B2.1.1-E1-y3:軌道交通接駁處有一小孩失蹤。

2.4.1.2 B2.1.1-E2

情景:救援受阻。

B2.1.1-E2-y1:上海市電力公司應(yīng)急供電救援車輛、應(yīng)急救援隊伍迅速出發(fā)趕赴迪斯尼園區(qū),途中路段擁堵。

2.4.2 B2.1.2地鐵停電引發(fā)相關(guān)突發(fā)事件處置

2.4.2.1 B2.1.2-E1

情景:地鐵秩序混亂。

B2.1.2-E1-y1:大面積停電引發(fā)地鐵站設(shè)備故障、地鐵車站照明熄滅(地鐵站大面積停電)。

B2.1.2-E1-y2:檢查發(fā)現(xiàn)有人員被困電梯、人員受傷。

B2.1.2-E1-y3:地鐵站內(nèi)擁塞,人員大量滯留,現(xiàn)場秩序混亂。

2.4.2.2 B2.1.2-E2

情景:地鐵站人員走散。

B2.1.2-E2-y1:地鐵站中大客流有乘客暈倒引發(fā)出現(xiàn)擁堵踩踏。

B2.1.2-E2-y2:地鐵擁堵踩踏出現(xiàn)人員受傷。

B2.1.2-E2-y3:檢查發(fā)現(xiàn)有人員被困電梯、人員受傷。

B2.1.2-E2-y4:人員走散。

2.4.2.3 B2.1.2-E3

情景:地鐵重要設(shè)備故障。

B2.1.2-E3-y1:地鐵站中延誤,站內(nèi)/地面客流增加。

B2.1.2-E3-y2:地鐵站秩序混亂,地鐵站外通風管道故障。

2.4.3 B2.1.3鐵路、火車站交通事件

B2.1.3-E1情景:火車站人員傷亡。

B2.1.3-E1-y1:火車站局部供電中斷。

B2.1.3-E1-y2:檢查發(fā)現(xiàn)有人員被困電梯、人員受傷。

B2.1.3-E1-y3:站內(nèi)擁塞,人員大量滯留,現(xiàn)場秩序混亂。

2.4.4 B2.1.4民航系統(tǒng)相關(guān)事件

B2.1.4-E1情景:航班延誤,人員滯留。

B2.1.4-E1-y1:虹橋機場發(fā)生供電設(shè)備故障,虹橋機場T2航站樓指揮塔不能作業(yè),飛機不能按時起飛。

B2.1.4-E1-y2:航班延誤,人員滯留,大量旅客滯留。

B2.1.4-E1-y3:乘客情緒激動引發(fā)病情。

2.5 C1.1電力設(shè)備故障搶修收尾與電網(wǎng)應(yīng)急恢復

2.5.1 C1.1-E1

情景:特高壓變電站故障應(yīng)急恢復。

C1.1-E1-y1:某1 000 kV特高壓變電站內(nèi)搶修收尾(檢查設(shè)備恢復情況,為主變恢復送電作最后的準備)。

C1.1-E1-y2:檢查完畢,2#主變高壓套管搶修工作全部結(jié)束,已具備送電條件。

2.5.2 C1.1-E2

情景:特高壓變電站故障應(yīng)急恢復。

C1.1-E2-y1:上海電網(wǎng)設(shè)備搶修已基本結(jié)束,主網(wǎng)架已恢復正常運行;閘北燃機黑啟動成功,相關(guān)分區(qū)電網(wǎng)逐步恢復正常。

C1.1-E2-y2:全市停電負荷已恢復90%以上。

2.5.3 C1.1-E3

情景:火災(zāi)及其引發(fā)的變電所故障已得到控制與恢復運行。

C1.1-E3-y1:某公園塔下的電纜溝火災(zāi)已得到控制;火災(zāi)導致的主要變電所故障斷電已搶修結(jié)束,計劃恢復供電。

2.6 C2.1城市交通相關(guān)事件得到控制

2.6.1 C2.1.1地面交通相關(guān)事件得到控制

C2.1.1-E1情景:地面交通恢復。

C2.1.1-E1-y1:地面交通電力中斷已解決,已恢復供電,交通事故得到有效處置。

2.6.2 C2.1.2地鐵相關(guān)事件得到控制

C2.1.2-E1情景:地鐵恢復。

C2.1.2-E1-y1:地鐵供電搶修結(jié)束,申通地鐵目前滯留乘客已全部疏散完畢,地鐵(如11號線羅山路至迪士尼站)也已恢復正常供電;相關(guān)地鐵設(shè)備故障已搶修完成。

C2.1.2-E1-y2:運營正在逐步恢復中;走散的人員已找回。

2.6.3 C2.1.3鐵路、火車站交通事件得到控制

C2.1.3-E1情景:車站恢復。

C2.1.3-E1-y1:火車站供電搶修結(jié)束,已恢復正常供電;電梯被困人員已解救。

C2.1.3-E1-y2:運營正在逐步恢復中。

2.6.4 C2.1.4民航系統(tǒng)相關(guān)事件得到控制

C2.1.4-E1情景:民航恢復。

C2.1.4-E1-y1:浦東國際機場、虹橋供電搶修結(jié)束,已恢復正常供電。

3 大面積停電事件推演方案

《上海市大面積停電事件應(yīng)急預(yù)案》指出,在應(yīng)急處理工作過程中,各職能部門要統(tǒng)一指揮、分工負責,以人為本、科學決策,保證重點、分級處置,快速反應(yīng)、協(xié)同應(yīng)對。圍繞培訓中心電力安全突發(fā)事件應(yīng)急處理培訓課程重點,結(jié)合前文中的情景分類,設(shè)計基于“情景-應(yīng)對”的決策指揮應(yīng)急推演流程如圖1所示[10]。

圖1 基于“情景應(yīng)對”的決策指揮應(yīng)急推演流程

在大面積停電的初期反應(yīng)、電網(wǎng)設(shè)備應(yīng)急搶修處置和大面積停電的擴大反應(yīng)環(huán)節(jié)設(shè)置3輪演練,每輪演練都有相應(yīng)的情景庫。參演學員分為3組,每組學員角色包括市應(yīng)急指揮部總指揮、事發(fā)地所在區(qū)政府、市電力公司、市公安局、市消防局、市衛(wèi)生局、市交通委、市民政局、機場集團。要求學員在演練過程中完成決策部署會議,通過啟動預(yù)案、調(diào)動資源、科學施救,著重提升學員的研判決策能力。在應(yīng)急處置過程中完成向上報告、向下發(fā)令和向相關(guān)單位發(fā)令,采取先期處置措施來控制事態(tài),及時報告,爭取支援,及時通報,協(xié)同作戰(zhàn),提升學員對事件的掌控、決策和協(xié)調(diào)能力。在答媒體記者和網(wǎng)絡(luò)熱點問過程中要求學員主動發(fā)聲,正面引導,從而提升輿論領(lǐng)導力。

學員處置措施通過文字形式提交,與標準方案對比進行專家打分,根據(jù)分數(shù)的高低決定跳轉(zhuǎn)的情景。例如,在第1輪處置中隨機給出要處理的兩個情景,若處置分數(shù)過低,則跳轉(zhuǎn)至本輪后續(xù)情景,學員需對新的情景進行處置,直到處置分數(shù)及格才能進行下一輪演練。在第2輪演練中,根據(jù)之前大面積停電發(fā)生原因的不同,學員要有不同的處置方案。在大面積停電逐漸恢復階段,處置過的情景要顯示逐漸恢復正常。一組學員的推演路徑如圖2所示。在第1輪演練中,學員處置分數(shù)較低,則需要繼續(xù)處置本輪其他情景直到處置分數(shù)及格,在第3輪演練中,學員對初始情景處置較好,則后續(xù)情景較少。每組學員推演過程中經(jīng)歷過的不同情景構(gòu)成了大面積停電事件的不同發(fā)展路徑。

圖2 推演路徑

推演結(jié)束后,顯示每組學員總得分以及事件發(fā)展路徑。通過學員處置方式與標準處置方案的對比,讓學員直觀認識到自己的處置方式對于事件的影響以及與標準處置方案的差距,從而達到良好的培訓效果。

4 結(jié) 語

當前我國對電力應(yīng)急體系的建設(shè)愈發(fā)重視,但電力行業(yè)人員應(yīng)急決策和處置能力還有待提高。電力安全突發(fā)事件應(yīng)急演練也大多針對單一事故,沒有形成涵蓋多角色、多衍生事件的大面積停電演練體系。本文提出了針對大面積停電事件的情景庫編碼及分類方法,設(shè)計了部分主要情景和情景鏈,提出了一種情景推演方案。但在拓展性和情景鏈設(shè)計上仍有不足,有待完善和改進。今后將研究應(yīng)急措施的評價機制及情景間的跳轉(zhuǎn)規(guī)則,將電力安全突發(fā)事件推演系統(tǒng)落地實施。