1 背景介绍

1.1 我国电网基本情况

根据国家能源局统计数据，全国每年用电量逐年上升，已由2010年的41 923亿千瓦时上升到2013年的53 223亿千瓦时。笔者所在的国网达州供电公司，2013年全局累计完成售电量75.16亿千瓦时，比2012年增长4.6%。用电量的不断攀升，必然伴随着电网容量不断增加，进而电网调度方面的压力也随之上升，电网调度的安全问题显得更加重要。

1.2 我国电网调度发展的历程

回顾我国的电网发展历程，先后经历了4个阶段，期间电网特点以及电网调度中的难点各不相同，电网调度所处的重要性也越来越高，详见表1。

目前国内电网调度管理中存在着各种先进的系统，并且各类系统也不断革新，功能不断增强：如能量管理系统(Energy Management Sys tem，EMS)，数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)，调度员仿真培训系统(Operator Training Simulator，OTS)，电网广域监测系统(Wide Area Measurement System，WAMS)，电力调度生产管理系统(Power Dispatch Operation Manag ement System，OMS)等。

在上述系统的基础上，2009年起我国开始了“坚强智能电网”的试点工作，并不断进行技术革新，预计2020年全面建成统一的坚强智能电网。这一项目也将标志着我国的电网调度从“经验型调度”到“分析型调度”的转变之后，进入了“智能调度”阶段。

1. 3 电网事故的介绍

电网发展的历程中，在最初独立供电时期，由于各个区域独立经营，电网调度工作也相对简单，电网事故影响较小。但随着电网联网后，调度工作变得复杂，单纯依靠经验和简单的判断已经不能满足调度要求。20世纪60年代后，国际上大电网开始发展，由于技术及理念并未跟进，发生了一些因调度问题而导致的大停电事故。如1965年11月9日北美东北部电网停电，1978年12月19日法国大停电，2006年7月1日华中(河南)电网事故等。

除上述的大型事故外，仍存在着其他调度安全隐患，若不能及时采取措施，则最终会发展成为重大事故。对于现在复杂的调度系统，影响电网调度安全的因素有很多：人，自然灾害，设备，通信系统等。要想在调度工作中面面俱到，难度较大。因此，需要针对影响调度安全的事故原因进行分析，借助于历史数据及经验，通过科学的方法将各类因素的重要性进行排序，从而可以在调度工作中有的放矢，重点预防。

本文将借助层次分析法AHP，分析电网调度事故的常见原因，对影响电网调度安全的因素进行排序，并针对重要因素提出相对应的解决方案及建议。

2 层次分析法AHP的介绍

2.1 AHP概念介绍

层次分析法是美国运筹学家A.L.Saaty于20世纪70年代提出的。它将半定性、半定量问题转化为定量问题进行研究。该方法层次结构清晰，分析全面，允许存在一定的主观因素，适用于缺少数据，但又必须给出定量评价结果的情况，在安全评价上有较广泛的应用。

1) AHP分析流程

该方法将系统划分为目标层、准则层、方案层三个层次，将难以定量的问题转化为具体的数字来表示，为定量分析提供依据。运用层次分析法，主要分5个步骤进行：

2)1～9标度

对隶属于同一个上层指标的所有因素两两比较，建立判断矩阵。比较原则有近十种之多，如0～2三标度法，1～9标度，指数标度等，本文采用1～9标度确定各个因素之间的相对重要性，两因素之间比值越大，则代表前者相对后者重要程度更高。通过各个因素重要性判断，得出相应的数值，从而建立判断矩阵Anxn。

2.2 电网调度常见事故原因

电网调度涉及到的因素较多。从事故原因角度可分为：继电保护、恶劣天气、外力破坏、误操作、质量不良、人为操作等;从技术角度考虑可分为：继电保护、雷击、接地短路、恶性误操作、误操作、设备故障等;从设备角度考虑可分为：输电线路、继电保护、其他电器、开关、刀闸、组合器等。

本文将常见的影响电网调度安全的因素进行归类，从管理问题、一次设备故障、二次设备故障、通信故障、其他因素等5个角度进行分析，列举影响电网调度安全的因素，详见表2。

根据表2分类，建立电网调度安全因素的层次模型，其中准则层为B1～B4，方案层为C1～C21。

3 电网调度事故的AHP分析

3.1 目标层与准则层

1)建立判断矩阵

建立目标层A与准则层B的判断矩阵，A～(B1，B2，B3，B4)，其中各因素的重要度比值综合考虑工作经验以及查阅文献后给出，结果如下：

3)一致性检验

根据公式CR=CI/RI计算CR值。其中CI为一致性指标，CI=(λmax-n)/(n-1);RI为平均一致性指标。当n=4，查表知RI为0.89，代入求得矩阵A4x4的一致性比例CR=0.0116<0.1，因此判断矩阵A4x4的一致性可接受。即表示在矩阵A4x4中没有出现A>B，B>C，而C>A的不一致性状况。

3.2 准则层与方案层

建立准则层Bi与方案层Ci的判断矩阵，详见表3。

同理，计算出各个判断矩阵对应的方案层相对于准则层的权重，并对各判断矩阵进行一致性验证。经计算各矩阵的CR值均小于0.1，即各矩阵的一致性均可接受。

结合准则层B对于目标层A的权重，以及方案层C对于准则层B的权重，两权重值相乘，最终得到C1～C21相对于目标层A的权重，如表4所示。

Ci与方案层各事件相对应，排序为C20>C21>C1>C2>C19>C10>…C13>C16>C11>C14>C12。

权重排名越靠前，表明该因素的影响因子越大，在电网调度安全中需要重点考虑。

4 AHP计算结果的评价及措施

4.1 分析评价

由计算结果可知，影响电网安全的诸多因素中，排名前六位的分别是：自然灾害C20、外力破坏C21、调度人员资质不合格C1、调度计划不合理C2、电力系统自身不稳定C19、母线故障C10。

上述六个因素中，前两个因素均是外界因素，只能靠电网系统自身的稳定性及采取良好的防范措施来解决。第三、四两个因素均与人员有关，可以通过加强培训，提高人员素质进行保障，同时也需要计算机系统辅助调度效果，提高效率减少误操作。最后两个因素取决于电网系统自身，在提高电网自身设备可靠性的同时，可通过实时监控及时切断不稳定线路，减少对电网的影响。

4.2 措施

针对上述六种因素提出对应的解决方案：

自然灾害方面：a)增大设备的抗灾能力设计，科学选址、合理设计;b)完善电网的网络结构;c)完善调度事故应急预案。

外力破坏方面：a)完善警企协作机制，严厉打击涉电犯罪和不安全行为;b)强化警示标示标语配置;c)做好群众护线工作。

调度人员资质不合格：a)加强调度人员资质审查，严把正值调度员的人口关;b)强化调度人员安全意识的教育和培训，定期考试;c)积极开展反事故演练，增强其处理突发事件的能力。

调度计划制定不合理方面：a)根据施工班组能力和电网实际运行方式合理安排调度计划;b)充分合理利用现有调度系统的计划功能。

电力系统自身不稳定方面：强化电力系统自动化的建设，完善网络结构。

母线故障方面：做好母线故障切负荷的预案。

上述的针对性的措施，一定程度上能够确保电网调度安全性，但总的来说，只是就事论事逐个解决问题，仍属于战术层面的方案。随着电网规模不断扩大，要想从根本上解决电网调度中的安全问题，需要更加全面地去考虑。

4.3 建立智能电网

电网调度目前已经拥有了各种先进的系统，但是在管理上，业务上以及研发上，我国的电网调度都存在较大的改进空间。

未来的电网调度将会朝着安全评估动态化、数据传输网络化、调度决策精细化、运行控制自动化等方向发展。电网调度也要做好多方面的协调：空间上，做好对分散自治的局部电网控制，做好全局电网的分解协调;时间上，做好规划、计划、调度、控制在时间尺度上的协调优化;目标上，做到安全、经济、环保等指标间的协调。

如此复杂的电网调度工作，需要一个智能而又稳定的电网系统来完成，“智能电网”应运而生。智能电网的调度中心是一个融入了SCADA /EMS、WARMS、水调、保护设备二次信息系统的一个庞大系统。它的实现将从战略层面上大大提升电网调度的能力，确保电网调度的安全。

5 展望

从小处看，笔者所在的国网达州供电公司，目前拥有SCADA、EMS、OMS三大系统为电网调度安全提供保障，截止2014年1月，已连续实现安全生产7 000余天。随着电网容量的增大以及日益复杂的工况，公司仍需进一步提升系统应用能力，实现三大转变：“从经验型向分析型、从单一运行功能到多功能、从事后被动型向事前主动型”转变;实现电网电压无功的全地域、分层次、上下协调、区域优化控制;逐步推

行配网图无纸化管理，实现调度核心业务流程化、标准化、无纸化。

从国家层面看，随着国家坚强智能电网计划的推行，相信全国电网将建立更为精简、实用的智能调度系统，将实时监控及预警，调度计划，安全校核，调度管理等重要功能集成到同一平台，进而从根本上提高电网调度的可靠性及安全性。