寧夏地區(qū)電網(wǎng)脆弱性：多維度剖析與精準(zhǔn)評估體系構(gòu)建

寧夏地區(qū)電網(wǎng)脆弱性：多維度剖析與精準(zhǔn)評估體系構(gòu)建一、引言1.1研究背景與意義在當(dāng)今時代，電力作為經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力，對社會的穩(wěn)定運行和持續(xù)進步起著舉足輕重的作用。寧夏地區(qū)電網(wǎng)在我國能源輸送格局中占據(jù)著關(guān)鍵地位，其憑借獨特的地理和資源優(yōu)勢，已成為我國“西電東送”戰(zhàn)略的重要送端。寧夏地區(qū)擁有豐富的太陽能和風(fēng)能資源，是全國首個新能源綜合示范區(qū)，新能源裝機占比高，截至2024年12月底，新能源裝機4133萬千瓦，裝機占比57.84%，單位國土面積新能源開發(fā)強度居全國首位、人均新能源裝機居全國前列，新能源消納率連續(xù)6年居西北第一。寧夏電網(wǎng)承擔(dān)著將本地豐富的能源資源轉(zhuǎn)化為電能，并輸送至其他地區(qū)的重任，對保障我國能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性意義重大。寧夏電網(wǎng)的穩(wěn)定運行對于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展而言，更是具有不可替代的支撐作用。從工業(yè)領(lǐng)域來看，寧夏的特色產(chǎn)業(yè)如硅基、鋁錳基、現(xiàn)代煤化工等，這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高度依賴穩(wěn)定的電力供應(yīng)。充足且穩(wěn)定的電力能夠確保生產(chǎn)設(shè)備的持續(xù)運轉(zhuǎn)，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，從而增強產(chǎn)業(yè)的競爭力。以寧夏的大型煤化工企業(yè)為例，其生產(chǎn)過程涉及復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和工藝流程，對電力的穩(wěn)定性和可靠性要求極高，一旦電力供應(yīng)出現(xiàn)問題，不僅會導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，還可能引發(fā)安全事故，造成巨大的經(jīng)濟損失。在農(nóng)業(yè)方面，電力廣泛應(yīng)用于灌溉、農(nóng)產(chǎn)品加工等環(huán)節(jié)。穩(wěn)定的電力供應(yīng)保障了灌溉設(shè)備的正常運行，有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和產(chǎn)量，促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。同時，在農(nóng)產(chǎn)品加工過程中，電力的穩(wěn)定供應(yīng)能夠保證加工設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值，增加農(nóng)民收入。在服務(wù)業(yè)領(lǐng)域，商業(yè)中心、金融機構(gòu)、通信行業(yè)等都離不開電力的支持。穩(wěn)定的電力供應(yīng)是服務(wù)業(yè)正常運營的基礎(chǔ)，能夠為消費者提供良好的服務(wù)體驗，促進服務(wù)業(yè)的繁榮發(fā)展。如大型商場中，電力供應(yīng)不僅保障了照明、空調(diào)等設(shè)備的運行，還確保了電子支付系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等的正常工作，為商場的安全運營和消費者的購物體驗提供了保障。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大以及運行環(huán)境的日益復(fù)雜，電網(wǎng)面臨著諸多挑戰(zhàn)，其脆弱性問題逐漸凸顯。電網(wǎng)作為一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，由大量的設(shè)備、線路以及各種控制系統(tǒng)組成，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都可能引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致電網(wǎng)的脆弱性增加。在寧夏地區(qū)，電網(wǎng)的脆弱性可能由多種因素引起。一方面，自然因素是不可忽視的重要方面。寧夏地區(qū)氣候條件復(fù)雜，夏季高溫、冬季嚴(yán)寒，且多風(fēng)沙、雷電等惡劣天氣。高溫天氣可能導(dǎo)致電力設(shè)備過熱，影響設(shè)備的正常運行；嚴(yán)寒天氣則可能使設(shè)備的絕緣性能下降，增加設(shè)備故障的風(fēng)險；風(fēng)沙可能對輸電線路造成磨損，降低線路的使用壽命；雷電可能引發(fā)線路跳閘、設(shè)備損壞等事故。另一方面，人為因素也對電網(wǎng)脆弱性產(chǎn)生影響。操作失誤、設(shè)備維護不當(dāng)、電力市場的不穩(wěn)定等都可能導(dǎo)致電網(wǎng)的脆弱性增加。如在電力系統(tǒng)的日常運行中，操作人員如果違反操作規(guī)程，可能會引發(fā)誤操作事故，導(dǎo)致電網(wǎng)的運行狀態(tài)發(fā)生變化，增加電網(wǎng)的脆弱性。設(shè)備維護人員如果未能及時對設(shè)備進行維護和檢修，設(shè)備可能會出現(xiàn)老化、損壞等問題，影響電網(wǎng)的正常運行。對寧夏地區(qū)電網(wǎng)脆弱性進行綜合分析與評估，對于保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性具有重要意義。通過評估，可以準(zhǔn)確識別電網(wǎng)中的薄弱環(huán)節(jié)，如脆弱的線路、節(jié)點以及易受影響的區(qū)域。對于這些薄弱環(huán)節(jié)，能夠提前制定針對性的預(yù)防措施，如加強設(shè)備的維護和升級、優(yōu)化電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等。通過對電網(wǎng)脆弱性的評估，還可以為電網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，使電網(wǎng)的發(fā)展更加合理和穩(wěn)健。在電網(wǎng)規(guī)劃階段，充分考慮電網(wǎng)的脆弱性因素，能夠避免在建設(shè)過程中出現(xiàn)不合理的布局和設(shè)計，提高電網(wǎng)的整體安全性和可靠性。評估結(jié)果還可以為電力系統(tǒng)的運行管理提供決策支持，幫助運行人員及時調(diào)整運行方式，提高電網(wǎng)應(yīng)對突發(fā)事件的能力。在面對自然災(zāi)害或設(shè)備故障等突發(fā)事件時，運行人員可以根據(jù)評估結(jié)果迅速做出決策，采取有效的應(yīng)對措施，減少事故對電網(wǎng)的影響，保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大和復(fù)雜性的增加，電網(wǎng)脆弱性評估已成為國內(nèi)外電力領(lǐng)域的研究熱點。國外在電網(wǎng)脆弱性評估方面開展研究較早，取得了一系列具有重要價值的成果。美國學(xué)者通過對電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的深入研究，提出了基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的評估方法，將電網(wǎng)視為一個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，分析其節(jié)點和邊的特性，以識別電網(wǎng)中的關(guān)鍵節(jié)點和脆弱線路。這種方法為電網(wǎng)脆弱性評估提供了新的視角，使得研究人員能夠從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的角度深入理解電網(wǎng)的脆弱性本質(zhì)。歐洲的研究團隊則側(cè)重于從風(fēng)險評估的角度出發(fā)，綜合考慮電網(wǎng)元件的故障概率、故障后果以及系統(tǒng)運行狀態(tài)等因素，對電網(wǎng)脆弱性進行量化評估。他們建立了詳細(xì)的風(fēng)險評估模型，通過對各種風(fēng)險因素的分析和計算，得出電網(wǎng)在不同情況下的脆弱性程度，為電網(wǎng)的風(fēng)險管理提供了科學(xué)依據(jù)。在國內(nèi)，眾多科研機構(gòu)和高校也在電網(wǎng)脆弱性評估領(lǐng)域展開了廣泛而深入的研究。清華大學(xué)的研究團隊提出了基于能量函數(shù)的評估方法，從能量的角度分析電網(wǎng)在受到擾動時的穩(wěn)定性，通過計算系統(tǒng)的能量裕度來評估電網(wǎng)的脆弱性。這種方法能夠直觀地反映電網(wǎng)在不同運行狀態(tài)下的能量變化情況，對于揭示電網(wǎng)脆弱性的內(nèi)在機制具有重要意義。華中科技大學(xué)的學(xué)者們則致力于研究基于連鎖故障理論的評估方法，深入分析電網(wǎng)連鎖故障的發(fā)生和發(fā)展過程，建立連鎖故障模型，通過模擬連鎖故障的傳播路徑和影響范圍，識別出可能引發(fā)大面積停電的關(guān)鍵元件和薄弱環(huán)節(jié)，為電網(wǎng)的安全運行提供了有力的技術(shù)支持。對比不同地區(qū)的評估方法與成果可以發(fā)現(xiàn)，國外的研究在理論創(chuàng)新和模型構(gòu)建方面具有一定的領(lǐng)先優(yōu)勢，注重從宏觀的角度對電網(wǎng)進行分析，運用先進的數(shù)學(xué)和物理理論，建立復(fù)雜的模型來描述電網(wǎng)的各種特性。而國內(nèi)的研究則更側(cè)重于結(jié)合我國電網(wǎng)的實際運行情況，將理論研究與工程實踐緊密結(jié)合，注重評估方法的實用性和可操作性。在評估指標(biāo)的選取上，國內(nèi)研究更加關(guān)注電網(wǎng)的實際運行參數(shù)和性能指標(biāo)，如電壓穩(wěn)定性、功率傳輸能力等，以確保評估結(jié)果能夠直接應(yīng)用于電網(wǎng)的運行管理和規(guī)劃決策。針對寧夏地區(qū)電網(wǎng)脆弱性的研究仍存在一些不足與空白。寧夏地區(qū)電網(wǎng)具有獨特的特點，新能源裝機占比高，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運行方式與其他地區(qū)存在差異。目前，針對寧夏地區(qū)電網(wǎng)脆弱性的評估研究相對較少，現(xiàn)有的評估方法大多是直接借鑒其他地區(qū)的經(jīng)驗，沒有充分考慮寧夏地區(qū)電網(wǎng)的特殊性。在新能源接入對電網(wǎng)脆弱性的影響方面，缺乏深入的研究。寧夏地區(qū)豐富的太陽能和風(fēng)能資源使得新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)，但新能源的間歇性和波動性給電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來了新的挑戰(zhàn)，如何準(zhǔn)確評估新能源接入對電網(wǎng)脆弱性的影響，以及如何采取有效的措施降低這種影響，是當(dāng)前需要解決的重要問題。在考慮寧夏地區(qū)特殊的地理環(huán)境和氣候條件對電網(wǎng)脆弱性的影響方面，也存在研究空白。寧夏地區(qū)氣候干旱，風(fēng)沙大，夏季高溫，冬季寒冷，這些因素可能會對電網(wǎng)設(shè)備的性能和可靠性產(chǎn)生不利影響，進而增加電網(wǎng)的脆弱性，但目前相關(guān)的研究還十分有限。1.3研究內(nèi)容與方法本研究聚焦于寧夏地區(qū)電網(wǎng)脆弱性，旨在全面、深入地剖析其脆弱性特征，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供科學(xué)依據(jù)和有效策略。研究內(nèi)容主要涵蓋以下幾個關(guān)鍵方面：電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性分析：深入研究寧夏電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，運用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，將電網(wǎng)抽象為節(jié)點和邊組成的網(wǎng)絡(luò)模型。通過計算節(jié)點度、介數(shù)、聚類系數(shù)等指標(biāo)，評估電網(wǎng)中各節(jié)點和線路在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的重要性和脆弱性。分析電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的連通性和魯棒性，識別出對電網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響較大的關(guān)鍵節(jié)點和脆弱線路。研究電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律，分析隨著電網(wǎng)規(guī)模擴大和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)變化，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性的變化趨勢。電網(wǎng)運行脆弱性分析：綜合考慮寧夏電網(wǎng)的運行狀態(tài)，全面分析電壓穩(wěn)定性、頻率穩(wěn)定性、功率傳輸能力等因素對電網(wǎng)運行脆弱性的影響。通過建立電力系統(tǒng)潮流計算模型，精確計算不同運行工況下電網(wǎng)的潮流分布，評估電網(wǎng)的功率傳輸能力和電壓穩(wěn)定性。運用暫態(tài)穩(wěn)定分析方法，深入研究電網(wǎng)在遭受擾動時的暫態(tài)響應(yīng)特性，評估電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性。分析新能源接入對電網(wǎng)運行脆弱性的影響，建立含新能源的電力系統(tǒng)模型，研究新能源的間歇性和波動性對電網(wǎng)運行穩(wěn)定性的影響機制。環(huán)境因素對電網(wǎng)脆弱性的影響：充分考慮寧夏地區(qū)特殊的地理環(huán)境和氣候條件，系統(tǒng)分析其對電網(wǎng)脆弱性的影響。研究高溫、嚴(yán)寒、風(fēng)沙、雷電等惡劣氣候條件對電網(wǎng)設(shè)備性能和可靠性的影響，通過實驗和仿真分析，評估惡劣氣候條件下電網(wǎng)設(shè)備的故障率和故障模式。分析地理環(huán)境因素如地形地貌、地質(zhì)條件等對電網(wǎng)布局和線路走向的影響，研究地理環(huán)境因素對電網(wǎng)建設(shè)和運維的挑戰(zhàn)，以及如何通過合理的規(guī)劃和設(shè)計降低地理環(huán)境因素對電網(wǎng)脆弱性的影響。考慮自然災(zāi)害如地震、洪水等對電網(wǎng)的破壞作用，建立自然災(zāi)害對電網(wǎng)破壞的評估模型，分析自然災(zāi)害發(fā)生時電網(wǎng)的脆弱性和應(yīng)對策略。電網(wǎng)脆弱性綜合評估模型構(gòu)建：在對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運行和環(huán)境因素進行深入分析的基礎(chǔ)上，綜合運用層次分析法、模糊綜合評價法等多種方法，構(gòu)建寧夏地區(qū)電網(wǎng)脆弱性綜合評估模型。確定評估指標(biāo)體系，全面涵蓋電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運行和環(huán)境等方面的關(guān)鍵指標(biāo)，并合理確定各指標(biāo)的權(quán)重，以反映各因素對電網(wǎng)脆弱性的影響程度。運用模糊綜合評價法對電網(wǎng)脆弱性進行量化評估，得出電網(wǎng)在不同運行狀態(tài)下的脆弱性等級，為電網(wǎng)的安全運行和風(fēng)險管理提供科學(xué)依據(jù)。在研究方法上，本研究采用了多種科學(xué)有效的方法，以確保研究的全面性、準(zhǔn)確性和可靠性：數(shù)據(jù)分析法：全面收集寧夏地區(qū)電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等。運用數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計分析方法，對這些數(shù)據(jù)進行深入分析，挖掘數(shù)據(jù)背后的規(guī)律和特征，為電網(wǎng)脆弱性分析提供數(shù)據(jù)支持。通過對歷史故障數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，了解電網(wǎng)故障的發(fā)生頻率、故障類型和故障原因，識別出電網(wǎng)中的薄弱環(huán)節(jié)和潛在風(fēng)險。利用數(shù)據(jù)分析方法研究新能源接入對電網(wǎng)運行參數(shù)的影響，為含新能源電網(wǎng)的運行管理提供決策依據(jù)。模型構(gòu)建法：根據(jù)電網(wǎng)的物理特性和運行規(guī)律，建立各種數(shù)學(xué)模型，如電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ?、潮流計算模型、暫態(tài)穩(wěn)定模型等。通過對這些模型的求解和分析，深入研究電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運行特性，評估電網(wǎng)的脆弱性。運用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論建立電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ?，分析電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征和脆弱性；利用電力系統(tǒng)分析軟件建立潮流計算模型和暫態(tài)穩(wěn)定模型，對電網(wǎng)的運行狀態(tài)進行仿真分析，評估電網(wǎng)的運行脆弱性。建立環(huán)境因素對電網(wǎng)影響的模型，如氣象條件對設(shè)備故障率的影響模型、自然災(zāi)害對電網(wǎng)破壞的評估模型等，研究環(huán)境因素對電網(wǎng)脆弱性的影響機制。仿真分析法：利用電力系統(tǒng)仿真軟件，如PSCAD、MATLAB/Simulink等，對寧夏地區(qū)電網(wǎng)進行仿真分析。通過設(shè)置不同的故障場景和運行工況，模擬電網(wǎng)在各種情況下的響應(yīng)，評估電網(wǎng)的脆弱性。在仿真分析中，考慮新能源接入、負(fù)荷變化、設(shè)備故障等因素，研究電網(wǎng)在復(fù)雜工況下的運行特性和脆弱性變化。通過仿真分析，驗證所提出的脆弱性評估方法和控制策略的有效性，為電網(wǎng)的實際運行提供參考。專家咨詢法：邀請電力系統(tǒng)領(lǐng)域的專家，包括電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計專家、運行管理專家、設(shè)備維護專家等，對研究過程中的關(guān)鍵問題進行咨詢和討論。充分借鑒專家的經(jīng)驗和知識，確保研究方法的合理性和研究結(jié)果的可靠性。在確定評估指標(biāo)體系和權(quán)重時，組織專家進行問卷調(diào)查和專家訪談，廣泛征求專家意見，使評估指標(biāo)體系和權(quán)重更加科學(xué)合理。在制定電網(wǎng)脆弱性應(yīng)對策略時，邀請專家進行論證和評估，確保策略的可行性和有效性。二、寧夏地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀分析2.1電網(wǎng)發(fā)展歷程寧夏電網(wǎng)的發(fā)展歷程，是一部不斷探索、建設(shè)與創(chuàng)新的奮斗史，其發(fā)展歷程可追溯至20世紀(jì)50年代。在新中國成立初期，寧夏地區(qū)的電力工業(yè)基礎(chǔ)極為薄弱，僅有一些小型的火力發(fā)電廠，裝機容量小，供電范圍有限，主要為城市的少數(shù)重要部門和居民提供電力。這些小型電廠設(shè)備陳舊、技術(shù)落后，發(fā)電效率低下，難以滿足地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和人民生活的基本需求。1958年，寧夏回族自治區(qū)成立，為電力工業(yè)的發(fā)展帶來了新的契機。此后，陸續(xù)建設(shè)了一批中小型火力發(fā)電廠，如石嘴山電廠、大武口電廠等，這些電廠的建成投產(chǎn)，一定程度上緩解了寧夏地區(qū)電力供應(yīng)緊張的局面，為當(dāng)?shù)毓I(yè)的起步和發(fā)展提供了電力支持。在電網(wǎng)建設(shè)方面，開始逐步構(gòu)建以35千伏和110千伏為主的輸電網(wǎng)絡(luò)，將各個分散的電廠連接起來，形成了初步的電網(wǎng)架構(gòu)。但此時的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為簡單，輸電能力有限，穩(wěn)定性和可靠性較差。進入20世紀(jì)80年代，隨著改革開放政策的實施，寧夏地區(qū)經(jīng)濟快速發(fā)展，電力需求迅速增長。為滿足不斷增長的電力需求，寧夏加大了電網(wǎng)建設(shè)和改造力度。在電源建設(shè)方面，新建和擴建了多座大型火力發(fā)電廠，如大壩電廠、石嘴山二電廠等，這些電廠采用了當(dāng)時較為先進的技術(shù)和設(shè)備，裝機容量大幅提升，發(fā)電效率顯著提高。在電網(wǎng)建設(shè)方面，大力推進220千伏電網(wǎng)的建設(shè)，逐步形成了以220千伏為骨干網(wǎng)架的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，輸電能力和供電可靠性得到了進一步提升。同時，開始引入計算機監(jiān)控技術(shù)和自動化設(shè)備，提高了電網(wǎng)的運行管理水平。20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初，寧夏電網(wǎng)迎來了快速發(fā)展的黃金時期。隨著國家“西電東送”戰(zhàn)略的實施，寧夏作為重要的能源輸出地，加快了電網(wǎng)建設(shè)的步伐。在電源建設(shè)方面，除了繼續(xù)發(fā)展火電外，開始積極探索新能源發(fā)電，如風(fēng)電和光伏。寧夏地區(qū)擁有豐富的風(fēng)能和太陽能資源，具備發(fā)展新能源的良好條件。陸續(xù)建設(shè)了一批大型風(fēng)電場和光伏電站，新能源裝機容量不斷增加。在電網(wǎng)建設(shè)方面，進一步完善了220千伏電網(wǎng)，加強了電網(wǎng)的互聯(lián)互通，提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。同時，開始建設(shè)750千伏超高壓輸電線路，實現(xiàn)了與西北電網(wǎng)的緊密連接，提升了寧夏電網(wǎng)在全國電網(wǎng)中的地位，增強了電力外送能力，將寧夏地區(qū)豐富的電力資源輸送到其他地區(qū)，為國家能源戰(zhàn)略的實施做出了貢獻。近年來，隨著新能源的快速發(fā)展和電力需求的持續(xù)增長，寧夏電網(wǎng)面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇。為適應(yīng)新形勢的發(fā)展需求，寧夏電網(wǎng)不斷優(yōu)化升級。在電源結(jié)構(gòu)方面，持續(xù)加大新能源的開發(fā)利用力度，新能源裝機占比不斷提高，截至2024年12月底，新能源裝機4133萬千瓦，裝機占比57.84%，成為寧夏電網(wǎng)的重要組成部分。新能源的大規(guī)模接入，對電網(wǎng)的運行管理和穩(wěn)定性提出了更高的要求。在電網(wǎng)建設(shè)方面，加強了智能電網(wǎng)建設(shè)，引入先進的信息技術(shù)和通信技術(shù)，實現(xiàn)了電網(wǎng)的智能化監(jiān)控和管理。通過建設(shè)智能變電站、智能輸電線路和智能配電系統(tǒng)，提高了電網(wǎng)的運行效率和可靠性，增強了電網(wǎng)對新能源的消納能力。大力推進特高壓輸電工程建設(shè)，如“寧電入湘”直流外送工程，進一步提升了電力外送能力，促進了能源資源的優(yōu)化配置，推動了寧夏地區(qū)能源產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。2.2電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征寧夏電網(wǎng)的電壓等級分布呈現(xiàn)出多元化的特點，涵蓋了750千伏、330千伏、220千伏、110千伏及以下等多個電壓等級。其中，750千伏電壓等級作為寧夏電網(wǎng)的骨干網(wǎng)架，承擔(dān)著大容量、遠(yuǎn)距離的電力傳輸任務(wù)，在整個電網(wǎng)中起著關(guān)鍵的支撐作用。寧夏在全國率先形成覆蓋全區(qū)的750千伏雙環(huán)網(wǎng)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，使得電網(wǎng)的供電能力和可靠性得到極大提升，為大規(guī)模的能源外送提供了堅實的保障。通過750千伏雙環(huán)網(wǎng)，寧夏電網(wǎng)能夠?qū)⒈镜刎S富的電力資源高效地輸送至其他地區(qū)，有力地推動了“西電東送”戰(zhàn)略的實施。330千伏和220千伏電壓等級則構(gòu)成了電網(wǎng)的重要聯(lián)絡(luò)網(wǎng)架，連接著各個區(qū)域電網(wǎng)和大型電源點，實現(xiàn)了電力在區(qū)內(nèi)的合理分配和傳輸，將不同地區(qū)的電力資源進行整合，滿足了各地的用電需求。110千伏及以下電壓等級主要負(fù)責(zé)向終端用戶供電，直接服務(wù)于工業(yè)、商業(yè)和居民用戶，其分布廣泛，深入到各個城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村，確保了電力能夠覆蓋到每一個角落。在網(wǎng)架布局方面，寧夏電網(wǎng)受地理位置的限制，呈東西窄、南北長的狹長帶狀，主要分布在賀蘭山麓和黃河兩岸，由石嘴山、銀川、銀南、固原、中衛(wèi)5個行政區(qū)域電網(wǎng)分網(wǎng)組成，供電面積近7萬平方公里。這種布局與寧夏地區(qū)的地理環(huán)境、能源分布以及經(jīng)濟發(fā)展格局密切相關(guān)。寧夏的能源資源主要集中在北部地區(qū)，如石嘴山等地的煤炭資源豐富，是火電的主要產(chǎn)區(qū)；而南部地區(qū)則擁有豐富的太陽能和風(fēng)能資源，是新能源發(fā)電的重點區(qū)域。電網(wǎng)的布局充分考慮了這些能源分布特點，通過合理的線路規(guī)劃，將不同地區(qū)的電源與負(fù)荷中心連接起來，實現(xiàn)了能源的優(yōu)化配置。在連接能源產(chǎn)區(qū)與負(fù)荷中心的同時，寧夏電網(wǎng)注重加強區(qū)域之間的電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)，提高電網(wǎng)的互聯(lián)互通水平。通過建設(shè)多條輸電線路，實現(xiàn)了各個行政區(qū)域電網(wǎng)之間的緊密聯(lián)系，形成了一個有機的整體。當(dāng)某個區(qū)域電網(wǎng)出現(xiàn)故障或電力供應(yīng)不足時，其他區(qū)域電網(wǎng)能夠及時提供支援，保障電力的穩(wěn)定供應(yīng)。寧夏電網(wǎng)在能源傳輸中具有獨特的特點與作用。寧夏電網(wǎng)作為“西電東送”的重要送端，承擔(dān)著將本地能源資源轉(zhuǎn)化為電能并輸送至其他地區(qū)的重任，對保障我國能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性意義重大。其豐富的能源資源，特別是新能源的大規(guī)模開發(fā)利用，使得寧夏電網(wǎng)在能源傳輸中具有明顯的優(yōu)勢。新能源的間歇性和波動性也給電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來了挑戰(zhàn)，需要通過合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和先進的技術(shù)手段來應(yīng)對。寧夏電網(wǎng)在滿足本地用電需求方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。隨著寧夏地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力需求不斷增長，電網(wǎng)的穩(wěn)定運行直接關(guān)系到當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展和人民生活的質(zhì)量。電網(wǎng)通過合理的布局和優(yōu)化的運行方式，確保了電力能夠可靠地供應(yīng)到各個行業(yè)和居民用戶，為地區(qū)經(jīng)濟的繁榮提供了有力的支撐。在工業(yè)領(lǐng)域，穩(wěn)定的電力供應(yīng)保障了各類企業(yè)的正常生產(chǎn)，促進了工業(yè)的發(fā)展；在農(nóng)業(yè)方面，電力廣泛應(yīng)用于灌溉、農(nóng)產(chǎn)品加工等環(huán)節(jié)，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率；在服務(wù)業(yè)領(lǐng)域，電力為商業(yè)、金融、通信等行業(yè)的正常運營提供了保障。2.3電源構(gòu)成與分布寧夏電網(wǎng)的電源構(gòu)成呈現(xiàn)出多元化的特點，涵蓋了火電、風(fēng)電、光伏等多種類型。火電在寧夏電網(wǎng)電源構(gòu)成中曾長期占據(jù)主導(dǎo)地位，為電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供了堅實的基礎(chǔ)。隨著環(huán)保要求的提高和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的推進，火電的占比逐漸下降，但依然是重要的電源支撐。截至2024年12月底，火電裝機容量在寧夏電網(wǎng)中仍占有一定比例，這些火電主要集中在石嘴山、銀川、吳忠等地。石嘴山地區(qū)煤炭資源豐富，依托當(dāng)?shù)氐拿禾抠Y源優(yōu)勢，建設(shè)了多座大型火電廠，如石嘴山電廠、石嘴山二電廠等，這些電廠的裝機容量較大，發(fā)電技術(shù)成熟，能夠提供穩(wěn)定的電力輸出?；痣娋哂邪l(fā)電穩(wěn)定、可控性強的優(yōu)點，能夠根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷需求及時調(diào)整發(fā)電出力，在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時期，火電可以增加發(fā)電出力，滿足用電需求；在負(fù)荷低谷時期，火電可以適當(dāng)降低發(fā)電出力，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行?；痣姷倪\行成本相對較低，在能源供應(yīng)穩(wěn)定的情況下，能夠為電網(wǎng)提供經(jīng)濟實惠的電力?；痣娨泊嬖谝恍┤秉c，如對環(huán)境污染較大，燃燒煤炭會產(chǎn)生大量的廢氣、廢渣和廢水，對環(huán)境造成一定的壓力。火電的能源消耗較大，隨著煤炭資源的逐漸減少，火電的可持續(xù)發(fā)展面臨一定的挑戰(zhàn)。風(fēng)電和光伏作為新能源的代表，近年來在寧夏電網(wǎng)中的發(fā)展勢頭迅猛，裝機占比不斷攀升。寧夏地區(qū)擁有豐富的風(fēng)能和太陽能資源，具備發(fā)展新能源的良好條件。其風(fēng)能資源主要集中在賀蘭山、香山、羅云山等區(qū)域，這些地區(qū)地勢開闊，風(fēng)力強勁，具備建設(shè)大型風(fēng)電場的良好條件。太陽能資源則在全區(qū)范圍內(nèi)分布較為廣泛，尤其是在沙漠、戈壁等土地資源豐富的地區(qū)，非常適合建設(shè)大型光伏電站。截至2024年12月底，寧夏電網(wǎng)新能源裝機4133萬千瓦，裝機占比57.84%，新能源已成為寧夏電網(wǎng)的重要組成部分。風(fēng)電和光伏具有清潔、可再生的優(yōu)點，能夠有效減少對環(huán)境的污染，降低碳排放，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。這些新能源的開發(fā)利用還能充分利用寧夏地區(qū)豐富的自然資源，減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴。新能源的間歇性和波動性給電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來了挑戰(zhàn)。由于風(fēng)力和太陽能的發(fā)電受到自然條件的影響較大，如風(fēng)力大小、光照強度等，導(dǎo)致風(fēng)電和光伏的發(fā)電出力不穩(wěn)定，難以預(yù)測，這對電網(wǎng)的調(diào)度和控制提出了更高的要求。在風(fēng)力較弱或光照不足時，風(fēng)電和光伏的發(fā)電出力會明顯下降，可能導(dǎo)致電網(wǎng)電力供應(yīng)不足；而在風(fēng)力較強或光照充足時，發(fā)電出力又可能過大，超出電網(wǎng)的消納能力，需要采取相應(yīng)的措施進行調(diào)節(jié)。新能源接入對寧夏電網(wǎng)產(chǎn)生了多方面的影響。在電網(wǎng)穩(wěn)定性方面，新能源的間歇性和波動性使得電網(wǎng)的功率平衡和頻率控制面臨挑戰(zhàn)。當(dāng)新能源發(fā)電出力突然變化時，可能會導(dǎo)致電網(wǎng)頻率波動，影響電網(wǎng)的正常運行。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，需要加強電網(wǎng)的調(diào)頻能力，通過增加調(diào)頻機組、采用儲能技術(shù)等方式，來平抑新能源發(fā)電的波動，維持電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定。新能源接入還會對電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。由于新能源發(fā)電的位置和出力的不確定性，可能會導(dǎo)致電網(wǎng)電壓分布不均，部分地區(qū)出現(xiàn)電壓過高或過低的情況。需要采取有效的電壓調(diào)節(jié)措施，如安裝無功補償裝置、優(yōu)化電網(wǎng)的無功配置等，來確保電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定。在電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)方面，新能源的大規(guī)模接入要求對電網(wǎng)進行重新規(guī)劃和升級。需要加強電網(wǎng)的輸電能力，建設(shè)更多的輸電線路和變電站，以滿足新能源電力的輸送和分配需求。還需要優(yōu)化電網(wǎng)的布局，使電網(wǎng)能夠更好地適應(yīng)新能源的分布特點，提高新能源的消納能力。在電網(wǎng)運行管理方面，新能源接入增加了電網(wǎng)運行管理的復(fù)雜性。需要建立更加智能化的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，實時監(jiān)測新能源發(fā)電的出力情況，根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷需求和新能源的發(fā)電情況，合理安排發(fā)電計劃，實現(xiàn)電網(wǎng)的優(yōu)化運行。還需要加強對新能源發(fā)電設(shè)備的運行維護管理，確保設(shè)備的正常運行，提高新能源發(fā)電的可靠性。2.4負(fù)荷特性與需求預(yù)測寧夏地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷特性呈現(xiàn)出獨特的變化規(guī)律，具有明顯的季節(jié)性和時段性特征。在季節(jié)方面，夏季和冬季通常是負(fù)荷的高峰期，夏季由于氣溫較高，空調(diào)等制冷設(shè)備的大量使用，導(dǎo)致電力需求大幅增加；冬季則主要是因為取暖負(fù)荷的增長，特別是在寒冷的時段，居民和商業(yè)用戶對供暖設(shè)備的依賴程度較高，使得電力消耗顯著上升。而春秋季節(jié)，氣溫相對較為適宜，負(fù)荷相對較低，處于相對平穩(wěn)的狀態(tài)。在一天的不同時段，負(fù)荷也存在明顯的波動。白天，尤其是上午和下午的工作時段，工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)活動以及居民的日常生活用電需求較為集中，負(fù)荷處于較高水平；晚上，隨著居民活動的減少和部分工業(yè)企業(yè)的停工，負(fù)荷有所下降，但夜間仍有一定的基礎(chǔ)負(fù)荷，如照明、公共設(shè)施用電等。這種季節(jié)性和時段性的負(fù)荷變化，對電網(wǎng)的調(diào)度和運行管理提出了較高的要求，需要根據(jù)不同時段的負(fù)荷需求，合理安排發(fā)電計劃，優(yōu)化電網(wǎng)的運行方式，以確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。寧夏地區(qū)的負(fù)荷特性受到多種因素的綜合影響。經(jīng)濟發(fā)展水平是影響負(fù)荷特性的關(guān)鍵因素之一。隨著寧夏地區(qū)經(jīng)濟的快速增長，工業(yè)、商業(yè)和居民用電量都呈現(xiàn)出上升趨勢。工業(yè)的發(fā)展，特別是一些高耗能產(chǎn)業(yè)的興起，如硅基、鋁錳基、現(xiàn)代煤化工等，對電力的需求大幅增加，使得工業(yè)負(fù)荷在總負(fù)荷中的占比不斷提高，推動了負(fù)荷總量的增長。居民生活水平的提高，也促使居民對電力的需求更加多樣化，除了基本的照明、家電用電外，空調(diào)、電暖器等大功率電器的普及，進一步增加了居民用電負(fù)荷。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整對負(fù)荷特性也產(chǎn)生重要影響。當(dāng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向高耗能產(chǎn)業(yè)傾斜時，電網(wǎng)的負(fù)荷特性會發(fā)生明顯變化，負(fù)荷總量增加，且負(fù)荷的波動性也可能增大。因為高耗能產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過程通常對電力的需求較大，且生產(chǎn)時間相對集中，容易導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷在某些時段出現(xiàn)高峰。政策因素也不容忽視。政府出臺的相關(guān)能源政策、環(huán)保政策等，會對企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營和居民的用電行為產(chǎn)生影響，從而間接影響電網(wǎng)的負(fù)荷特性。如鼓勵新能源發(fā)展的政策，可能會促使更多的企業(yè)和居民使用新能源發(fā)電設(shè)備，減少對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴，改變電網(wǎng)的負(fù)荷結(jié)構(gòu)；而節(jié)能減排政策，則可能引導(dǎo)企業(yè)和居民提高能源利用效率，降低電力消耗，對負(fù)荷特性產(chǎn)生一定的調(diào)節(jié)作用。準(zhǔn)確預(yù)測未來負(fù)荷需求對于電網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)至關(guān)重要。本研究運用時間序列分析法，對寧夏地區(qū)過去多年的電力負(fù)荷數(shù)據(jù)進行深入分析，挖掘負(fù)荷數(shù)據(jù)的變化趨勢和規(guī)律。通過建立時間序列模型，如ARIMA模型，對負(fù)荷數(shù)據(jù)進行擬合和預(yù)測，充分考慮負(fù)荷的季節(jié)性、周期性等特征，預(yù)測未來不同時間段的負(fù)荷需求。采用灰色預(yù)測法，利用負(fù)荷數(shù)據(jù)的累加生成序列，建立灰色預(yù)測模型，對負(fù)荷的發(fā)展趨勢進行預(yù)測。該方法能夠有效地處理不確定信息，對于負(fù)荷數(shù)據(jù)的短期和中期預(yù)測具有較高的準(zhǔn)確性。將時間序列分析法和灰色預(yù)測法相結(jié)合，綜合考慮兩種方法的預(yù)測結(jié)果，以提高負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性。根據(jù)寧夏地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方向以及政策導(dǎo)向等因素，對預(yù)測結(jié)果進行修正和調(diào)整，使預(yù)測結(jié)果更加符合實際情況。在預(yù)測過程中，充分考慮新能源接入對負(fù)荷需求的影響，分析新能源發(fā)電的間歇性和波動性對電網(wǎng)負(fù)荷特性的改變，以及對未來負(fù)荷需求的影響，為電網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)提供更加科學(xué)準(zhǔn)確的依據(jù)。三、電網(wǎng)脆弱性評估指標(biāo)體系構(gòu)建3.1結(jié)構(gòu)脆弱性指標(biāo)3.1.1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指標(biāo)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指標(biāo)在評估電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性中具有重要作用，其中度中心性和介數(shù)中心性是兩個關(guān)鍵指標(biāo)。度中心性是指節(jié)點的度數(shù)與網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點總數(shù)減1的比值，它反映了節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的連接程度。在電網(wǎng)中，度中心性高的節(jié)點通常連接著較多的線路，與其他節(jié)點的聯(lián)系緊密，在電網(wǎng)的電力傳輸和分配中起著關(guān)鍵的橋梁作用。以寧夏電網(wǎng)中的樞紐變電站為例，其度中心性較高，它連接著多條輸電線路，負(fù)責(zé)將電力從電源點輸送到各個區(qū)域，是電網(wǎng)中的重要節(jié)點。一旦這些度中心性高的節(jié)點發(fā)生故障，將導(dǎo)致與其相連的多條線路停電，使電網(wǎng)的連通性受到嚴(yán)重破壞，影響電力的正常傳輸，進而引發(fā)大面積停電事故，對社會經(jīng)濟和人民生活造成巨大影響。介數(shù)中心性則衡量了節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中最短路徑上的出現(xiàn)頻率，反映了節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點之間通信的控制能力。在電網(wǎng)中，介數(shù)中心性高的節(jié)點在電力潮流傳輸中承擔(dān)著重要的角色，是電力傳輸?shù)年P(guān)鍵通道。當(dāng)電網(wǎng)中的負(fù)荷發(fā)生變化時，電力潮流需要通過這些介數(shù)中心性高的節(jié)點進行傳輸和分配。如在寧夏電網(wǎng)中，某些關(guān)鍵輸電線路上的節(jié)點，其介數(shù)中心性較高，這些節(jié)點是電力從電源點輸送到負(fù)荷中心的必經(jīng)之路。若這些節(jié)點出現(xiàn)故障，電力潮流將被迫重新分配，可能導(dǎo)致其他線路過載，引發(fā)連鎖反應(yīng)，最終影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。介數(shù)中心性還可以用于評估電網(wǎng)在遭受攻擊或故障時的脆弱性。如果攻擊者針對介數(shù)中心性高的節(jié)點進行攻擊，將對電網(wǎng)的正常運行造成嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致大面積停電事故的發(fā)生。3.1.2電氣連接指標(biāo)電氣連接指標(biāo)對電網(wǎng)脆弱性有著至關(guān)重要的影響，線路電抗和變壓器容量是其中的重要指標(biāo)。線路電抗是反映輸電線路阻礙電流傳輸能力的參數(shù)，它與線路的長度、導(dǎo)線材質(zhì)、截面積以及周圍環(huán)境等因素密切相關(guān)。在寧夏電網(wǎng)中，不同電壓等級的輸電線路電抗各不相同，一般來說，長距離輸電線路的電抗較大。線路電抗對電網(wǎng)的功率傳輸和電壓穩(wěn)定性有著顯著影響。當(dāng)線路電抗較大時，在傳輸相同功率的情況下，線路上的電壓降落會增加，導(dǎo)致線路末端的電壓降低，影響電力的正常供應(yīng)。在寧夏電網(wǎng)中，若某些偏遠(yuǎn)地區(qū)的輸電線路電抗過大，可能會導(dǎo)致該地區(qū)的電壓偏低，影響居民和企業(yè)的正常用電。線路電抗還會影響電網(wǎng)的功率損耗。電抗越大，功率損耗就越大，這不僅降低了電網(wǎng)的運行效率，還增加了能源消耗。在電力系統(tǒng)運行中，需要合理控制線路電抗，通過優(yōu)化線路設(shè)計、采用合適的導(dǎo)線材料和截面積等措施，降低線路電抗，提高電網(wǎng)的功率傳輸能力和電壓穩(wěn)定性。變壓器容量是指變壓器在額定條件下能夠傳輸?shù)淖畲蠊β剩呛饬孔儔浩鱾鬏斈芰Φ闹匾笜?biāo)。在寧夏電網(wǎng)中，變壓器承擔(dān)著電壓變換和電力分配的重要任務(wù)，其容量的大小直接影響著電網(wǎng)的供電能力和可靠性。如果變壓器容量不足，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷增加時，變壓器可能會過載運行，導(dǎo)致溫度升高，絕緣性能下降，甚至引發(fā)故障。在寧夏地區(qū)的夏季高溫時段，空調(diào)等制冷設(shè)備的大量使用導(dǎo)致負(fù)荷急劇增加，如果部分變壓器容量不足，就可能無法滿足負(fù)荷需求，出現(xiàn)過載現(xiàn)象，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。變壓器容量還會影響電網(wǎng)的經(jīng)濟運行。合理配置變壓器容量，可以提高變壓器的利用率，降低電網(wǎng)的建設(shè)和運行成本。在電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)過程中，需要根據(jù)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果和電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，合理選擇變壓器容量，確保變壓器能夠滿足電網(wǎng)的供電需求，同時實現(xiàn)經(jīng)濟運行。三、電網(wǎng)脆弱性評估指標(biāo)體系構(gòu)建3.2運行脆弱性指標(biāo)3.2.1潮流分布指標(biāo)潮流分布指標(biāo)在評估電網(wǎng)運行脆弱性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，線路潮流和節(jié)點電壓是其中的重要組成部分。線路潮流是指輸電線路中傳輸?shù)挠泄β屎蜔o功功率，其分布情況直接反映了電網(wǎng)中電力的流動狀態(tài)。在寧夏電網(wǎng)中，不同線路的潮流分布受到電源分布、負(fù)荷需求以及電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等多種因素的綜合影響。在負(fù)荷中心附近的輸電線路，由于需要為大量的負(fù)荷供電，通常會承載較大的潮流。當(dāng)電網(wǎng)中的負(fù)荷發(fā)生變化時，線路潮流也會相應(yīng)地改變。在夏季用電高峰時期，隨著空調(diào)等制冷設(shè)備的大量使用，負(fù)荷急劇增加，為滿足負(fù)荷需求，輸電線路的潮流會大幅上升。線路潮流與電網(wǎng)運行脆弱性之間存在著密切的關(guān)系。當(dāng)線路潮流超過其額定容量時，線路會出現(xiàn)過載現(xiàn)象，這將導(dǎo)致線路溫度升高，絕緣性能下降，增加線路故障的風(fēng)險。過載還可能引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致其他線路的潮流重新分配，進一步加重電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，甚至可能引發(fā)大面積停電事故。在寧夏電網(wǎng)中，若某條關(guān)鍵輸電線路出現(xiàn)過載，可能會導(dǎo)致與其相連的其他線路也出現(xiàn)過載，從而影響整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。線路潮流的不均衡分布也會對電網(wǎng)的運行產(chǎn)生不利影響。某些線路潮流過大，而其他線路潮流過小，會導(dǎo)致電網(wǎng)資源的浪費，降低電網(wǎng)的運行效率。不均衡的潮流分布還可能使電網(wǎng)的電壓分布不均，影響電力的質(zhì)量和可靠性。節(jié)點電壓是衡量電網(wǎng)運行狀態(tài)的重要指標(biāo)之一，它反映了電網(wǎng)中各節(jié)點的電能質(zhì)量水平。在寧夏電網(wǎng)中，節(jié)點電壓受到電源電壓、線路阻抗以及負(fù)荷大小等因素的影響。在正常運行情況下，電網(wǎng)中的節(jié)點電壓應(yīng)保持在一定的范圍內(nèi)，以確保電力設(shè)備的正常運行和電力的可靠供應(yīng)。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障或負(fù)荷變化時，節(jié)點電壓可能會發(fā)生波動，偏離其額定值。當(dāng)電網(wǎng)中某條線路發(fā)生短路故障時，會導(dǎo)致故障點附近的節(jié)點電壓急劇下降，影響該區(qū)域的電力供應(yīng)。節(jié)點電壓與電網(wǎng)運行脆弱性密切相關(guān)。節(jié)點電壓過低會導(dǎo)致電力設(shè)備的輸出功率下降，影響設(shè)備的正常運行。在電動機運行中，如果節(jié)點電壓過低，電動機的轉(zhuǎn)矩會減小，轉(zhuǎn)速會降低，甚至可能無法啟動。電壓過低還可能導(dǎo)致照明設(shè)備變暗，影響居民的生活質(zhì)量。長期的低電壓運行還會加速電力設(shè)備的老化，縮短設(shè)備的使用壽命。相反，節(jié)點電壓過高也會對電力設(shè)備造成損害。過高的電壓可能會使電力設(shè)備的絕緣性能受到破壞，增加設(shè)備故障的風(fēng)險。在變壓器運行中，如果節(jié)點電壓過高，會導(dǎo)致變壓器的鐵芯飽和，產(chǎn)生過大的勵磁電流，使變壓器發(fā)熱，甚至可能引發(fā)火災(zāi)。3.2.2設(shè)備運行指標(biāo)設(shè)備運行指標(biāo)對電網(wǎng)穩(wěn)定性有著深遠(yuǎn)的影響，變壓器油溫、開關(guān)動作次數(shù)等都是重要的考量因素。變壓器作為電網(wǎng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其油溫直接反映了設(shè)備的運行狀態(tài)。在正常運行情況下，變壓器油溫應(yīng)保持在合理的范圍內(nèi)，一般來說，變壓器的正常油溫范圍在50℃-80℃之間。這是因為變壓器在運行過程中，鐵芯和繞組會產(chǎn)生熱量，這些熱量需要通過冷卻系統(tǒng)散發(fā)出去，以確保變壓器的正常運行。當(dāng)變壓器油溫過高時，可能會導(dǎo)致絕緣材料老化加速，絕緣性能下降，從而增加變壓器故障的風(fēng)險。如果油溫超過95℃，就需要采取緊急措施，如加強冷卻、降低負(fù)荷等，以防止變壓器發(fā)生故障。變壓器油溫過高還可能引發(fā)火災(zāi)等嚴(yán)重事故，對電網(wǎng)的安全運行造成巨大威脅。開關(guān)作為控制電路通斷的重要設(shè)備，其動作次數(shù)反映了設(shè)備的工作強度和使用壽命。頻繁的開關(guān)動作會使觸頭磨損加劇，接觸電阻增大，從而導(dǎo)致開關(guān)的性能下降。當(dāng)開關(guān)動作次數(shù)達到一定程度時，可能會出現(xiàn)開關(guān)拒動或誤動的情況，這將嚴(yán)重影響電網(wǎng)的正常運行。在電力系統(tǒng)的倒閘操作中，如果開關(guān)拒動，可能會導(dǎo)致操作無法完成，影響電網(wǎng)的運行方式調(diào)整；而開關(guān)誤動則可能會引發(fā)事故，導(dǎo)致設(shè)備損壞和停電。開關(guān)的頻繁動作還會增加設(shè)備的維護成本和檢修工作量，降低電網(wǎng)的運行效率。變壓器油溫、開關(guān)動作次數(shù)等設(shè)備運行指標(biāo)與電網(wǎng)穩(wěn)定性之間存在著緊密的聯(lián)系。當(dāng)這些指標(biāo)出現(xiàn)異常時，會對電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響。變壓器油溫過高可能會導(dǎo)致變壓器輸出功率下降，影響電網(wǎng)的供電能力；開關(guān)的故障則可能會導(dǎo)致電網(wǎng)的局部停電，甚至引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致大面積停電事故。在寧夏電網(wǎng)的運行管理中，需要密切關(guān)注這些設(shè)備運行指標(biāo)，及時發(fā)現(xiàn)并處理異常情況，以確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。通過加強設(shè)備的監(jiān)測和維護，定期檢查變壓器的油溫、開關(guān)的動作次數(shù)等指標(biāo)，及時更換磨損的部件，優(yōu)化設(shè)備的運行環(huán)境，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，從而保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。3.3環(huán)境脆弱性指標(biāo)3.3.1自然環(huán)境指標(biāo)自然環(huán)境因素對寧夏電網(wǎng)的運行有著顯著影響，地震、大風(fēng)、覆冰等災(zāi)害都可能威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。寧夏地區(qū)處于鄂爾多斯西緣地震帶，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地震活動較為頻繁。近年來，寧夏銀川等地多次發(fā)生地震，如2025年1月2日10時01分在寧夏銀川市永寧縣發(fā)生4.8級地震，雖然震區(qū)電網(wǎng)在地震發(fā)生后仍保持安全穩(wěn)定運行，但地震對電網(wǎng)的潛在威脅不容忽視。地震可能導(dǎo)致輸電線路桿塔傾斜、倒塌，變電站設(shè)備損壞，通信設(shè)施中斷，從而引發(fā)電網(wǎng)故障。地震還可能破壞電網(wǎng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，影響電網(wǎng)的正常運行，增加電網(wǎng)的脆弱性。大風(fēng)天氣在寧夏地區(qū)較為常見，特別是在春季和冬季，風(fēng)力較大且持續(xù)時間較長。大風(fēng)可能會導(dǎo)致輸電線路舞動、搖擺，使線路之間發(fā)生碰線短路故障。強風(fēng)還可能吹倒桿塔，損壞絕緣子等設(shè)備，影響電網(wǎng)的正常供電。在寧夏的一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，由于地形開闊，風(fēng)力較大，輸電線路更容易受到大風(fēng)的影響。大風(fēng)還可能攜帶沙塵等雜物，對設(shè)備的絕緣性能造成損害，增加設(shè)備故障的風(fēng)險。覆冰現(xiàn)象在寧夏的冬季也時有發(fā)生，尤其是在高海拔地區(qū)和山區(qū)。當(dāng)輸電線路表面覆冰時，會增加線路的重量，導(dǎo)致桿塔承受的荷載增大，可能引發(fā)桿塔傾斜、倒塌等事故。覆冰還會使線路的弧垂增大，容易發(fā)生線路間的閃絡(luò)放電，影響電網(wǎng)的安全運行。在2008年南方地區(qū)發(fā)生的冰災(zāi)中，大量輸電線路因覆冰而受損，導(dǎo)致大面積停電事故，這給寧夏電網(wǎng)的運行維護敲響了警鐘。寧夏電網(wǎng)在冬季需要加強對輸電線路的覆冰監(jiān)測，及時采取除冰措施，以確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。為了評估這些自然因素對電網(wǎng)的影響，確定了相應(yīng)的脆弱性指標(biāo)。地震影響指標(biāo)可采用地震震級、震中距、地震加速度等參數(shù)來衡量。震級越高，震中距越近，地震加速度越大，對電網(wǎng)的破壞作用就越強，電網(wǎng)的脆弱性也就越高。大風(fēng)影響指標(biāo)可以用風(fēng)速、風(fēng)持續(xù)時間等參數(shù)來表示。風(fēng)速越大，風(fēng)持續(xù)時間越長，對輸電線路和設(shè)備的影響就越大，電網(wǎng)的脆弱性也就越高。覆冰影響指標(biāo)可通過覆冰厚度、覆冰范圍等參數(shù)來評估。覆冰厚度越大，覆冰范圍越廣，對電網(wǎng)的危害就越大，電網(wǎng)的脆弱性也就越高。通過對這些指標(biāo)的監(jiān)測和分析，可以及時了解自然環(huán)境因素對電網(wǎng)的影響程度，為電網(wǎng)的運行維護和風(fēng)險管理提供科學(xué)依據(jù)。3.3.2社會環(huán)境指標(biāo)社會環(huán)境因素對電網(wǎng)運行同樣具有重要影響，外力破壞和政策變化是其中的關(guān)鍵因素。外力破壞是威脅寧夏電網(wǎng)安全運行的重要社會因素之一，近年來，外力破壞導(dǎo)致的電網(wǎng)故障時有發(fā)生。車輛碰撞輸電桿塔是常見的外力破壞形式之一，在一些交通繁忙的路段，由于駕駛員操作不當(dāng)或疲勞駕駛等原因，車輛可能會撞上輸電桿塔，導(dǎo)致桿塔傾斜、倒塌，進而引發(fā)線路停電事故。在施工過程中，由于施工單位對電網(wǎng)設(shè)施的保護意識不足，可能會誤挖、誤碰輸電線路和電纜，造成線路損壞，影響電網(wǎng)的正常運行。盜竊電力設(shè)施的行為也屢禁不止，一些不法分子為了獲取經(jīng)濟利益，盜竊輸電線路上的導(dǎo)線、絕緣子等設(shè)備，不僅造成了電力設(shè)施的損壞，還嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。政策變化對寧夏電網(wǎng)的運行和發(fā)展也有著深遠(yuǎn)的影響。國家和地方出臺的能源政策、環(huán)保政策以及電力體制改革政策等，都可能對電網(wǎng)的規(guī)劃、建設(shè)和運行產(chǎn)生重要影響。國家大力推進新能源發(fā)展的政策，促使寧夏地區(qū)加快新能源發(fā)電項目的建設(shè)，新能源裝機占比不斷提高。新能源的大規(guī)模接入，對電網(wǎng)的運行管理和穩(wěn)定性提出了更高的要求，需要電網(wǎng)進行相應(yīng)的升級和改造，以適應(yīng)新能源的發(fā)展。環(huán)保政策的加強，對電網(wǎng)設(shè)備的環(huán)保性能提出了更高的要求，電網(wǎng)企業(yè)需要加大對環(huán)保設(shè)備的投入，改進設(shè)備的生產(chǎn)工藝，以滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。電力體制改革政策的實施，如電力市場的開放、電價政策的調(diào)整等，也會對電網(wǎng)的運營模式和經(jīng)濟效益產(chǎn)生影響，電網(wǎng)企業(yè)需要積極應(yīng)對政策變化，調(diào)整經(jīng)營策略，以適應(yīng)市場競爭的需要。為了構(gòu)建社會環(huán)境脆弱性指標(biāo)，考慮了外力破壞頻率和政策影響程度等因素。外力破壞頻率可通過統(tǒng)計一定時期內(nèi)電網(wǎng)遭受外力破壞的次數(shù)來衡量，外力破壞頻率越高，說明電網(wǎng)受到外力破壞的風(fēng)險越大，電網(wǎng)的脆弱性也就越高。政策影響程度可通過分析政策對電網(wǎng)的規(guī)劃、建設(shè)、運行和經(jīng)濟效益等方面的影響來評估。政策對電網(wǎng)的影響越大，電網(wǎng)的脆弱性也就越高。通過構(gòu)建這些社會環(huán)境脆弱性指標(biāo)，可以對社會環(huán)境因素對電網(wǎng)的影響進行量化評估，為電網(wǎng)的風(fēng)險管理和決策提供依據(jù)。在面對外力破壞風(fēng)險時，電網(wǎng)企業(yè)可以加強與政府部門的合作，加大對電力設(shè)施的保護力度，提高公眾的保護意識，減少外力破壞事件的發(fā)生。在應(yīng)對政策變化時，電網(wǎng)企業(yè)可以加強對政策的研究和分析，提前做好規(guī)劃和準(zhǔn)備，積極調(diào)整經(jīng)營策略，以降低政策變化對電網(wǎng)的不利影響。四、電網(wǎng)脆弱性評估方法選擇與應(yīng)用4.1基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的評估方法4.1.1復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建將寧夏電網(wǎng)抽象為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型，是深入研究其脆弱性的關(guān)鍵步驟。在構(gòu)建過程中，明確節(jié)點和邊的定義與屬性至關(guān)重要。將電網(wǎng)中的變電站、發(fā)電廠以及負(fù)荷中心等視為節(jié)點，這些節(jié)點在電網(wǎng)中具有不同的功能和作用。變電站作為電力轉(zhuǎn)換和分配的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，負(fù)責(zé)將不同電壓等級的電能進行轉(zhuǎn)換和傳輸；發(fā)電廠是電能的生產(chǎn)源頭，為電網(wǎng)提供電力支持；負(fù)荷中心則是電力的消耗集中區(qū)域，其用電需求的變化對電網(wǎng)的運行有著重要影響。節(jié)點的屬性包括節(jié)點的電壓等級、負(fù)荷大小、發(fā)電容量等，這些屬性反映了節(jié)點在電網(wǎng)中的重要程度和運行狀態(tài)。不同電壓等級的節(jié)點在電網(wǎng)中的地位不同，高電壓等級的節(jié)點通常承擔(dān)著大容量電力的傳輸任務(wù)，對電網(wǎng)的穩(wěn)定性影響較大；負(fù)荷大小直接關(guān)系到節(jié)點對電力的需求，負(fù)荷較大的節(jié)點在電網(wǎng)中的重要性相對較高；發(fā)電容量則決定了發(fā)電廠節(jié)點對電網(wǎng)的供電能力。將輸電線路視為邊，邊的屬性包括線路的長度、電抗、電阻、傳輸容量等。線路長度影響著電力傳輸?shù)膿p耗和延遲，較長的線路會增加電力傳輸?shù)膿p耗，降低輸電效率；電抗和電阻則影響著線路的電氣性能，對電力的傳輸質(zhì)量和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響；傳輸容量是衡量線路傳輸能力的重要指標(biāo)，決定了線路能夠傳輸?shù)淖畲蠊β省Ｍㄟ^這樣的定義，寧夏電網(wǎng)被抽象為一個由節(jié)點和邊組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型，為后續(xù)的脆弱性分析提供了基礎(chǔ)。在構(gòu)建復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型時，充分考慮寧夏電網(wǎng)的實際拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運行特點。寧夏電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出一定的復(fù)雜性，其電壓等級分布涵蓋了750千伏、330千伏、220千伏、110千伏及以下等多個等級，不同電壓等級的線路和節(jié)點相互連接，形成了一個龐大的網(wǎng)絡(luò)。電網(wǎng)的運行特點也具有獨特性，新能源裝機占比高，新能源的間歇性和波動性給電網(wǎng)的運行帶來了挑戰(zhàn)。在構(gòu)建模型時，需要準(zhǔn)確反映這些特點，確保模型的真實性和有效性。通過收集寧夏電網(wǎng)的詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和運行參數(shù)，運用專業(yè)的建模工具和算法，建立了能夠準(zhǔn)確反映寧夏電網(wǎng)實際情況的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型。利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，將電網(wǎng)的地理位置信息融入模型中，直觀地展示電網(wǎng)的布局和線路走向，為分析電網(wǎng)的脆弱性提供了更全面的視角。4.1.2脆弱性分析算法應(yīng)用運用K-核分解、PageRank等算法，能夠深入分析電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)脆弱性。K-核分解算法是一種用于分析復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要方法，其核心原理是通過不斷刪除網(wǎng)絡(luò)中度數(shù)小于k的節(jié)點，將網(wǎng)絡(luò)分解為一系列具有不同k值的子圖，這些子圖被稱為k-核。在電網(wǎng)中，k-核分解可以幫助識別出電網(wǎng)中的核心節(jié)點和關(guān)鍵區(qū)域。核心節(jié)點通常位于k值較大的k-核中，這些節(jié)點在電網(wǎng)中具有較高的連接度和重要性，它們之間的連接緊密，形成了電網(wǎng)的骨干結(jié)構(gòu)。當(dāng)這些核心節(jié)點發(fā)生故障時，可能會對電網(wǎng)的連通性和穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響，導(dǎo)致大面積停電事故的發(fā)生。在寧夏電網(wǎng)中，通過K-核分解算法分析發(fā)現(xiàn)，某些樞紐變電站和關(guān)鍵輸電線路所在的節(jié)點位于高k-核中，這些節(jié)點是電網(wǎng)的核心部分，對電網(wǎng)的正常運行起著至關(guān)重要的作用。一旦這些節(jié)點出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致與其相連的多條線路停電，影響電力的傳輸和分配，進而引發(fā)連鎖反應(yīng)，使電網(wǎng)的穩(wěn)定性受到嚴(yán)重威脅。PageRank算法最初是用于網(wǎng)頁排名的算法，其基本思想是通過計算網(wǎng)頁之間的鏈接關(guān)系，評估網(wǎng)頁的重要性。將PageRank算法應(yīng)用于電網(wǎng)脆弱性分析時，通過考慮節(jié)點之間的電氣連接關(guān)系和潮流分布情況，來評估節(jié)點的重要性。在電網(wǎng)中，節(jié)點的重要性不僅取決于其連接度，還與該節(jié)點在電力傳輸中的作用密切相關(guān)。如果一個節(jié)點連接著多條輸電線路，并且這些線路上的潮流較大，那么該節(jié)點在電網(wǎng)中的重要性就相對較高。PageRank算法能夠綜合考慮這些因素，通過迭代計算，得到每個節(jié)點的PageRank值，該值反映了節(jié)點在電網(wǎng)中的重要程度。在寧夏電網(wǎng)的分析中，通過PageRank算法計算得到，一些位于負(fù)荷中心附近的變電站節(jié)點以及承擔(dān)重要輸電任務(wù)的線路節(jié)點具有較高的PageRank值，這些節(jié)點在電網(wǎng)的電力傳輸和分配中起著關(guān)鍵作用，是電網(wǎng)的脆弱點。一旦這些節(jié)點出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致負(fù)荷中心的電力供應(yīng)中斷，影響社會經(jīng)濟的正常運行。通過K-核分解和PageRank算法的應(yīng)用，能夠準(zhǔn)確識別出寧夏電網(wǎng)中的關(guān)鍵節(jié)點和脆弱線路，為制定針對性的防護措施和優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)提供了重要依據(jù)。對于關(guān)鍵節(jié)點，可以加強設(shè)備的維護和升級，提高其可靠性和抗干擾能力；對于脆弱線路，可以采取加固措施，增加線路的傳輸容量，提高其穩(wěn)定性。還可以通過優(yōu)化電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，合理調(diào)整節(jié)點和線路的布局，降低電網(wǎng)的脆弱性，提高電網(wǎng)的整體安全性和可靠性。4.2基于風(fēng)險理論的評估方法4.2.1風(fēng)險評估模型建立在電網(wǎng)運行過程中，故障的發(fā)生具有不確定性，而故障一旦發(fā)生，可能會對電網(wǎng)的正常運行造成嚴(yán)重影響。為了全面評估電網(wǎng)運行的脆弱性，構(gòu)建考慮故障概率、故障后果的風(fēng)險評估模型具有重要意義。故障概率是指電網(wǎng)元件發(fā)生故障的可能性大小，它受到多種因素的影響，如設(shè)備的老化程度、運行環(huán)境、維護水平等。設(shè)備老化會導(dǎo)致其性能下降，增加故障發(fā)生的概率；惡劣的運行環(huán)境，如高溫、高濕度、強電磁干擾等，也會對設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響，提高故障概率。維護水平的高低直接關(guān)系到設(shè)備的健康狀態(tài)，定期的維護和檢修可以及時發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備潛在的問題，降低故障概率。故障后果則是指故障發(fā)生后對電網(wǎng)造成的影響程度，包括停電范圍、停電時間、經(jīng)濟損失等。大面積停電會導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)停滯、商業(yè)活動中斷，給社會經(jīng)濟帶來巨大損失；停電時間越長，對用戶的影響就越大，可能會影響居民的正常生活，引發(fā)社會不穩(wěn)定因素。風(fēng)險評估模型的核心公式為：R=P\timesC，其中R表示風(fēng)險值，P表示故障概率，C表示故障后果。該公式表明，風(fēng)險值是故障概率與故障后果的乘積，即故障概率越高，故障后果越嚴(yán)重，電網(wǎng)的風(fēng)險就越大，脆弱性也就越高。在寧夏電網(wǎng)中，對于一些關(guān)鍵的輸電線路，其故障概率雖然相對較低，但由于其承擔(dān)著重要的輸電任務(wù)，一旦發(fā)生故障，可能會導(dǎo)致大面積停電，故障后果十分嚴(yán)重，因此其風(fēng)險值較高，是電網(wǎng)的脆弱點。對于一些老舊的變電站設(shè)備，由于設(shè)備老化，故障概率相對較高，雖然每次故障可能影響的范圍較小，但由于故障發(fā)生頻繁，其累計的風(fēng)險值也不容忽視。在確定故障概率和故障后果時，采用了多種方法。對于故障概率，通過收集寧夏電網(wǎng)設(shè)備的歷史故障數(shù)據(jù)，運用統(tǒng)計學(xué)方法進行分析，得到不同設(shè)備類型的故障概率分布。結(jié)合設(shè)備的運行年限、維護記錄等信息，對故障概率進行修正，以提高其準(zhǔn)確性。對于故障后果，考慮停電區(qū)域的負(fù)荷大小、重要用戶的分布等因素，評估停電造成的經(jīng)濟損失和社會影響。采用負(fù)荷損失法，計算停電導(dǎo)致的負(fù)荷損失量，再根據(jù)負(fù)荷損失的價值，估算經(jīng)濟損失?？紤]停電對醫(yī)院、交通樞紐等重要用戶的影響，評估其社會影響程度。通過綜合考慮這些因素，能夠更準(zhǔn)確地確定故障后果，從而提高風(fēng)險評估模型的可靠性。4.2.2風(fēng)險指標(biāo)計算與分析為了深入了解電網(wǎng)的脆弱性，需要計算一系列風(fēng)險指標(biāo)，并對不同風(fēng)險因素對電網(wǎng)脆弱性的影響程度進行分析。常見的風(fēng)險指標(biāo)包括系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)（SAIFI）、系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間指標(biāo)（SAIDI）、電量不足期望值（EENS）等。系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)（SAIFI）是指系統(tǒng)中每個用戶在一年中平均停電的次數(shù)，它反映了電網(wǎng)停電的頻繁程度。計算公式為：SAIFI=\frac{\sum_{i=1}^{n}N_{i}}{N_{total}}，其中N_{i}表示第i次停電事件影響的用戶數(shù)，N_{total}表示系統(tǒng)中的總用戶數(shù)。在寧夏電網(wǎng)中，如果某一區(qū)域的SAIFI值較高，說明該區(qū)域用戶停電的頻率較高，電網(wǎng)在該區(qū)域的穩(wěn)定性較差，存在較大的脆弱性。系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間指標(biāo)（SAIDI）是指系統(tǒng)中每個用戶在一年中平均停電的持續(xù)時間，它反映了停電對用戶造成的影響程度。計算公式為：SAIDI=\frac{\sum_{i=1}^{n}N_{i}\timest_{i}}{N_{total}}，其中t_{i}表示第i次停電事件的停電持續(xù)時間。SAIDI值越大，說明用戶停電的時間越長，對用戶的生產(chǎn)和生活造成的影響就越大，電網(wǎng)的脆弱性也就越高。在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，由于電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施相對薄弱，一旦發(fā)生故障，搶修難度較大，導(dǎo)致停電持續(xù)時間較長，SAIDI值較高，電網(wǎng)的脆弱性較為突出。電量不足期望值（EENS）是指系統(tǒng)在一定時間內(nèi)電量不足的期望值，它反映了電網(wǎng)供電能力的不足程度。計算公式為：EENS=\sum_{i=1}^{n}P_{i}\timesL_{i}，其中P_{i}表示第i種故障狀態(tài)發(fā)生的概率，L_{i}表示第i種故障狀態(tài)下的電量損失。EENS值越大，說明電網(wǎng)在運行過程中出現(xiàn)電量不足的可能性越大，供電可靠性越低，電網(wǎng)的脆弱性也就越高。在夏季用電高峰時期，由于負(fù)荷增長較快，如果電網(wǎng)的發(fā)電能力和輸電能力不足，可能會導(dǎo)致EENS值增大，電網(wǎng)的脆弱性增加。通過對這些風(fēng)險指標(biāo)的計算，可以全面了解電網(wǎng)的運行狀況和脆弱性程度。對不同風(fēng)險因素對電網(wǎng)脆弱性的影響程度進行分析，有助于找出影響電網(wǎng)脆弱性的關(guān)鍵因素，為制定針對性的措施提供依據(jù)。通過分析發(fā)現(xiàn)，設(shè)備老化是導(dǎo)致電網(wǎng)故障概率增加的主要因素之一，而負(fù)荷增長過快則是導(dǎo)致故障后果加重的重要原因。在制定電網(wǎng)改造計劃時，應(yīng)優(yōu)先考慮對老化設(shè)備的更新和升級，提高設(shè)備的可靠性；在電網(wǎng)規(guī)劃中，應(yīng)充分考慮負(fù)荷增長的需求，合理增加發(fā)電和輸電能力，以降低電網(wǎng)的脆弱性。4.3多指標(biāo)綜合評估方法4.3.1指標(biāo)權(quán)重確定在電網(wǎng)脆弱性評估中，準(zhǔn)確確定各指標(biāo)的權(quán)重是構(gòu)建科學(xué)評估體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接影響評估結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。本研究綜合運用層次分析法（AHP）和熵權(quán)法來確定指標(biāo)權(quán)重，充分發(fā)揮兩種方法的優(yōu)勢，以提高權(quán)重確定的科學(xué)性和合理性。層次分析法（AHP）是一種將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)上進行定性和定量分析的決策方法。在確定電網(wǎng)脆弱性評估指標(biāo)權(quán)重時，運用AHP法，首先構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型。將電網(wǎng)脆弱性評估作為目標(biāo)層，將結(jié)構(gòu)脆弱性、運行脆弱性和環(huán)境脆弱性作為準(zhǔn)則層，每個準(zhǔn)則層下又包含多個具體的指標(biāo)，如結(jié)構(gòu)脆弱性準(zhǔn)則層下包含度中心性、介數(shù)中心性、線路電抗、變壓器容量等指標(biāo)，這些具體指標(biāo)構(gòu)成了指標(biāo)層。通過專家問卷調(diào)查的方式，邀請電力系統(tǒng)領(lǐng)域的專家對各層次指標(biāo)之間的相對重要性進行判斷，采用1-9標(biāo)度法構(gòu)造判斷矩陣。若專家認(rèn)為結(jié)構(gòu)脆弱性相對于運行脆弱性稍微重要，則在判斷矩陣中對應(yīng)的元素賦值為3。對判斷矩陣進行一致性檢驗，若一致性檢驗通過，則計算各指標(biāo)的相對權(quán)重。通過計算判斷矩陣的最大特征值和特征向量，得到各指標(biāo)的權(quán)重向量，經(jīng)過歸一化處理后，得到各指標(biāo)的相對權(quán)重。熵權(quán)法是一種根據(jù)指標(biāo)數(shù)據(jù)所提供的信息量來確定權(quán)重的客觀賦權(quán)法。在熵權(quán)法中，熵是對不確定性的一種度量，指標(biāo)數(shù)據(jù)的離散程度越大，其熵值越小，所提供的信息量越大，該指標(biāo)的權(quán)重也就越大。對于電網(wǎng)脆弱性評估指標(biāo)，收集大量的實際運行數(shù)據(jù)，如各輸電線路的潮流數(shù)據(jù)、節(jié)點電壓數(shù)據(jù)、設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)等。根據(jù)熵權(quán)法的原理，計算每個指標(biāo)的熵值和熵權(quán)。首先計算第j個指標(biāo)下第i個樣本的比重p_{ij}，公式為p_{ij}=\frac{x_{ij}}{\sum_{i=1}^{n}x_{ij}}，其中x_{ij}為第i個樣本在第j個指標(biāo)上的取值，n為樣本數(shù)量。然后計算第j個指標(biāo)的熵值e_{j}，公式為e_{j}=-k\sum_{i=1}^{n}p_{ij}\lnp_{ij}，其中k=\frac{1}{\lnn}。計算第j個指標(biāo)的熵權(quán)w_{j}，公式為w_{j}=\frac{1-e_{j}}{\sum_{j=1}^{m}(1-e_{j})}，其中m為指標(biāo)數(shù)量。將層次分析法和熵權(quán)法得到的權(quán)重進行組合，得到綜合權(quán)重。采用乘法合成法，將AHP法得到的主觀權(quán)重w_{1j}和熵權(quán)法得到的客觀權(quán)重w_{2j}進行組合，得到綜合權(quán)重w_{j}，公式為w_{j}=\frac{w_{1j}\timesw_{2j}}{\sum_{j=1}^{m}(w_{1j}\timesw_{2j})}。通過這種方式，既充分考慮了專家的經(jīng)驗和判斷，又利用了實際數(shù)據(jù)所提供的信息，使權(quán)重的確定更加科學(xué)合理，能夠更準(zhǔn)確地反映各指標(biāo)在電網(wǎng)脆弱性評估中的重要程度。4.3.2綜合評估模型構(gòu)建在確定了各脆弱性指標(biāo)的權(quán)重后，構(gòu)建綜合評估模型對寧夏電網(wǎng)的整體脆弱性進行量化評估。采用模糊綜合評價法，該方法能夠有效地處理多因素、模糊性和不確定性問題，適用于電網(wǎng)脆弱性這種復(fù)雜系統(tǒng)的評估。首先，確定評價等級。將寧夏電網(wǎng)的脆弱性劃分為五個等級，分別為“低”“較低”“中等”“較高”“高”，每個等級對應(yīng)一個具體的數(shù)值范圍。“低”等級對應(yīng)的范圍為[0,0.2)，“較低”等級對應(yīng)的范圍為[0.2,0.4)，“中等”等級對應(yīng)的范圍為[0.4,0.6)，“較高”等級對應(yīng)的范圍為[0.6,0.8)，“高”等級對應(yīng)的范圍為[0.8,1]。構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣。根據(jù)各指標(biāo)的實際數(shù)據(jù)和評價標(biāo)準(zhǔn)，確定每個指標(biāo)對不同評價等級的隸屬度。對于節(jié)點電壓指標(biāo)，當(dāng)節(jié)點電壓在正常范圍內(nèi)時，其對“低”脆弱性等級的隸屬度較高；當(dāng)節(jié)點電壓偏離正常范圍較大時，其對“高”脆弱性等級的隸屬度較高。通過專家經(jīng)驗、數(shù)據(jù)分析或隸屬度函數(shù)等方法，確定各指標(biāo)對不同評價等級的隸屬度，從而構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣R。若有m個指標(biāo)和n個評價等級，則模糊關(guān)系矩陣R為一個m\timesn的矩陣，其中r_{ij}表示第i個指標(biāo)對第j個評價等級的隸屬度。計算綜合評價結(jié)果。將指標(biāo)權(quán)重向量W與模糊關(guān)系矩陣R進行模糊合成運算，得到綜合評價向量B，公式為B=W\cdotR。綜合評價向量B中的元素b_{j}表示寧夏電網(wǎng)對第j個評價等級的隸屬度。根據(jù)最大隸屬度原則，確定寧夏電網(wǎng)的脆弱性等級。若b_{k}=\max\{b_{1},b_{2},\cdots,b_{n}\}，則寧夏電網(wǎng)的脆弱性等級為第k個評價等級。通過構(gòu)建綜合評估模型，能夠全面、準(zhǔn)確地評估寧夏電網(wǎng)的整體脆弱性，為電網(wǎng)的運行管理和決策提供科學(xué)依據(jù)。在實際應(yīng)用中，根據(jù)評估結(jié)果，可以有針對性地采取措施，降低電網(wǎng)的脆弱性，提高電網(wǎng)的安全性和可靠性。對于評估結(jié)果為“較高”或“高”脆弱性等級的區(qū)域，加強電網(wǎng)設(shè)備的維護和升級，優(yōu)化電網(wǎng)的運行方式，提高電網(wǎng)的抗干擾能力和恢復(fù)能力。五、寧夏地區(qū)電網(wǎng)脆弱性案例分析5.1石嘴山電網(wǎng)外力破壞案例5.1.1事故經(jīng)過與影響2023年8月15日上午10時許，在石嘴山市大武口區(qū)的一處施工場地，由于施工單位在進行道路拓寬工程時，未對地下電纜走向進行詳細(xì)勘察，施工過程中大型挖掘機不慎挖斷了一條110千伏的重要輸電電纜。事故發(fā)生后，該條電纜所連接的多個變電站出現(xiàn)供電中斷，導(dǎo)致大武口區(qū)部分區(qū)域大面積停電，涉及工業(yè)用戶50余家、商業(yè)用戶100余家以及居民用戶約3000戶。停電范圍涵蓋了多個工業(yè)園區(qū)、商業(yè)中心和居民區(qū)，對當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)生活造成了嚴(yán)重影響。在工業(yè)領(lǐng)域，停電導(dǎo)致多家工廠的生產(chǎn)線被迫中斷。一家大型鋼鐵企業(yè)，其生產(chǎn)過程中涉及高溫熔煉、軋鋼等連續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)，突然停電使得正在進行的生產(chǎn)任務(wù)無法完成，不僅造成了大量原材料的浪費，還可能對生產(chǎn)設(shè)備造成損壞。據(jù)該企業(yè)初步估算，此次停電導(dǎo)致的直接經(jīng)濟損失達到500萬元，包括原材料損失、設(shè)備維修費用以及因延誤交貨產(chǎn)生的違約金等。由于停電導(dǎo)致生產(chǎn)停滯，企業(yè)不得不臨時調(diào)整生產(chǎn)計劃，安排員工放假或進行設(shè)備檢修，這也對企業(yè)的正常運營和員工的收入產(chǎn)生了影響。商業(yè)中心的停電使得商場、超市等無法正常營業(yè)，顧客紛紛離開，商業(yè)活動陷入停滯。一家大型購物中心，當(dāng)天正值周末，原本是顧客購物的高峰期，停電導(dǎo)致商場內(nèi)照明、電梯、空調(diào)等設(shè)備全部停止運行，顧客在黑暗中無法正常購物，商場不得不緊急疏散顧客，關(guān)閉營業(yè)場所。據(jù)商場統(tǒng)計，當(dāng)天的營業(yè)額損失達到30萬元左右，同時還可能因顧客流失對商場的聲譽和未來經(jīng)營產(chǎn)生不利影響。居民區(qū)停電給居民的生活帶來極大不便，正值夏季高溫時期，居民家中的空調(diào)、電扇等制冷設(shè)備無法使用，居民生活舒適度受到嚴(yán)重影響。一些居民家中的電器設(shè)備因突然停電可能受到損壞，如冰箱、電腦等。停電還導(dǎo)致一些高層居民樓的電梯停運，居民上下樓困難，給居民的出行帶來極大不便。一些居民不得不前往附近的公共場所避暑，增加了社會的不穩(wěn)定因素。此次事故不僅對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟和居民生活造成了直接影響，還對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生了潛在威脅。由于部分區(qū)域停電，電網(wǎng)的負(fù)荷分布發(fā)生突然變化，可能導(dǎo)致其他線路和設(shè)備過載，增加了電網(wǎng)發(fā)生連鎖故障的風(fēng)險。如果不能及時恢復(fù)供電，可能會引發(fā)更大范圍的停電事故，對整個石嘴山電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行造成嚴(yán)重挑戰(zhàn)。5.1.2脆弱性分析與評估運用前文所闡述的評估方法，對此次事故中暴露出的電網(wǎng)脆弱性進行深入剖析。從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)角度來看，該110千伏輸電電纜在電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中具有較高的介數(shù)中心性，是電力傳輸?shù)年P(guān)鍵通道之一。其一旦發(fā)生故障，就如同人體的主動脈被切斷，導(dǎo)致電力傳輸?shù)闹袛?，使得多個變電站失去電源供應(yīng)，進而引發(fā)大面積停電。這充分表明石嘴山電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)上存在薄弱環(huán)節(jié)，對關(guān)鍵輸電線路的依賴程度較高，缺乏足夠的冗余和備用路徑，在面對外力破壞等突發(fā)情況時，電網(wǎng)的自愈能力和抗干擾能力較弱。當(dāng)某條關(guān)鍵線路出現(xiàn)故障時，無法迅速通過其他線路進行電力傳輸?shù)恼{(diào)整和補充，容易導(dǎo)致電網(wǎng)的局部癱瘓。在電網(wǎng)運行方面，事故發(fā)生時正值用電高峰時期，電網(wǎng)負(fù)荷處于較高水平。由于該輸電電纜的突然中斷，電網(wǎng)的潮流分布瞬間發(fā)生改變，部分線路的潮流急劇增加，出現(xiàn)過載現(xiàn)象。這反映出石嘴山電網(wǎng)在運行過程中，對線路故障的承受能力和應(yīng)對能力不足，未能提前做好負(fù)荷轉(zhuǎn)移和調(diào)整的預(yù)案。在電網(wǎng)運行管理中，對線路的實時監(jiān)測和預(yù)警機制存在漏洞，未能及時發(fā)現(xiàn)施工對電纜的潛在威脅，也未能在事故發(fā)生后迅速采取有效的措施來恢復(fù)電網(wǎng)的正常運行。從環(huán)境因素角度分析，此次事故屬于典型的外力破壞導(dǎo)致的電網(wǎng)故障。施工單位在施工前未對地下電纜進行詳細(xì)勘察，施工過程中缺乏對電力設(shè)施的保護意識，是造成事故的直接原因。這表明石嘴山電網(wǎng)在應(yīng)對社會環(huán)境因素方面存在不足，對施工等外力破壞的防范措施不到位。在電力設(shè)施保護宣傳方面，力度不夠，未能使施工單位和社會公眾充分認(rèn)識到保護電力設(shè)施的重要性。在與施工單位的溝通協(xié)調(diào)方面，缺乏有效的機制，未能及時獲取施工信息并提前做好電力設(shè)施的保護工作。綜合運用基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論和風(fēng)險理論的評估方法，對石嘴山電網(wǎng)此次事故的脆弱性進行量化評估。通過復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論分析，計算出該輸電電纜所在節(jié)點的度中心性、介數(shù)中心性等指標(biāo)，明確其在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的重要性和脆弱性程度。運用風(fēng)險理論，評估此次事故的故障概率和故障后果，計算出風(fēng)險值?？紤]到該區(qū)域施工活動頻繁，類似外力破壞事件發(fā)生的概率較高，且一旦發(fā)生事故，可能導(dǎo)致大面積停電，故障后果嚴(yán)重，因此此次事故的風(fēng)險值較高，石嘴山電網(wǎng)在該方面存在較大的脆弱性。5.2寧夏電網(wǎng)覆冰積雪閃絡(luò)事故案例5.2.1事故原因與過程2012年1月19日，寧夏電網(wǎng)發(fā)生了一起嚴(yán)重的覆冰積雪閃絡(luò)事故。此次事故主要發(fā)生在關(guān)帝220kV變電站，2號主變35kV側(cè)母線橋支柱絕緣子由于積雪融化，引發(fā)冰串貫通，最終造成A、B、C三相接地短路，致使2號主變跳閘。此次事故的直接起因是積雪融化，而積雪融化的背后有著復(fù)雜的氣象因素。當(dāng)時，寧夏地區(qū)出現(xiàn)了氣溫的劇烈波動，前期的低溫使得輸電線路和變電站設(shè)備表面積累了大量的積雪和冰層，隨后氣溫的突然回升導(dǎo)致積雪迅速融化。在融化過程中，雪水沿著絕緣子表面流淌，形成冰串，最終造成三相接地短路，引發(fā)跳閘事故。2012年4月11日，徐家莊330kV變電站也發(fā)生了類似的覆冰積雪閃絡(luò)事故，30531蓮徐I線、30532蓮徐II線、30623川徐I線先后跳閘。從12時29分開始，30532蓮徐II線B相率先發(fā)生單相接地故障，開關(guān)跳閘后重合成功；12時45分，徐川I線C相發(fā)生單相接地故障，開關(guān)跳閘重合成功；12時47分，30532蓮徐II線A相再次發(fā)生單相接地故障，開關(guān)跳閘重合成功；13時04分，30531蓮徐I線B相發(fā)生單相接地故障，開關(guān)跳閘重合成功；13時10分，30531蓮徐I線A相發(fā)生單相接地故障，開關(guān)跳閘重合成功。雖然此次跳閘未造成負(fù)荷損失，但頻繁的跳閘嚴(yán)重威脅到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。這起事故的成因與關(guān)帝變電站事故相似，都是由于覆冰積雪融化導(dǎo)致絕緣子閃絡(luò)。在事故發(fā)生前，該地區(qū)經(jīng)歷了一段持續(xù)的低溫降雪天氣，輸電線路和變電站設(shè)備上積累了大量的冰雪。隨著氣溫的回升，冰雪開始融化，融化的雪水在絕緣子表面形成導(dǎo)電通道，引發(fā)閃絡(luò)故障。這兩起事故雖然最終未造成大面積停電和負(fù)荷損失，但潛在的風(fēng)險不容忽視。如果事故進一步發(fā)展，可能導(dǎo)致更多線路跳閘，引發(fā)連鎖反應(yīng)，造成大面積停電事故。大面積停電將對寧夏地區(qū)的工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)活動和居民生活造成嚴(yán)重影響。工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)將被迫中斷，可能導(dǎo)致設(shè)備損壞、產(chǎn)品報廢，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失；商業(yè)活動的停滯將影響市場的正常運轉(zhuǎn)，減少商家的收入；居民生活也將陷入困境，影響居民的日常生活質(zhì)量，甚至可能引發(fā)社會不穩(wěn)定因素。5.2.2脆弱性評估與應(yīng)對措施運用前文構(gòu)建的評估方法，對此次事故中電網(wǎng)的脆弱性進行深入剖析。從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)角度來看，在此次覆冰積雪閃絡(luò)事故中，涉及的變電站和輸電線路在電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中具有較高的介數(shù)中心性，是電力傳輸?shù)年P(guān)鍵節(jié)點和通道。一旦這些關(guān)鍵節(jié)點和線路出現(xiàn)故障，就會像多米諾骨牌一樣，引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致電力傳輸中斷，影響整個電網(wǎng)的穩(wěn)定性。這表明寧夏電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)上存在薄弱環(huán)節(jié)，對關(guān)鍵設(shè)備和線路的依賴程度較高，缺乏足夠的冗余和備用路徑，在面對自然災(zāi)害等突發(fā)情況時，電網(wǎng)的自愈能力和抗干擾能力較弱。當(dāng)某條關(guān)鍵線路因覆冰積雪閃絡(luò)而跳閘時，無法迅速通過其他線路進行電力傳輸?shù)恼{(diào)整和補充，容易導(dǎo)致電網(wǎng)的局部癱瘓。在電網(wǎng)運行方面，事故發(fā)生時，由于多條線路同時出現(xiàn)故障，電網(wǎng)的潮流分布瞬間發(fā)生劇烈變化，部分線路的潮流急劇增加，出現(xiàn)過載現(xiàn)象。這反映出寧夏電網(wǎng)在運行過程中，對線路故障的承受能力和應(yīng)對能力不足，未能提前做好負(fù)荷轉(zhuǎn)移和調(diào)整的預(yù)案。在電網(wǎng)運行管理中，對輸電線路和變電站設(shè)備的實時監(jiān)測和預(yù)警機制存在漏洞，未能及時發(fā)現(xiàn)覆冰積雪對設(shè)備的潛在威脅，也未能在事故發(fā)生后迅速采取有效的措施來恢復(fù)電網(wǎng)的正常運行。對氣象信息的監(jiān)測和分析不夠及時準(zhǔn)確，未能提前預(yù)測到氣溫變化和降雪天氣對電網(wǎng)的影響，從而無法提前做好防范措施。針對這些問題，提出以下防范措施和改進建議：在電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)方面，加強電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，增加關(guān)鍵線路和設(shè)備的冗余度，提高電網(wǎng)的抗干擾能力和自愈能力。通過建設(shè)更多的備用線路和聯(lián)絡(luò)線，當(dāng)某條線路出現(xiàn)故障時，能夠迅速切換到備用線路，保障電力的正常傳輸。提高輸電線路和變電站設(shè)備的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，增強其抗覆冰積雪能力。在設(shè)計階段，充分考慮寧夏地區(qū)的氣候特點和自然災(zāi)害風(fēng)險，采用更先進的材料和技術(shù)，提高設(shè)備的絕緣性能和機械強度，減少覆冰積雪對設(shè)備的影響。在運行維護方面，加強對輸電線路和變電站設(shè)備的巡檢力度，建立健全實時監(jiān)測和預(yù)警機制。利用先進的監(jiān)測技術(shù)，如在線監(jiān)測系統(tǒng)、無人機巡檢等，實時掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)覆冰積雪等異常情況。一旦發(fā)現(xiàn)問題，立即采取措施進行處理，如除冰、加固等，避免事故的發(fā)生。加強與氣象部門的合作，建立氣象信息共享機制，及時獲取準(zhǔn)確的氣象預(yù)報信息。根據(jù)氣象變化，提前做好應(yīng)對措施，如在降雪前對設(shè)備進行除雪、除冰處理，加強設(shè)備的保溫措施等。在應(yīng)急管理方面，制定完善的應(yīng)急預(yù)案，提高應(yīng)對覆冰積雪閃絡(luò)事故的能力。應(yīng)急預(yù)案應(yīng)包括事故的應(yīng)急響應(yīng)流程、人員分工、物資調(diào)配等內(nèi)容，確保在事故發(fā)生時能夠迅速、有效地進行應(yīng)對。定期組織應(yīng)急演練，提高應(yīng)急隊伍的實戰(zhàn)能力和協(xié)同配合能力。通過演練，檢驗應(yīng)急預(yù)案的可行性和有效性，發(fā)現(xiàn)問題及時進行改進。加強與其他部門的協(xié)調(diào)配合，建立應(yīng)急聯(lián)動機制。在事故發(fā)生時，能夠迅速組織各方力量，共同開展搶險救援工作，盡快恢復(fù)電網(wǎng)的正常運行。六、提升寧夏地區(qū)電網(wǎng)韌性的策略與建議6.1電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略6.1.1網(wǎng)架布局調(diào)整為提升寧夏電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)韌性，需對網(wǎng)架布局進行優(yōu)化調(diào)整。應(yīng)加強各區(qū)域電網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)，提高電網(wǎng)的互聯(lián)互通水平。通過建設(shè)更多的聯(lián)絡(luò)線，將石嘴山、銀川、銀南、固原、中衛(wèi)等5個行政區(qū)域電網(wǎng)更加緊密地連接起來，形成更加堅強的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。這樣，當(dāng)某個區(qū)域電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，其他區(qū)域電網(wǎng)能夠迅速提供支援，增強電網(wǎng)的抗干擾能力和自愈能力，有效降低因局部故障導(dǎo)致大面積停電的風(fēng)險。在建設(shè)聯(lián)絡(luò)線時，應(yīng)充分考慮線路的傳輸容量和可靠性，采用先進的輸電技術(shù)和設(shè)備，確保聯(lián)絡(luò)線能夠滿足電網(wǎng)運行的需求。在負(fù)荷中心附近，應(yīng)合理增加變電站的布點，縮短供電半徑，提高供電可靠性。隨著寧夏地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，負(fù)荷中心的電力需求不斷增長，現(xiàn)有的變電站布點可能無法滿足負(fù)荷增長的需求。在銀川市等負(fù)荷中心區(qū)域，根據(jù)負(fù)荷分布情況，科學(xué)規(guī)劃新建變電站的位置和容量，確保變電站能夠覆蓋到周邊的負(fù)荷區(qū)域，減少電力傳輸過程中的損耗，提高供電質(zhì)量。在規(guī)劃新建變電站時，還應(yīng)考慮與周邊電網(wǎng)的銜接，確保變電站能夠順利接入電網(wǎng)，實現(xiàn)電力的合理分配和傳輸。優(yōu)化電網(wǎng)的分層分區(qū)結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)的運行靈活性和可靠性。根據(jù)寧夏電網(wǎng)的電壓等級分布和負(fù)荷特性，合理劃分電網(wǎng)的層次和區(qū)域，明確各層次和區(qū)域電網(wǎng)的功能和職責(zé)。在750千伏骨干網(wǎng)架下，合理規(guī)劃330千伏和220千伏電網(wǎng)的布局，使其能夠更好地承接骨干網(wǎng)架的電力傳輸任務(wù)，并將電力合理分配到110千伏及以下電網(wǎng)。通過優(yōu)化分層分區(qū)結(jié)構(gòu)，能夠減少電網(wǎng)運行中的冗余環(huán)節(jié)，提高電網(wǎng)的運行效率和可靠性，降低電網(wǎng)的脆弱性。在優(yōu)化分層分區(qū)結(jié)構(gòu)時，還應(yīng)考慮到電網(wǎng)未來的發(fā)展需求，預(yù)留一定的發(fā)展空間，以便在負(fù)荷增長或電網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整時，能夠及時進行調(diào)整和優(yōu)化。6.1.2關(guān)鍵線路與節(jié)點加固在寧夏電網(wǎng)中，準(zhǔn)確識別關(guān)鍵線路和節(jié)點至關(guān)重要。通過運用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論和相關(guān)分析算法，如介數(shù)中心性和度中心性分析等，可以確定對電網(wǎng)運行至關(guān)重要的線路和節(jié)點。一些連接重要電源點和負(fù)荷中心的輸電線路，以及樞紐變電站等，這些線路和節(jié)點在電網(wǎng)中承擔(dān)著重要的電力傳輸和分配任務(wù)，一旦出現(xiàn)故障，將對電網(wǎng)的正常運行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在石嘴山電網(wǎng)中，連接石嘴山電廠和市區(qū)負(fù)荷中心的輸電線路，以及市區(qū)的樞紐變電站，都是關(guān)鍵線路和節(jié)點。這些線路和節(jié)點的安全穩(wěn)定運行，直接關(guān)系到石嘴山市區(qū)的電力供應(yīng)。對于識別出的關(guān)鍵線路和節(jié)點，應(yīng)采取一系列加固措施。在關(guān)鍵線路方面，應(yīng)提高線路的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，采用更高強度的導(dǎo)線和桿塔，增強線路的抗自然災(zāi)害能力。對于易受大風(fēng)、覆冰等自然災(zāi)害影響的線路，應(yīng)增加桿塔的強度和穩(wěn)定性，采用防風(fēng)、防覆冰的導(dǎo)線和絕緣子，提高線路的可靠性。在寧夏地區(qū)，一些位于山區(qū)或風(fēng)口的輸電線路，容易受到大風(fēng)的影響，通過增加桿塔的強度和穩(wěn)定性，采用防風(fēng)導(dǎo)線和絕緣子，可以有效降低線路因大風(fēng)而發(fā)生故障的風(fēng)險。還可以采用冗余設(shè)計，增加備用線路，當(dāng)主線路出現(xiàn)故障時，備用線路能夠迅速投入運行，保障電力的正常傳輸。在關(guān)鍵節(jié)點方面，應(yīng)加強變電站的設(shè)備維護和升級，提高設(shè)備的可靠性和抗干擾能力。定期對變電站的設(shè)備進行巡檢和維護，及時更換老化、損壞的設(shè)備，采用先進的設(shè)備監(jiān)測技術(shù)，實時掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。對于樞紐變電站，應(yīng)配置備用電源和應(yīng)急發(fā)電設(shè)備，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致變電站停電時，備用電源和應(yīng)急發(fā)電設(shè)備能夠迅速啟動，保障變電站的正常運行。六、提升寧夏地區(qū)電網(wǎng)韌性的策略與建議6.2運行管理改進措施6.2.1負(fù)荷調(diào)控與平衡負(fù)荷調(diào)控策略對于實現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷的平衡、降低運行脆弱性具有重要意義。在寧夏電網(wǎng)中，可實施峰谷電價政策，利用價格杠桿引導(dǎo)用戶合理調(diào)整用電行為。在高峰時段，適當(dāng)提高電價，增加用戶的用電成本，從而促使高耗能企業(yè)等可調(diào)節(jié)負(fù)荷用戶減少用電，將部分生產(chǎn)活動轉(zhuǎn)移到低谷時段進行。一些工業(yè)企業(yè)可以通過調(diào)整生產(chǎn)班次，在低谷時段安排更多的生產(chǎn)任務(wù)，利用低谷電價降低生產(chǎn)成本。對于居民用戶，也可以通