電力系統(tǒng)安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評估方法電力系統(tǒng)作為能源供應(yīng)的核心樞紐，其安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到國計(jì)民生與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著新能源大規(guī)模并網(wǎng)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜、電力負(fù)荷特性多元化，系統(tǒng)面臨的故障風(fēng)險(xiǎn)、自然災(zāi)害沖擊、人為操作偏差等挑戰(zhàn)持續(xù)升級。科學(xué)開展風(fēng)險(xiǎn)評估，精準(zhǔn)識別潛在隱患、量化風(fēng)險(xiǎn)等級并制定防控策略，成為保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行特性，系統(tǒng)梳理風(fēng)險(xiǎn)評估的核心要素與實(shí)用方法，為工程實(shí)踐提供理論參考與技術(shù)指引。一、電力系統(tǒng)安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的核心要素分析電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的本質(zhì)是“風(fēng)險(xiǎn)源-發(fā)生概率-后果影響”的綜合作用結(jié)果，需從三方面系統(tǒng)分析：（一）風(fēng)險(xiǎn)源識別風(fēng)險(xiǎn)源具有多元性，主要涵蓋四類：設(shè)備類風(fēng)險(xiǎn)：變壓器繞組老化、斷路器機(jī)械故障、輸電線路覆冰/舞動(dòng)等設(shè)備缺陷，直接影響系統(tǒng)可靠性；環(huán)境類風(fēng)險(xiǎn)：臺風(fēng)、暴雨、地震等極端天氣及地質(zhì)災(zāi)害，易引發(fā)突發(fā)故障（如2021年某省寒潮導(dǎo)致設(shè)備覆冰故障，局部停電超12小時(shí)）；人為類風(fēng)險(xiǎn)：調(diào)度操作失誤、檢修工藝不規(guī)范、用戶側(cè)違規(guī)用電等，人為因素故障占比呈上升趨勢；電網(wǎng)結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)：長距離重載輸電、多直流饋入受端電網(wǎng)的電壓支撐不足、網(wǎng)架薄弱區(qū)域的N-1故障連鎖反應(yīng)等，結(jié)構(gòu)缺陷會放大局部故障的系統(tǒng)級影響。（二）風(fēng)險(xiǎn)后果量化風(fēng)險(xiǎn)后果需從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會維度綜合考量：技術(shù)層面：供電中斷（負(fù)荷損失）、設(shè)備損壞（絕緣擊穿）、系統(tǒng)失穩(wěn)（功角/電壓崩潰）；經(jīng)濟(jì)層面：停電損失（工業(yè)用戶停產(chǎn)、商業(yè)營收下降）、設(shè)備維修成本、電網(wǎng)重構(gòu)費(fèi)用；社會層面：公眾生活不便、醫(yī)療/交通等關(guān)鍵領(lǐng)域服務(wù)中斷，甚至引發(fā)輿情風(fēng)險(xiǎn)。（三）風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率風(fēng)險(xiǎn)概率需結(jié)合歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)工況分析：設(shè)備故障概率可通過可靠性數(shù)據(jù)庫（如IEEE測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)）、制造商故障統(tǒng)計(jì)（MTBF、故障率λ）推算；環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)概率依托氣象部門預(yù)警模型（如臺風(fēng)路徑、暴雨強(qiáng)度公式）；人為失誤概率參考人因工程研究（如操作復(fù)雜度、人員經(jīng)驗(yàn)對失誤率的影響）；電網(wǎng)結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)概率通過潮流計(jì)算、N-1校驗(yàn)等，評估故障連鎖發(fā)生的可能性。二、電力系統(tǒng)安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評估的實(shí)用方法風(fēng)險(xiǎn)評估方法需結(jié)合場景靈活選擇，常用方法分為定性、定量、綜合三類：（一）定性評估方法1.專家打分法組織電力規(guī)劃、運(yùn)行、檢修領(lǐng)域?qū)＜?，針對風(fēng)險(xiǎn)源的嚴(yán)重程度、發(fā)生可能性進(jìn)行主觀評分（如1-5分制），通過加權(quán)平均得到風(fēng)險(xiǎn)等級。該方法操作簡便，適用于數(shù)據(jù)匱乏的新投運(yùn)設(shè)備或新型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)評估（如某風(fēng)電場并網(wǎng)初期，通過專家打分識別“風(fēng)機(jī)低電壓穿越能力不足”為高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)，推動(dòng)技術(shù)改造）。2.故障類型和影響分析（FMEA）梳理設(shè)備潛在故障類型（如短路、開路），分析故障對系統(tǒng)的影響范圍與程度，按“嚴(yán)重度（S）×發(fā)生頻率（O）×可探測度（D）”計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先級數(shù)（RPN）。FMEA在設(shè)備級評估中廣泛應(yīng)用（如變電站GIS設(shè)備氣室泄漏故障，通過FMEA識別“密封圈老化”為高RPN故障，推動(dòng)運(yùn)維策略從“定期檢修”轉(zhuǎn)為“狀態(tài)檢修”）。（二）定量評估方法1.故障樹分析（FTA）以“系統(tǒng)故障”為頂事件，自上而下分解為中間事件（設(shè)備故障、保護(hù)拒動(dòng)）與底事件（基礎(chǔ)故障），通過布爾邏輯運(yùn)算計(jì)算頂事件發(fā)生概率。例如，針對“變電站全?！惫收希瑯?gòu)建故障樹后發(fā)現(xiàn)“主變故障+備自投拒動(dòng)+進(jìn)線失電”的組合概率最高，據(jù)此優(yōu)化備自投邏輯與進(jìn)線電源配置。2.蒙特卡洛模擬法通過隨機(jī)抽樣模擬設(shè)備故障、負(fù)荷波動(dòng)、新能源出力隨機(jī)性等因素，多次重復(fù)運(yùn)行后統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)故障頻率、停電時(shí)間等指標(biāo)。該方法適用于含大量隨機(jī)變量的復(fù)雜系統(tǒng)（如含高比例風(fēng)電的電網(wǎng)，可模擬風(fēng)電出力波動(dòng)下的線路過載風(fēng)險(xiǎn)）。某省級電網(wǎng)通過蒙特卡洛模擬，發(fā)現(xiàn)風(fēng)電大發(fā)時(shí)段的“線路N-1過載風(fēng)險(xiǎn)”較傳統(tǒng)方法高30%，據(jù)此優(yōu)化風(fēng)電消納策略。3.風(fēng)險(xiǎn)矩陣法將風(fēng)險(xiǎn)后果（輕微/中等/嚴(yán)重/極嚴(yán)重）與發(fā)生概率（極低/低/中/高/極高）劃分為二維矩陣，每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)對應(yīng)矩陣單元格，據(jù)此確定風(fēng)險(xiǎn)等級（低/中/高）。例如，“輸電線路鳥害故障”后果為“中等”（局部停電）、概率為“中”（年均2-3次），風(fēng)險(xiǎn)等級為“中”，可采取安裝防鳥裝置、縮短巡檢周期等措施。（三）綜合評估方法1.模糊綜合評價(jià)法針對“設(shè)備老化程度”“極端天氣影響”等模糊性指標(biāo)，通過建立模糊隸屬函數(shù)將定性指標(biāo)轉(zhuǎn)化為定量評分，結(jié)合層次分析法（AHP）確定權(quán)重，最終得到綜合風(fēng)險(xiǎn)等級。例如，評估沿海地區(qū)變電站臺風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，“臺風(fēng)強(qiáng)度”“設(shè)備抗風(fēng)等級”等模糊指標(biāo)通過模糊化處理后，與“地理位置”“運(yùn)維水平”等定量指標(biāo)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)排序。2.貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法融合先驗(yàn)知識（歷史故障數(shù)據(jù)）與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（在線監(jiān)測、氣象預(yù)警），通過貝葉斯公式更新風(fēng)險(xiǎn)概率。例如，某輸電線路安裝覆冰監(jiān)測裝置，初始覆冰故障概率為0.02（先驗(yàn)），當(dāng)監(jiān)測到覆冰厚度達(dá)15mm且氣象預(yù)報(bào)“持續(xù)低溫”時(shí)，后驗(yàn)概率提升至0.15，觸發(fā)融冰裝置啟動(dòng)與線路負(fù)荷調(diào)整。三、工程應(yīng)用案例：某區(qū)域電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評估實(shí)踐以我國東部某省級電網(wǎng)（含高比例新能源、特高壓交直流混聯(lián)）為例，評估團(tuán)隊(duì)采用“多方法融合”策略：（一）風(fēng)險(xiǎn)源識別通過FMEA梳理出“特高壓換流站閥廳故障”“新能源場站涉網(wǎng)故障”“輸電線路山火隱患”為三大核心風(fēng)險(xiǎn)源。（二）定量評估采用蒙特卡洛模擬分析新能源出力波動(dòng)下的電網(wǎng)頻率/電壓風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合故障樹分析換流站故障的連鎖影響。（三）綜合評價(jià)運(yùn)用模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，整合在線監(jiān)測數(shù)據(jù)（換流閥溫度、線路弧垂）與氣象數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)更新風(fēng)險(xiǎn)等級。評估結(jié)果：冬季負(fù)荷高峰+新能源大發(fā)場景下，“受端電網(wǎng)電壓支撐不足”風(fēng)險(xiǎn)等級為“高”。優(yōu)化措施：新增2臺調(diào)相機(jī)、優(yōu)化新能源場站無功控制策略、加強(qiáng)關(guān)鍵線路動(dòng)態(tài)增容改造。實(shí)施效果：該場景下電壓越限概率從0.08降至0.015，系統(tǒng)安全水平顯著提升。四、風(fēng)險(xiǎn)評估方法的優(yōu)化方向（一）多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)整合物聯(lián)網(wǎng)（IoT）監(jiān)測數(shù)據(jù)（設(shè)備溫度、振動(dòng)）、氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)、用戶用電行為數(shù)據(jù)，構(gòu)建“源-網(wǎng)-荷-儲”全環(huán)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫。例如，通過分析用戶側(cè)“工業(yè)負(fù)荷突降”數(shù)據(jù)，提前預(yù)警“企業(yè)停產(chǎn)導(dǎo)致的電網(wǎng)潮流突變”風(fēng)險(xiǎn)。（二）動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估體系基于實(shí)時(shí)量測數(shù)據(jù)（PMU、SCADA）與數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建電網(wǎng)動(dòng)態(tài)仿真模型，實(shí)時(shí)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。如在故障恢復(fù)階段，動(dòng)態(tài)評估“重合閘成功概率”“黑啟動(dòng)路徑可靠性”，優(yōu)化恢復(fù)策略。（三）人工智能技術(shù)賦能運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)（隨機(jī)森林、LSTM）預(yù)測設(shè)備故障概率，結(jié)合強(qiáng)化學(xué)習(xí)優(yōu)化風(fēng)險(xiǎn)防控策略。某電網(wǎng)公司通過LSTM模型，將變壓器故障預(yù)測準(zhǔn)確率提升至92%，實(shí)現(xiàn)“預(yù)測性維護(hù)”。（四）標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化建設(shè)制定統(tǒng)一的風(fēng)險(xiǎn)評估標(biāo)準(zhǔn)（如《電力系統(tǒng)安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評估導(dǎo)則》），明確評估流程、指標(biāo)體系、方法選擇原則，推動(dòng)評估工作規(guī)范化。五、結(jié)論電力系統(tǒng)安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評估需隨電網(wǎng)形態(tài)演變（如新型電力系統(tǒng)建設(shè)）持續(xù)優(yōu)化：定性方法提供“快速篩查”工具，定量方法支撐“精準(zhǔn)量化”決策，綜合方法實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)”評估。未來，隨著