薛禹勝:中國工程院院士
必須擴展“三道防線”理念,以保證對小概率、大風險的非常態突發事件仍能有序控制。
反觀我國,恰恰是因為知曉自己的不足,反而促使我國的電網逐漸發展了自己的安全防御體系。
雖然有1999年東海村鈾處理設施事故的教訓,但直到福島核事故之前,日本核電的可靠性仍然被當作神話來看待,而核泄漏幾乎被認為是絕不可能事件。但這種小概率事件卻的確發生了,不但災區的慘狀令人不勝唏噓,連東京也被迫采取了停電措施。這又一次佐證了對偶然事件的關注程度應該按照風險的觀點,而不是概率的觀點。
小概率事件:勿以害小而不防
配置了多種備用電源的冷卻水系統似乎不可能徹底癱瘓,因此注入海水冷卻的最后防線被忽視了。雖然這個措施的控制代價十分巨大,但事實上人們已經愿意花更大代價來避免更大的核災難。今后,人們也許還會認為這次災難是太多偶然因素不可思議的巧合,因此只要改進了有關環節,就不可能再發生類似災難了。但是,如果我們能想到為下一個偶然事件沒有再發生而慶幸,那么就應該為防御更大風險的極端事件而不斷完善防線。
福島核電站為什么沒能在緊急時刻有效采用海水冷卻?就是因為相關企業過于樂觀,而忽略了9級地震加上大海嘯復合災難的風險。日本的核安全技術的確相當先進,核泄漏事件的概率非常小,但一旦發生,損失極其嚴重。損失值很大,與概率相乘的乘積即風險值同樣很大,所以,凡是代價小于風險值的措施都應該在預案中予以考慮。
至少在事故前要考慮到,如果迫不得已要用海水來冷卻,有多少方式可以注入海水?控制代價可以放寬到什么程度?怎樣避免出現束手無策的局面?
雖然事件的概率減小,會降低其風險值,但如果發生后的損失足夠大,其風險值仍可能達到天文數字。因此,在系統設計階段,就不能因為事件的概率小就忽視它。
擴展電網安全“三道防線 ”
無論是發生在美國的“814”大停電,還是此次發生在日本的核泄漏事故,教訓都極其深刻。
對地震和海嘯的預報是世界性難題,能夠作出正確預報的可能性很小,但是,這并不是說人類的探索已經到達極限,只能坐以待斃。在大陸板塊結構和斷裂帶位置上采集數據,人類在這方面會大有進步的。海嘯預警系統的不斷完善,可以更充分利用從發生地震到海嘯傳到日本福島的若干分鐘,來告知公眾做好逃生準備。值得我們反思的是:如果這樣的大災難萬一發生在中國,我們能比日本做得更好嗎?
不能主觀上認為電網足夠堅強而放松防御。即使電網在N-1的準則下安全,但在大面積凍雨、地震等非常態的故障下,損壞的可能不是一條線路而是整個變電站。此時要完全避免停電也許并不現實,但至少應該保證停電被控制在盡可能小的范圍內。只要控制代價小于該不可控的停電風險,就應該在緊急控制或校正控制措施中作為備選。
實際上,現在的電網防御體系,包括我們目前引領國際電力界的停電防御系統WARMAP,應對極端自然災害時都極具挑戰。當前電網越來越大,運行方式越來越復雜,各種不確定因素也越來越多,對安全性的要求也越來越高。當前需要充分做好風險管理的預案,安排好各種防御措施,擴展一般意義上的“三道防線”概念,來應對極端災害事件。
中國式停電防御體系的特色
美國的“814”大停電是因為電網中的故障處理不當,使得本來在正常情況下完全能夠應付的事件,擴大成為系統性災難。反觀我國,恰恰是因為知曉自己的不足,反而促使我國的電網逐漸發展了自己的安全防御體系。
我國獨創了電力系統安全穩定性的量化分析技術,已經成為停電防御的核心技術之一。沒有這樣的量化技術,就不可能有效預警與優化決策,就不可能實現最優的安全穩定控制。
因為有了這項技術,也比較重視防御體系,中國電網七年前就提出打造防御體系的概念,并成為國際上獨一無二的實用系統,在很多省級以上電網積累了很好的運行經驗。但是,這些成果仍然處于起步階段,加之,中國電網的網架建設相對滯后,數據采集也不夠充分,要逐步完善防御體系還有很多工作要做。
比如在感知自然災害方面,如果能將信息采集擴展到電力系統之外,前移到氣象領域,就有可能預測凍雨、臺風與雷擊的趨勢,留出更長的時間來準備預案,調度救災物資及部署搶修隊伍。
中國在堅強智能電網方面不斷努力,充分利用分布式電源,發展儲能和微網。平時不斷自動刷新預案,在實際發生事故后有序應對,以保證重要負荷在非常態突發災難中的供電。我們正在研究“電網應當怎樣防御自然災害”的問題,盡管難度很大,但必須長期堅持下去。
對于中國能源業來說,防御的概念無止境,災難永遠是對人類的挑戰!
責任編輯: 江曉蓓