【摘 要】文章首先针对变电站目前面临的多种挑战，讨论了传统应急抢修预案存在的局限性。然后结合现代智能化信息技术，如变电站状态感知技术（变电站智慧大脑）、物联网技术、大数据算法技术和人机交互技术等，提出了一套动态优化的应急响应体系。利用数字孪生系统构建出真实的变电站物理模型，推动变电站多维度信息监控平台的建设。

【关键词】变电站；动态优化；应急响应；数字孪生；全周期管理

引言

变电站突发故障将导致局部或全局性停电事件，可能威胁国家能源安全和社会公共安全，涉及巨大经济损失和安全风险；然而，供电企业当前预案机制是以固定化预案应对标准化情境，其存在的挑战主要体现在以下三个方面：一是供电企业预案内容缺乏动态维护、演练评价反馈缺乏闭环机制等原因使得预案缺乏必要的适应能力，不能及时满足电网变化发展的需要；二是预案应对风险单一场景需求日益弱化，供应链事故具有连动与延伸等特点，传统预案机制面临的复杂性与关联性风险不断增加，单一的电网应急资源无法有效解决风险耦合和传导风险的非线性问题；三是预案面临演练评价缺乏动态闭环循环等问题，如演练情况未能纳入演练评价调整过程，演练评估缺乏持续改进手段等，导致应急响应行动预案缺乏优化能力[1]。目前，智能化信息技术可有效解决上述问题。若将其应用到预案优化机制上，则可构建以预案实时动态修改为核心的自动化、智能化应急响应系统，保障变电站应急响应的及时性和高效性，从而实现电网安全稳定运行。因此，基于供电企业电网应急工作实践，依据实时感知信息，借助大数据智能关联技术、人机交互技术和应急协同决策机制建立应急方案自适应优化机制，为应急管理体系升级提供一个全新的视角，这对解决现有供电企业应急方案存在的“刚性约束”以及现有应急预案缺乏优化能力等问题提供一种有效的解决方法[23]。

一、传统应急抢修预案的静态局限与动态优化需求

为对同类运行故障起到参考作用，依照经验、先例及变电站薄弱环节，变电站运行应急处理预案一般包括组织指挥分工、应急处置、应急设施物资、分析改进四个方面。

首先，传统的变电站应急抢修预案在编制过程中，过多地依赖设备说明书和规程规范，缺少对设备损耗曲线、环境的累积效应、隐患潜伏性病变等运行机理的深入分析，同时缺少以实际系统样本为对象的实测研究，因此，其存在明显的静态风险特征，对动态运行风险的把握性相对不足。例如，面对变压器套管放电、支柱绝缘子沿面放电、变压器漏磁以及气体绝缘开关设备（GasInsulated Switchgear，GIS）设备漏气等问题，在实施指定应急处理措施时，并未根据设备的实际健康状态进行分级处置。

其次，在处理过程中，预案存在线性的应急流程。例如，在雨季或者有台风时，设备发生了击穿，预案无法处理此类突发的耦合性故障和次生灾害。面对现场实际情况的变化，事先制定的隔离-抢修流程在实施过程中可能会失效。

再者，物资准备方案无法体现备用物资是否动态可用。当供电区域内出现极端天气条件时，重要物资缺失、准备不足等问题只提到可跨省调度，但未考虑跨省调度转移失败的情况。

此外，应急流程中的预案往往每年才更新一次，在现阶段电网蓬勃发展的情况下，更新周期明显较长。系统实际变化过程中存在无法与预案保持同步的问题，在紧急突发状况下往往出现系统与预案不吻合的情况，且缺乏有效的动态评价应急管理响应绩效的手段，难以为流程改进提供依据。

二、动态优化框架的多维协同架构

动态优化变电应急协同体系应从应急任务需求出发，构建面向变电站应急协同的动态任务应急指挥（包括实时监控与动态优化任务）与应急决策（包括应急预案与应急状态优化）等多任务要素实时协同的多维度联动设计架构。实时监控与动态优化任务要素以智能感知大数据为基础，以全面感知的智能传感网和变电全景信息集成大数据平台为核心载体，综合利用各类变电设备和现场对象的运行电气参数、天气环境条件变化要素、地理空间网络拓扑结构信息、人力资源地理动态分布等多源信息，获取各要素对象的现场运行状态、应急保障能力及其分布特征，以及各要素对象之间的风险关联仿真数据[4]。