我国核电装机规模不断扩大,截至2020年底,我国在运核电机组48台,装机规模达4988万千瓦。行业管理部门通过建立运行性能指标体系,用以对核电厂进行安全评估,实现核电厂安全运行状态的全面监控,落实行业管理责任,促进核电行业安全发展。先进的性能指标体系需要不断实践并不断完善。以下将对NEA_OPI体系进行介绍,并分析提出优化建议。
1 NEA_OPI体系
1.1 体系简介
2019年7月,国家能源局发布《核电厂运行性能指标(试行)》[1],规定了核电厂运行性能指标的定义、计算方法、指标状态判定准则等。该指标体系包含安全质量和运行生产两个维度,覆盖核电安全生产9个领域共26项指标。指标体系框架图如图1。
NEA_OPI体系建立过程中,首先对行业管理职能进行了分解,统筹安全和生产两个维度,安全包括核安全、工业安全、环境保护等7个领域,生产包括运行发电和设备管理2个领域,对9个领域进行指标细化,同时通过对IAEA(国际原子能机构)、WANO(世界核电运营者协会)、NRC(美国核管会)、CNNP(中核)和DNMC(中广核)的指标体系进行了分析,最终以世界核电行业广泛应用的WANO业绩指标为基础[2],同时从IAEA发布的《核电厂运行安全业绩指标》中选取突出了行业管理特点的指标,以保证NEA_OPI体系指标的全面性和典型性。
图1 NEA_OPI体系框架
Fig.1 NEA_OPI framework
从图1可以看出,NEA_OPI体系是一个多层次指标评价体系,包括三级,核电厂运行阶段状态(指数)为一级,用以表征运行机组(电厂)整体状态;安全质量和运行生产为二级指标(维度状态),可分别表征核电厂安全状态和运行业绩;26个三级监测指标,具体可测量的量化指标。
1.2 体系评价
可量化是指标体系的基本特征,通过对典型评价方法的分析评价,从模糊评价法、秩和比法、综合指数法、逼向理想解排序法四种方法出发,结合行业应用的广泛性、业绩监测的日常性和评价方法的简明易接受度及其适用性,最终选用综合指数法作为NEA_OPI体系的评价方法[3]。
NEA_OPI体系建立时,无样本数据可以用于阈值分析,同时考虑到我国核电领域有很多丰富运行经验和指标管理经验的专家,因此采用应用最广泛的层次分析法,按照体系层次结构,通过问卷形式由行业内专家给出建议指标权重,构建重要度判断矩阵,根据矩阵理论,通过矩阵最大特征根和随机一致性比率判断专家建议权重的适用性,最后将适用的专家建议阈值归一化处理得出各监测指标的阈值和维度权重。层次分析法将主观经验的定性判断定量化,解决新建立指标无样本数据的同时,保留了行业管理期望和历史运行经验,消除了专家的主观性,保证了指标阈值设定的科学客观性。
通过指标阈值设定,对指标原始数据进行归一化处理,就可以方便得出指标评分,最终可以得出国家能源局运行性能指标综合指数[4](NEA OPI INDEX,以下简称OPI指数)。NEA_OPI体系评价结构树见图2。
NEA_OPI体系建立初期,主要进行了数据收集整理、阈值验证分析、与成熟指标对比等工作,在评价结果应用主要从两方面进行了尝试,一方面对OPI指数排名靠后的电厂开展专项检查,另一方面建立核电厂安全隐患排查治理制度,对落后指标进行改进。评价结果的应用需要持续深挖,并建立规范化闭环管理运作体系。
图2 NEA_OPI体系评价结构树
Fig. 2 NEA_OPI evaluation structure
1.3 体系信息化现状
指标体系管理必须实现信息化,才能更好发挥指标在状态监测、趋势预测、历史数据分析、管理重点提示等方面的功能。NEA_OPI体系也配套开发了信息化系统。各电厂汇总报送指标数据,能源局将数据按照固定模板手动导入,对于异常数据手动处理,未能实现远端填报、趋势分析、容错纠错、自动计算和汇总展示等。该系统仅为指标数据的汇总平台。
2 优化建议
2.1 整体优化建议
NEA_OPI体系已经能够包括核安全、工业安全、运行发电等9个领域,但从图1可以看出,在9个领域之外设置了“一般及以上安全质量环境事故数量”和“机组运行业绩指标综合指数”两个综合性指标,且参与OPI指数计算。参考“一般及以上安全质量环境事故数量”指标定义,其包括人身伤亡事故、火灾事故、辐射事故、职业病危害事故、突发环境事故和质量事故,该指标为安全质量维度综合性指标,可以由工业安全领域的三级指标所覆盖。同理,“机组运行业绩指标综合指数”为运行生产维度综合性指标,可以由其他三级指标所覆盖。按照目前设置,会导致很多指标重复评价,且使得NEA_OPI体系管理层次不明晰。
针对以上问题提出以下建议:(1)将以上两个综合指标权重合理分配到其他三级指标,使其不影响整体指标体系评价。(2)将以上两个综合指标转化为相关的维度指标(二级),例如设置“运行安全综合指数”和“运行业绩综合指数”,不再从电厂收集综合指标的数值,而根据三级指标单独计算,用以表征核电厂的整体安全状态和运行状态。
NEA_OPI体系为分层次的指标体系,但二级指标设置不够全面细化,不利于对发现相关维度内的具体优劣,不能精准指导行业管理。从图1可以看出,在指标设置的过程中,对三级指标所属维度进行了定义,因此建议在现有定义和指标设定的基础上,对三级指标进行重新排列,并将指标体系划分为两个宏观维度和五个具体维度。优化后NEA_OPI体系框架见图3。两个宏观维度为安全和生产,分别用“运行安全综合指数”和“运行业绩综合指数”来表征。两个宏观维度的设置,有利于性能指标评分的后续应用:(1)安全维度的指标状态以状态灯的形式进行信息公开,贯彻《核安全法》的同时,便于公众直观了解核电厂安全状态。(2)生产维度的指标建立跟踪趋势,对各机组(电厂)进行生产绩效管理。
五个具体维度是按照不改变现有性能指标、结合核电行业管理的范围划分、保证有足够的三级指标进行支撑的原则进行设定。“临界7000小时非计划自动停堆次数”指标划分在核与辐射安全维度,因为自动停堆是核电参数超过安全系统整定值造成的,能够体现核电厂的安全状态。“临界7000小时非计划停堆次数”保持放在运行发电维度,主要用以反映停堆对发电的影响。
对于支撑具体维度评分的三级指标,需根据电厂反馈和管理导向定期分析调整:2020年反馈需要对以下指标进行细化:(1)“火险事件数量”,建议细化分解为“一级火险事件数量”和“零级火险事件数量”,以便更客观的反应核电厂消防安全;(2)“机组消防系统可用率”,建议细化为“安全防火分区消防系统可用率”和“非安全防火分区消防系统可用率”,兼顾消防对核安全的影响;(3)“执照运行事件数量”建议细化为“运行偏差”和“INES 1级及以上事件”,传达重视核安全的管理导向性。
图3 优化后NEA_OPI体系框架
Fig..3 NEA_OPI framework after optimization
2.2 评价优化建议
2.2.1 评价方法优化建议
NEA_OPI体系评价方法是采用《国家能源局核电厂建设阶段、运行阶段安全状态评估指标体系研究报告》[4]中所提供的方法,通过对该方法使用,建议从以下几个方面进行优化:
(1)指标阈值和权重优化:建议根据应用反馈和管理工作重点等因素,按年度对指标阈值和权重进行调整,避免指标阈值无法区分指标优劣的情况,便于用指标权重突出管理重点。
(2)明确机组状态评价准则:合理设置机组的OPI指数评价区间,并按年度进行调整,以筛选出少部分需要提高改进的机组和优秀机组,并用不同颜色的状态灯显示。例如2020年OPI指数评价区间如下:95分以上,机组状态为优秀(绿色灯),85分(含)-95分(含)为中等(白色灯),85分以下为待改进(黄色)。机组状态评价定级有利于各机组识别差距和弱项,同时弱化了OPI指数排名。
(3)明确指标状态评价准则:用以发现需要重点关注的领域,并用不同颜色的状态灯显示。例如2020年指标状态评价准则如下,10%以下的机组为黄色,并且80%以上的机组为绿色,评价该单项指标为优秀指标(绿色灯);20%以上的机组为黄色,或者60%以下的机组为绿色,评价该单项指标为待改进(黄色灯);其余指标状态评价为中等(白色灯)。对于黄色的性能指标,或者状态变差的指标,在管理过程中就要引起重视了。
2.2.2 评价应用优化建议
在实现指标阈值和权重的动态管理,机组状态的横向评价和具体指标状态的纵向评价后,建议从以下几个方面优化评价结果的应用,以便更充分发挥指标对管理的导向作用。
(1)完善指标管理和技术体系,至少包括管理手册、填报规范、评价程序、应用导则等。
(2)建立定期会议制度,定期交流共享并传达管理要求,促进业绩提升。
(3)制定年度评估计划,并以评价结果作为输入,有针对性对电厂和领域进行评估。
(4)制定共性问题改进计划,为行业管理提供抓手,稳步提升改进。
(5)实现信息公开,增强公众信心。
2.3 信息化系统优化建议
WANO组织和各核电集团均采用信息化系统管理指标体系运转,对比NEA_OPI体系的信息化系统,除了具有收集、整理、储存指标数据的功能外,还具有数据校核、统计分析、评价状态显示、趋势预测等功能。根据工作需求,结合其他指标体系信息化系统的特点,建议NEA_OPI体系的信息化系统从以下几个方面进行优化:
(1)性能指标基础数据项在线填报,并能够自动校核,保证指标数据的及时客观;
(2)指标评价状态和机组评价状态用光子牌显示、指标评价状态和机组评价状态占比用饼图展示,更直观提供重点领域和机组;指标状态历史趋势用折线图展示,OPI指数及趋势用直方图展示,实现管理效果趋势化跟踪;
(3)具备组合查询机组状态和指标状态功能,并生成对比结果,有利于细致分析管理重点和机组;
(4)对于指标状态和机组状态的变化,能够给与提示,并能够进行趋势预测,可以提前采取管理措施,避免安全运行状态劣化;
(5)具备导出报表功能,快速提供客观数据,提高管理效能。
3 结论
NEA_OPI体系是适合核电行业管理的全面的指标体系,在试行的两年中,指标状态较客观的反应了各核电厂的安全状态和运行业绩。同时,为将NEA_OPI体系完善成为国内品牌指标体系,在体系结构、指标评价和信息化系统的应用方面仍需要不断优化。
参考文献:
[1] 国家能源局,《核电厂运行性能指标(试行)》 [S] 国家能源局,2019
[2] WANO ,WANO Performance Indicator Programme Reference Manual [S] , May 2014
[3] 王晖,陈丽等.多指标综合评价方法及权重系数的选择 [J]. 广东药学院学报, 2017 年 10 月第 23 卷第 5 期
[4] 国家能源局,核电厂建设阶段、运行阶段安全状态评估指标体系研究报告 [R] 国家能源局,2018
作者简介:郭永阔(1984-),男,河北省衡水市,工程师,学士学位,核电厂运行、安全管理