基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)降損決策及技經(jīng)分析與系統(tǒng)開發(fā)

陳廣宇 張磊 趙磊

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2010-5640-5168

摘? 要：隨著電網(wǎng)線損管理力度的不斷加強(qiáng)，降本增效成為了電網(wǎng)企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的關(guān)鍵，尤其在國網(wǎng)一體化電量與線損管理系統(tǒng)大力推廣的情況下，電網(wǎng)管理線損越來越小，高損排查與降損治理成為基層供電所的主要工作。本文提出了基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)降損決策及技術(shù)投資經(jīng)濟(jì)分析方法，并研發(fā)配電網(wǎng)降損決策及技術(shù)投資經(jīng)濟(jì)分析系統(tǒng)，采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，快速準(zhǔn)確定位線損異常原因，智能化提供降損建議并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)投資分析，輔助配電網(wǎng)降損改造工作的開展。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)? 降損? 技經(jīng)分析? 決策系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM714.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）01（c）-0014-03

Research and System Development of Distribution Network Loss Reduction Decision and Technical and Economic? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Analysis based on Big Data

CHEN Guangyu? ?ZHANG Lei? ZHAO Lei

（State Grid Jibei Electric Power Co.， Ltd.， Chengde Power Supply Company， Chengde， Hebei Province， 067000 China）

Abstract： With the continuous strengthening of power grid line loss management， reducing cost and increasing efficiency has become the key to the sustainable and healthy development of power grid enterprises. Especially in the case of vigorously promoting the integrated electric quantity and line loss management system of State Grid， the line loss of power grid management is becoming smaller and smaller， and high loss investigation and loss reduction treatment have become the main work of grass-roots power supply stations. This paper puts forward the method of distribution network loss reduction decision-making and technical investment economic analysis based on big data， and develops the analysis economic system of distribution network loss reduction decision-making and technical investment， uses big data analysis technology to quickly and accurately locate the causes of line loss anomalies， intelligently provides loss reduction suggestions and carries out technical and economic investment analysis， which can assist the development of distribution network loss reduction and transformation.

Key Words： Big data;? Loss reduction;? Technology and economic analysis;? Decision-making system

當(dāng)前配電網(wǎng)降損優(yōu)化分析主要存在以下問題：高損排查缺乏有效的分析手段，單純依靠手工核查及分析，工作效率及質(zhì)量無法得到保證;降損方法不夠精益，在無法精準(zhǔn)排查設(shè)備運(yùn)行狀況下，對設(shè)備進(jìn)行改造，容易造成線損管理上的“投資大、回報(bào)小”情況;降損改造評估不夠全面，進(jìn)行配電網(wǎng)降損改造前，不僅需要有詳細(xì)的定性分析，還需要有科學(xué)的定量計(jì)算，即將定性分析與定量計(jì)算結(jié)合起來。

1? 基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)降損決策方法研究

1.1 線損異常成因分析

配電網(wǎng)線損影響因素眾多，例如，設(shè)備耗能等級、無功補(bǔ)償程度、負(fù)荷空間分布情況、分布式電源接入情況等，采用因子分析法，從眾多影響因素中獲取線損異常主要成因，結(jié)合配電網(wǎng)降損改造方法，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)降損方法優(yōu)選。

因子分析法主要步驟如下。

（1）收集配電網(wǎng)線損異常因素，如配線供電量、配線所屬公變電量、配線所屬專變電量、功率因數(shù)、供電半徑、公變變壓器容量、配線所屬架空線路長度、配線所屬電纜線路長度，公變占售電量比例等。

（2）計(jì)算各線損異常影響因素之間的相關(guān)性：? ? 大大

（3）利用因子分析法，確定各因子對線損的影響程度，從而定位線損異常主要成因。

1.2 配電網(wǎng)降損決策方法研究

本文研究基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)降損決策方法，其中包括常規(guī)的更換設(shè)備型號(hào)、無功優(yōu)化，進(jìn)一步分析雙電源優(yōu)化降損方法及對分布式接入位置及滲透率優(yōu)化，選取最優(yōu)降損決策方案。

（1）常見配電網(wǎng)降損決策方法。

更換卡脖子導(dǎo)線和高耗能型設(shè)備，一類是能效等級較高，瀕臨淘汰的設(shè)備，例如S7系列的配變。一類是長期存在重過載運(yùn)行的設(shè)備。從電網(wǎng)節(jié)能及運(yùn)行安全考慮，結(jié)合負(fù)荷運(yùn)行情況，對設(shè)備進(jìn)行更換。

無功優(yōu)化，無功補(bǔ)償不足，不僅增加電網(wǎng)損耗，還會(huì)導(dǎo)致末端出現(xiàn)低電壓的現(xiàn)象，結(jié)合負(fù)荷運(yùn)行情況，對配電網(wǎng)進(jìn)行無功優(yōu)化，包括就地?zé)o功補(bǔ)償、分散無功補(bǔ)償和集中無功補(bǔ)償?shù)确椒ā?/p>

（2）基于大數(shù)據(jù)的降損優(yōu)化分析。

聯(lián)絡(luò)開關(guān)優(yōu)化，優(yōu)化雙電源運(yùn)行線路，結(jié)合地理位置及負(fù)荷分布情況實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)開關(guān)位置優(yōu)選安裝方案，保障聯(lián)絡(luò)智能開關(guān)對分線線損的歸真，理論線損采用前推回代潮流法，最終以理論線損最小、同期線損最優(yōu)為優(yōu)化目標(biāo)，得到最優(yōu)方案，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化降損運(yùn)行。

分布式電源上網(wǎng)優(yōu)化，分布式電源的接入會(huì)改變配電系統(tǒng)的功率流動(dòng)從而改變線路損耗，從分布式電源接入位置、容量、接入方式等方面考慮，選取分布式電源最優(yōu)入網(wǎng)方案，達(dá)到節(jié)能降損的目的。

利用大數(shù)據(jù)線損異常成因分析結(jié)果，提高配電網(wǎng)高損排查效率，再結(jié)合配電網(wǎng)降損方法，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)降損決策優(yōu)選。

2? 配電網(wǎng)降損改造技術(shù)投資經(jīng)濟(jì)分析研究

針對配電網(wǎng)降損改造方案，結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際情況，對改造方案進(jìn)行定性、定量分析。

2.1 成本分析

在對配網(wǎng)進(jìn)行改造前，首先需要調(diào)查現(xiàn)有配網(wǎng)現(xiàn)狀，明白現(xiàn)有配網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，在考慮電網(wǎng)運(yùn)行安全可靠，并保證電能質(zhì)量的前提下，達(dá)到電網(wǎng)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)合理的目標(biāo)。投資成本分為直接成本和間接成本。

（1）直接成本如表1所示。

（2）間接成本如表2所示。

2.2 投資指標(biāo)分析

如表3所示，投資變化率用來衡量項(xiàng)目預(yù)算投資與審核結(jié)算造價(jià)的匹配程度。若項(xiàng)目投資金額沒有出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，與預(yù)算資金相比有結(jié)余，則說明投資控制良好。

投資單價(jià)水平為項(xiàng)目單位造價(jià)與參考造價(jià)，如省電網(wǎng)公司或國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)的相對指標(biāo)。配網(wǎng)投資項(xiàng)目的造價(jià)控制需要參考省電網(wǎng)公司水平及國家標(biāo)準(zhǔn)，對項(xiàng)目過程中的投資單價(jià)水平進(jìn)行橫向比較，根據(jù)預(yù)算、結(jié)算造價(jià)進(jìn)行宏觀造價(jià)結(jié)構(gòu)和合理性分析，根據(jù)決算造價(jià)總結(jié)出典型工程單位造價(jià)指標(biāo)，對配網(wǎng)工程項(xiàng)目的電纜、環(huán)網(wǎng)柜、配變和低壓線路等進(jìn)行投資單價(jià)水平測算，評估項(xiàng)目造價(jià)控制的力度。

3? 配電網(wǎng)降損決策及技術(shù)投資經(jīng)濟(jì)分析系統(tǒng)

3.1 數(shù)據(jù)管理

如圖1所示，數(shù)據(jù)管理模塊提供數(shù)據(jù)接口、離線導(dǎo)入、手工維護(hù)三種數(shù)據(jù)維護(hù)方式，具體功能如下：

檔案管理，提供配線、導(dǎo)線、公/專變等設(shè)備基本屬性維護(hù)功能，為配電網(wǎng)降損決策及技經(jīng)分析提供數(shù)據(jù)支撐。

運(yùn)行數(shù)據(jù)管理，提供配線、公/專變運(yùn)行數(shù)據(jù)維護(hù)功能，包括電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等。

圖模管理，提供配網(wǎng)自動(dòng)成圖功能，可視化展示配電網(wǎng)設(shè)備分布情況。

3.2 計(jì)算分析

計(jì)算分析提供配電網(wǎng)理論線損計(jì)算功能，根據(jù)數(shù)據(jù)情況可提供多種算法，包括等值電阻法、前推回代潮流法等，基于理論線損計(jì)算結(jié)果，定位高損異常設(shè)備，圖形化展示分析結(jié)果。

3.3 降損決策

降損決策提供配電網(wǎng)降損改造輔助決策功能，包括更換設(shè)備型號(hào)、無功優(yōu)化等，利用大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)降損方案優(yōu)選。

3.4 技經(jīng)分析

對降損方案進(jìn)行技術(shù)投資經(jīng)濟(jì)分析，評估電網(wǎng)改造技術(shù)投資收益情況，優(yōu)選方案。

3.5 系統(tǒng)設(shè)置

系統(tǒng)設(shè)置提供設(shè)備典型參數(shù)、設(shè)備造價(jià)庫、典型日維護(hù)功能。

4? 結(jié)語

配電網(wǎng)降損決策及技術(shù)投資經(jīng)濟(jì)分析系統(tǒng)，利用大數(shù)據(jù)算法，準(zhǔn)確定位線損異常原因，提供合理的降損改造建議，并對改造方案的技術(shù)投資經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析，使得配電網(wǎng)節(jié)能改造項(xiàng)目有理可依，達(dá)到降低投資，提高收益的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 孟天璇.配電網(wǎng)同期線損分析及降損措施研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2020.

[2] 孫一帆.低壓配電網(wǎng)線損影響因素與降損策略研究[D].南京：東南大學(xué)，2018.

[3] 孫博.配電網(wǎng)線損分析及其應(yīng)用研究[D].長春：吉林大學(xué)，2016.

[4] 張惠參.配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)若干問題及其優(yōu)化措施[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2017（22）：116-117.

[5] 王德金，黨成斌，顏勇，等.配電網(wǎng)無功及三相不平衡綜合補(bǔ)償仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].電氣應(yīng)用，2017（21）：90-95.

[6] 楊婧，辛明勇，歐家祥，等.基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)線損定位與評估方法研究[J].中國測試，2019，45（7）：19-24.

[7] 徐飛，孫明柱，凌松，等.基于電力大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)同期線損管理[J].安徽電力，2019，36（1）：43-46.