基于LCAM理念的電網(wǎng)資產(chǎn)信息分析評價體系研究

王維蘭， 陳紅， 楊啟帆， 陳然， 崔壯

(1.國網(wǎng)福建省電力有限公司信息通信分公司， 福建,福州 350000； 2.國網(wǎng)信通億力科技有限責(zé)任公司， 福建,福州 350000)

0 引言

隨著電力行業(yè)管控力度加大，輸配電設(shè)備使用年限增長、原材料價格攀升、市場環(huán)境競爭激烈，電力企業(yè)一直面臨著降本增效、提升服務(wù)質(zhì)量的巨大壓力。提升資產(chǎn)管理水平、優(yōu)化投資規(guī)劃、進行成本管理是應(yīng)對的唯一途徑，目前電網(wǎng)企業(yè)還存在著經(jīng)營效率滯后、產(chǎn)量盲目增加、投資缺少規(guī)劃、環(huán)境破壞嚴重等問題，如何有序開展電網(wǎng)資產(chǎn)的管理工作，對各個階段進行統(tǒng)籌管控，確保實物流、價值流、信息流一致，實現(xiàn)資產(chǎn)的縱向貫通，橫向協(xié)同，挖掘資產(chǎn)價值，降低成本費用顯得越來越重要。因此，對于電網(wǎng)資產(chǎn)的全壽命周期的科學(xué)管理具有極為重要的現(xiàn)實意義。

1 電網(wǎng)資產(chǎn)概述

1.1 管理重點

不同行業(yè)的資產(chǎn)管理有不同的側(cè)重方向，對于電力行業(yè)來說，資產(chǎn)管理的重點包括固定資產(chǎn)、在建工程以及工程資產(chǎn)，包括廠房、大壩、變電站、變壓器等。其中固定資產(chǎn)所占比例較大，擁有比較高的單位價值，使用過程中不會改變實物形態(tài)，但會存在損耗。它既有價值屬性又有物理屬性，兩方面緊密關(guān)聯(lián)但側(cè)重方向不同，不同資產(chǎn)之間互相關(guān)聯(lián)，因此，對于電網(wǎng)固定資產(chǎn)的管理是重中之重[1]。

1.2 資產(chǎn)分類

從電網(wǎng)運營的特點出發(fā)，根據(jù)資產(chǎn)的功能來劃分，可將電網(wǎng)資產(chǎn)大致分為三類。

(1) 輸電、變電、配電線路及設(shè)備，屬于電網(wǎng)核心資產(chǎn)，直接影響著電能的傳輸與配送。

(2) 采集、通訊、控制、處理等信息處理設(shè)備，是電網(wǎng)運行監(jiān)控以及管理的關(guān)鍵支撐。

(3) 檢修、維護、運輸?shù)绕渌O(shè)備，相對獨立，互相之間一般不存在技術(shù)關(guān)聯(lián)。

1.3 管理難點

相對于其他行業(yè)來說，電網(wǎng)具有特殊性，資金密集但資產(chǎn)分散，固定資產(chǎn)呈現(xiàn)出以下特點。

(1) 類型多：線路、設(shè)備、器具等分類復(fù)雜。

(2) 覆蓋范圍廣：資產(chǎn)分散在電網(wǎng)部署的各個區(qū)域，地域廣，地點多。

(3) 動態(tài)變化：受用電需求增加、設(shè)備老化、天氣、自然災(zāi)害等因素影響，資產(chǎn)會經(jīng)常變動，損耗嚴重。

(4) 產(chǎn)權(quán)關(guān)系復(fù)雜：包括國有資產(chǎn)、省屬資產(chǎn)、代管資產(chǎn)、農(nóng)村集體資產(chǎn)等等，產(chǎn)權(quán)關(guān)系復(fù)雜。

(5) 涉及部門多：資產(chǎn)購買、質(zhì)量驗收、核算價值都有不同部門負責(zé)，涉及到的人員及部門都非常多。

(6) 影響大：電網(wǎng)不同于其他產(chǎn)業(yè)，一旦電力設(shè)備或線路故障，對社會的日常生產(chǎn)會造成巨大損失，甚至擾亂社會秩序。

2 電網(wǎng)資產(chǎn)全壽命周期管理(LCAM)

2.1 階段劃分

資產(chǎn)的全壽命周期管理(Life Cycle Asset Management，LCAM)是以資產(chǎn)為核心，對與其相關(guān)的人力、金融、信息、無形資產(chǎn)，在規(guī)劃可研、采購、運維直至退役全壽命周期進行統(tǒng)籌管理，實現(xiàn)成本、效能、安全多方面綜合最優(yōu)。包括以下幾個階段。

(1) 規(guī)劃可研階段：科學(xué)合理、有預(yù)見性的可研設(shè)計，既要考慮電網(wǎng)資產(chǎn)后續(xù)發(fā)展的持續(xù)性，也要考慮當(dāng)前企業(yè)實際需求。

(2) 采購建設(shè)階段：應(yīng)用全壽命周期(Life Cycle Cost，LCC)成本管理的方法制定最優(yōu)采購策略，實現(xiàn)電力設(shè)備效益最大、購置成本最低[2]。

(3) 運維檢修階段：準確記錄資產(chǎn)表現(xiàn)及成本信息，為狀態(tài)評估、分析決策奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

(4) 退役處置階段：資產(chǎn)的報廢、再利用管理，規(guī)范廢舊物資管理流程，合理分攤應(yīng)用價值。

2.2 LCC模型

電網(wǎng)企業(yè)開展資產(chǎn)管理的最終目的是在確保設(shè)備安全可靠運行的基礎(chǔ)上追求成本最優(yōu)，盡可能將費用降到最低，因此構(gòu)建LCC成本管理模型如下：

LCC=CI+CO+CM+CF+CD

(1)

其中，CI代表建造成本，CO代表運行成本，CM代表維護成本，CF代表故障成本，CD代表報廢成本運行維護成本主要是保證設(shè)備安全穩(wěn)定付出的費用，與資產(chǎn)壽命、故障成本都有所關(guān)聯(lián)。報廢成本則與運行維護無直接聯(lián)系，只對最終的全周期成本有影響。

3 綜合分析評價體系構(gòu)建

3.1 指標體系與算法

電網(wǎng)資產(chǎn)的評價體系需要考慮的因素很多，既要持續(xù)提高供電可靠性，還要具備應(yīng)急能力、本文構(gòu)建分析評價體系時從3個大方面進行分解：效能管理、成本管理、安全管理。具體指標如圖1所示。

圖1 電網(wǎng)資產(chǎn)綜合分析評價體系

(1) 安全管理：考核設(shè)備事故、風(fēng)險點防范、安全措施執(zhí)行情況等，主要包括系統(tǒng)、設(shè)備、人身各個等級的事故次數(shù)、直接及間接的經(jīng)濟損失等。

(2) 效能管理：主要考核使用效率和產(chǎn)品質(zhì)量，包括供電可靠性、電壓合格率、平均停電時長、次數(shù)、系統(tǒng)平均負荷率等。

(3) 成本管理：包括單體檢修/搶修費用、材料成本、人工成本、折舊費用、融資性租賃分攤、單體報廢處置費用等。

3.2 評價模型

基于上一章節(jié)構(gòu)建的綜合分析評價體系，利用線性加權(quán)評價法構(gòu)建評價模型：

(2)

其中，T1代表綜合得分,S/E/C代表安全管理/效能管理/成本管理評價得分,ws、we、wc分別代表安全管理,效能管理,成本管理評價指標值的權(quán)重。

(1) 安全管理評價得分S

(3)

(2) 效能管理評價得分E

(3) 成本管理評價得分C

(5)

4 關(guān)鍵技術(shù)選型

4.1 大數(shù)據(jù)組件

(1) Hadoop是一種分布式系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)，實現(xiàn)可靠、可伸縮、高效的進行數(shù)據(jù)處理。其中的HDFS組件具有高容錯性，為海量數(shù)據(jù)提供存儲方式，另一個核心是MapReduce，實現(xiàn)數(shù)據(jù)計算。而且Hadoop是開源的，軟件開發(fā)成本會大幅降低。

(2) Spark是與Hadoop類似的集群計算環(huán)境，適合大規(guī)模數(shù)據(jù)的計算引擎，基于內(nèi)存計算的開源類HadoopMapReduce的通用并行框架，但它采用了內(nèi)存分布數(shù)據(jù)集，不需要再從分布式文件系統(tǒng)中進行讀取操作，更適合應(yīng)用與大規(guī)模、低延遲數(shù)據(jù)分析。

(3) Storm為分布式實時計算提供了通用原語，可以非常方便的在集群中編寫復(fù)雜的實時計算，而且可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)流的連續(xù)查詢，每秒鐘可處理數(shù)以百萬計的消息。

綜上，Hadoop適用于實時性較低的批處理場景，Storm適用于實時數(shù)據(jù)流處理場景，Spark適用于多次操作特定數(shù)據(jù)集的場景。

4.2 數(shù)據(jù)庫

常用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫雖然在事務(wù)處理方面占有優(yōu)勢，但架構(gòu)部署時橫向擴展能力不足，維護復(fù)雜，對于電力行業(yè)這樣數(shù)據(jù)規(guī)模增長快速的行業(yè)來說不是很適合。因此本文選用Hadoop系列框架，使用分布式技術(shù)提升擴展性，同時也提高對電網(wǎng)海量資產(chǎn)數(shù)據(jù)的并行處理能力。

4.3 ETL接口

(1) Kafka是開源的流處理平臺，是一種高吞吐量的分布式發(fā)布訂閱消息系統(tǒng)，即便硬件普通，也能實現(xiàn)每秒鐘數(shù)百萬的吞吐量，它通過Hadoop的并行加載機制進行統(tǒng)一消息處理，以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換與裝載。

(2) Sqoop是一款開源的數(shù)據(jù)抽取工具，主要用于Hadoop與傳統(tǒng)的Oracle、MySQL等關(guān)系型數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)傳遞，屬于分布式數(shù)據(jù)遷移工具，可以分割數(shù)據(jù)集并創(chuàng)建任務(wù)處理每個區(qū)塊，適用于大數(shù)據(jù)批量傳輸[4]。

4.4 組網(wǎng)架構(gòu)

本文采用Sqoop數(shù)據(jù)抽取工具實現(xiàn)源數(shù)據(jù)采集，采用MapReduce框架實現(xiàn)數(shù)據(jù)計算，采用HDFS分布式文件系統(tǒng)實現(xiàn)批處理，采用Storm實現(xiàn)數(shù)據(jù)流實時處理，最終根據(jù)前文構(gòu)建的全壽命周期管理辦法及資產(chǎn)綜合分析評價模型進行管理與評價，輸出可視化頁面，系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖

5 案例分析

為驗證本文設(shè)計的電網(wǎng)資產(chǎn)全壽命周期綜合分析評價模型的實用性，對天津某供電企業(yè)的資產(chǎn)數(shù)據(jù)進行收集后進行評價，結(jié)果如表1所示。

表1 評價結(jié)果表

續(xù)表

由上表可知，表明該供電公司資產(chǎn)管理的總體情況較好，其中安全管理水平最好，但效能管理和成本管理還存在提升空間，例如運行維護階段的設(shè)備等效利用率、退役處置階段的退運設(shè)備成新率較低需要重點關(guān)注，在廢舊物資處理方面，需制定統(tǒng)一規(guī)范，集中處理與變更[5]。

6 總結(jié)

本文利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的采集、分析、處理與存儲，實現(xiàn)了電網(wǎng)資產(chǎn)海量數(shù)據(jù)的匯總與分析，通過LCMA理念設(shè)計的電網(wǎng)資產(chǎn)綜合分析評價體系在實際應(yīng)用中也具有很好的實用性，但在管理與效益的關(guān)聯(lián)關(guān)系、收益風(fēng)險規(guī)避等方面探索不足，還需進一步研究。