论文部分内容阅读
DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2010-5640-5168
摘 要：随着电网线损管理力度的不断加强，降本增效成为了电网企业持续健康发展的关键，尤其在国网一体化电量与线损管理系统大力推广的情况下，电网管理线损越来越小，高损排查与降损治理成为基层供电所的主要工作。本文提出了基于大数据的配电网降损决策及技术投资经济分析方法，并研发配电网降损决策及技术投资经济分析系统，采用大数据分析技术，快速准确定位线损异常原因，智能化提供降损建议并进行技术经济投资分析，辅助配电网降损改造工作的开展。
关键词：大数据 降损 技经分析 决策系统
中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：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
當前配电网降损优化分析主要存在以下问题：高损排查缺乏有效的分析手段，单纯依靠手工核查及分析，工作效率及质量无法得到保证;降损方法不够精益，在无法精准排查设备运行状况下，对设备进行改造，容易造成线损管理上的“投资大、回报小”情况;降损改造评估不够全面，进行配电网降损改造前，不仅需要有详细的定性分析，还需要有科学的定量计算，即将定性分析与定量计算结合起来。
1 基于大数据的配电网降损决策方法研究
1.1 线损异常成因分析
配电网线损影响因素众多，例如，设备耗能等级、无功补偿程度、负荷空间分布情况、分布式电源接入情况等，采用因子分析法，从众多影响因素中获取线损异常主要成因，结合配电网降损改造方法，实现配电网降损方法优选。 因子分析法主要步骤如下。
（1）收集配电网线损异常因素，如配线供电量、配线所属公变电量、配线所属专变电量、功率因数、供电半径、公变变压器容量、配线所属架空线路长度、配线所属电缆线路长度，公变占售电量比例等。
（2）计算各线损异常影响因素之间的相关性： 大大
（3）利用因子分析法，确定各因子对线损的影响程度，从而定位线损异常主要成因。
1.2 配电网降损决策方法研究
本文研究基于大数据的配电网降损决策方法，其中包括常规的更换设备型号、无功优化，进一步分析双电源优化降损方法及对分布式接入位置及渗透率优化，选取最优降损决策方案。
（1）常见配电网降损决策方法。
更换卡脖子导线和高耗能型设备，一类是能效等级较高，濒临淘汰的设备，例如S7系列的配变。一类是长期存在重过载运行的设备。从电网节能及运行安全考虑，结合负荷运行情况，对设备进行更换。
无功优化，无功补偿不足，不仅增加电网损耗，还会导致末端出现低电压的现象，结合负荷运行情况，对配电网进行无功优化，包括就地无功补偿、分散无功补偿和集中无功补偿等方法。
（2）基于大数据的降损优化分析。
联络开关优化，优化双电源运行线路，结合地理位置及负荷分布情况实现联络开关位置优选安装方案，保障联络智能开关对分线线损的归真，理论线损采用前推回代潮流法，最终以理论线损最小、同期线损最优为优化目标，得到最优方案，实现优化降损运行。
分布式电源上网优化，分布式电源的接入会改变配电系统的功率流动从而改变线路损耗，从分布式电源接入位置、容量、接入方式等方面考虑，选取分布式电源最优入网方案，达到节能降损的目的。
利用大数据线损异常成因分析结果，提高配电网高损排查效率，再结合配电网降损方法，实现配电网降损决策优选。
2 配电网降损改造技术投资经济分析研究
针对配电网降损改造方案，结合电网实际情况，对改造方案进行定性、定量分析。
2.1 成本分析
在对配网进行改造前，首先需要调查现有配网现状，明白现有配网的薄弱环节，在考虑电网运行安全可靠，并保证电能质量的前提下，达到电网发展和经济合理的目标。投资成本分为直接成本和间接成本。
（1）直接成本如表1所示。
（2）间接成本如表2所示。
2.2 投资指标分析
如表3所示，投资变化率用来衡量项目预算投资与审核结算造价的匹配程度。若项目投资金额没有出现超标现象，與预算资金相比有结余，则说明投资控制良好。
投资单价水平为项目单位造价与参考造价，如省电网公司或国家规定的标准单价的相对指标。配网投资项目的造价控制需要参考省电网公司水平及国家标准，对项目过程中的投资单价水平进行横向比较，根据预算、结算造价进行宏观造价结构和合理性分析，根据决算造价总结出典型工程单位造价指标，对配网工程项目的电缆、环网柜、配变和低压线路等进行投资单价水平测算，评估项目造价控制的力度。
3 配电网降损决策及技术投资经济分析系统
3.1 数据管理
如图1所示，数据管理模块提供数据接口、离线导入、手工维护三种数据维护方式，具体功能如下：
档案管理，提供配线、导线、公/专变等设备基本属性维护功能，为配电网降损决策及技经分析提供数据支撑。
运行数据管理，提供配线、公/专变运行数据维护功能，包括电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等。
图模管理，提供配网自动成图功能，可视化展示配电网设备分布情况。
3.2 计算分析
计算分析提供配电网理论线损计算功能，根据数据情况可提供多种算法，包括等值电阻法、前推回代潮流法等，基于理论线损计算结果，定位高损异常设备，图形化展示分析结果。
3.3 降损决策
降损决策提供配电网降损改造辅助决策功能，包括更换设备型号、无功优化等，利用大数据分析结果，实现配电网降损方案优选。
3.4 技经分析
对降损方案进行技术投资经济分析，评估电网改造技术投资收益情况，优选方案。
3.5 系统设置
系统设置提供设备典型参数、设备造价库、典型日维护功能。
4 结语
配电网降损决策及技术投资经济分析系统，利用大数据算法，准确定位线损异常原因，提供合理的降损改造建议，并对改造方案的技术投资经济效益进行分析，使得配电网节能改造项目有理可依，达到降低投资，提高收益的效果。
参考文献
[1] 孟天璇.配电网同期线损分析及降损措施研究[D].济南：山东大学，2020.
[2] 孙一帆.低压配电网线损影响因素与降损策略研究[D].南京：东南大学，2018.
[3] 孙博.配电网线损分析及其应用研究[D].长春：吉林大学，2016.
[4] 张惠参.配电网自动化建设若干问题及其优化措施[J].中国新技术新产品，2017（22）：116-117.
[5] 王德金，党成斌，颜勇，等.配电网无功及三相不平衡综合补偿仿真系统设计与应用[J].电气应用，2017（21）：90-95.
[6] 杨婧，辛明勇，欧家祥，等.基于大数据的配电网线损定位与评估方法研究[J].中国测试，2019，45（7）：19-24.
[7] 徐飞，孙明柱，凌松，等.基于电力大数据的配电网同期线损管理[J].安徽电力，2019，36（1）：43-46.
摘 要：随着电网线损管理力度的不断加强，降本增效成为了电网企业持续健康发展的关键，尤其在国网一体化电量与线损管理系统大力推广的情况下，电网管理线损越来越小，高损排查与降损治理成为基层供电所的主要工作。本文提出了基于大数据的配电网降损决策及技术投资经济分析方法，并研发配电网降损决策及技术投资经济分析系统，采用大数据分析技术，快速准确定位线损异常原因，智能化提供降损建议并进行技术经济投资分析，辅助配电网降损改造工作的开展。
关键词：大数据 降损 技经分析 决策系统
中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：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
當前配电网降损优化分析主要存在以下问题：高损排查缺乏有效的分析手段，单纯依靠手工核查及分析，工作效率及质量无法得到保证;降损方法不够精益，在无法精准排查设备运行状况下，对设备进行改造，容易造成线损管理上的“投资大、回报小”情况;降损改造评估不够全面，进行配电网降损改造前，不仅需要有详细的定性分析，还需要有科学的定量计算，即将定性分析与定量计算结合起来。
1 基于大数据的配电网降损决策方法研究
1.1 线损异常成因分析
配电网线损影响因素众多，例如，设备耗能等级、无功补偿程度、负荷空间分布情况、分布式电源接入情况等，采用因子分析法，从众多影响因素中获取线损异常主要成因，结合配电网降损改造方法，实现配电网降损方法优选。 因子分析法主要步骤如下。
（1）收集配电网线损异常因素，如配线供电量、配线所属公变电量、配线所属专变电量、功率因数、供电半径、公变变压器容量、配线所属架空线路长度、配线所属电缆线路长度，公变占售电量比例等。
（2）计算各线损异常影响因素之间的相关性： 大大
（3）利用因子分析法，确定各因子对线损的影响程度，从而定位线损异常主要成因。
1.2 配电网降损决策方法研究
本文研究基于大数据的配电网降损决策方法，其中包括常规的更换设备型号、无功优化，进一步分析双电源优化降损方法及对分布式接入位置及渗透率优化，选取最优降损决策方案。
（1）常见配电网降损决策方法。
更换卡脖子导线和高耗能型设备，一类是能效等级较高，濒临淘汰的设备，例如S7系列的配变。一类是长期存在重过载运行的设备。从电网节能及运行安全考虑，结合负荷运行情况，对设备进行更换。
无功优化，无功补偿不足，不仅增加电网损耗，还会导致末端出现低电压的现象，结合负荷运行情况，对配电网进行无功优化，包括就地无功补偿、分散无功补偿和集中无功补偿等方法。
（2）基于大数据的降损优化分析。
联络开关优化，优化双电源运行线路，结合地理位置及负荷分布情况实现联络开关位置优选安装方案，保障联络智能开关对分线线损的归真，理论线损采用前推回代潮流法，最终以理论线损最小、同期线损最优为优化目标，得到最优方案，实现优化降损运行。
分布式电源上网优化，分布式电源的接入会改变配电系统的功率流动从而改变线路损耗，从分布式电源接入位置、容量、接入方式等方面考虑，选取分布式电源最优入网方案，达到节能降损的目的。
利用大数据线损异常成因分析结果，提高配电网高损排查效率，再结合配电网降损方法，实现配电网降损决策优选。
2 配电网降损改造技术投资经济分析研究
针对配电网降损改造方案，结合电网实际情况，对改造方案进行定性、定量分析。
2.1 成本分析
在对配网进行改造前，首先需要调查现有配网现状，明白现有配网的薄弱环节，在考虑电网运行安全可靠，并保证电能质量的前提下，达到电网发展和经济合理的目标。投资成本分为直接成本和间接成本。
（1）直接成本如表1所示。
（2）间接成本如表2所示。
2.2 投资指标分析
如表3所示，投资变化率用来衡量项目预算投资与审核结算造价的匹配程度。若项目投资金额没有出现超标现象，與预算资金相比有结余，则说明投资控制良好。
投资单价水平为项目单位造价与参考造价，如省电网公司或国家规定的标准单价的相对指标。配网投资项目的造价控制需要参考省电网公司水平及国家标准，对项目过程中的投资单价水平进行横向比较，根据预算、结算造价进行宏观造价结构和合理性分析，根据决算造价总结出典型工程单位造价指标，对配网工程项目的电缆、环网柜、配变和低压线路等进行投资单价水平测算，评估项目造价控制的力度。
3 配电网降损决策及技术投资经济分析系统
3.1 数据管理
如图1所示，数据管理模块提供数据接口、离线导入、手工维护三种数据维护方式，具体功能如下：
档案管理，提供配线、导线、公/专变等设备基本属性维护功能，为配电网降损决策及技经分析提供数据支撑。
运行数据管理，提供配线、公/专变运行数据维护功能，包括电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等。
图模管理，提供配网自动成图功能，可视化展示配电网设备分布情况。
3.2 计算分析
计算分析提供配电网理论线损计算功能，根据数据情况可提供多种算法，包括等值电阻法、前推回代潮流法等，基于理论线损计算结果，定位高损异常设备，图形化展示分析结果。
3.3 降损决策
降损决策提供配电网降损改造辅助决策功能，包括更换设备型号、无功优化等，利用大数据分析结果，实现配电网降损方案优选。
3.4 技经分析
对降损方案进行技术投资经济分析，评估电网改造技术投资收益情况，优选方案。
3.5 系统设置
系统设置提供设备典型参数、设备造价库、典型日维护功能。
4 结语
配电网降损决策及技术投资经济分析系统，利用大数据算法，准确定位线损异常原因，提供合理的降损改造建议，并对改造方案的技术投资经济效益进行分析，使得配电网节能改造项目有理可依，达到降低投资，提高收益的效果。
参考文献
[1] 孟天璇.配电网同期线损分析及降损措施研究[D].济南：山东大学，2020.
[2] 孙一帆.低压配电网线损影响因素与降损策略研究[D].南京：东南大学，2018.
[3] 孙博.配电网线损分析及其应用研究[D].长春：吉林大学，2016.
[4] 张惠参.配电网自动化建设若干问题及其优化措施[J].中国新技术新产品，2017（22）：116-117.
[5] 王德金，党成斌，颜勇，等.配电网无功及三相不平衡综合补偿仿真系统设计与应用[J].电气应用，2017（21）：90-95.
[6] 杨婧，辛明勇，欧家祥，等.基于大数据的配电网线损定位与评估方法研究[J].中国测试，2019，45（7）：19-24.
[7] 徐飞，孙明柱，凌松，等.基于电力大数据的配电网同期线损管理[J].安徽电力，2019，36（1）：43-46.