基于精益化管理的配网节能降损新模式.pdf

RURAL ELECTRIFICATION基于精益化管理的配网节能降损新模式商学斌（广东电网有限责任公司广州供电局，广东 广州 510000）摘要：精益化管理是配网节能降损的关键手段，可在智能平台基础上实现电量综合管理、线损动态分析、降损实时管控，其经济效益显著。研究以某10 kV 配网线损情况为例，分析其线损居高不下的主要原因，针对其开展全方位、智能型的精益化管理，从根本上改善 10 kV 配网节能降损效果。关键词：10 kV 配网；线损；精益化管理；节能降损中图分类号：TM731ANewModeofEnergyConservationandLossReductionBasedonLeanManagementSHANGXuebin(GuangdongPowerGridLimitedLiabilityCompanyGuangzhouPowerSupplyBureau,GuangdongGuangzhou510000,China)Abstract:Leanmanagementisakeymeansofenergyconservationandlossreductionindistributionnetworks.Realizecomprehensivemanagementofelectricityconsumption,dynamicanalysisoflineloss,andreal-timecontroloflossreductiononthebasisofanintelligentplatform.Itseconomicbenefitsaresignificant.Thisarticletakesthecaseofa10kVdistributionnetworklinelossasanexampletoanalyzethemainreasonsforitshighlineloss.Carryoutcomprehensiveandintelligentleanmanagementonit.Fundamentallyimprovetheenergy-savingandlossreductioneffectof10kVdistributionnetwork.Keywords:10kVdistributionnetwork;lineloss;leanmanagement;energysavingandlossreduction10kV 配网与用户侧连接，供电半径较长，线路较为复杂，易出现由设计不合理及管理不到位引起的异常线损，影响配网的安全性、可靠性和经济性。尤其是在“双碳”战略目标背景下，10kV 配网运营模式亟待改革优化，须围绕线损考核形成科学高效的管理体系，最大限度减少电能损耗，全面推动 10kV 配网高效、环保、经济运行1。1精益化管理在配网节能降损中的应用1.1精益化管理平台架构利用在线技术和智能平台构建精益化管理系统，如图 1 所示。该系统主要为扁平化分布式结构，由源系统、数据采集、数据存储、数据处理及业务模型 5 个层级构成，各层间支持“5G+局域网”通信模式，可实现双向信息传输，为配网节能降损管理提供了全方位数据支撑。源系统主要包括 4 个模块，包括 SCADA 系统、GIS 系统、电能量采集系统、用电信息采集系统等，可为线损管理提供有效参考依据，在状态信息及电能指标基础上快速判断其是否存在线路异常损耗。数据采集主要根据上层信息完成源系统数据的抽取、转换和清洗，将海量数据同步到精益化管理平台中，为后续线损分析和电能管理提供有效参考。运行过程中依照上层发布的数据采集指令，定向抽取营销系统、计量自动化系统、配网运行系统中的用户用电信息和线路状态数据，配合 GPRS 信息打包并进行格式转换，通过局域网或无线网传输到分布式文件系统中，用于线损监测和评估。数据存储环节则是利用大数据支撑的分布式存储模式，构建列式数据库、分布式数据仓库和分布式关系数据库，在上述 3 部分存储模式基础上快速实现结构化数据、半结构化数据及非结构化数据的存储、调用。并通过关系型数据关联和列式数据关联等，在海量存储中快速读取和调用，从根本上提升了配网线损管理的科学性、时效性和经济性。数据处理过程中可以面向线损管理开展数据查询、接口服务和批量计算等。该环节中利用多维度分析确定配网线路的运行状态、线损指标、风险系数等，包括聚类模型、回归分析、分类分析、关联分析等，从根本上提升了线损率计算的准确性，有收稿日期：20230630;修回日期：20230806DOI:10.13882/ki.ncdqh.2023.10.013Information System|信息系统2023 年第 10 期 总第 437 期 49RURAL ELECTRIFICATION效把握线损规律，为线损管理提供了参考依据。与此同时，上述数据处理过程中对数据运算方法进行进一步挖掘，拓展线损分析、窃电分析的维度，为不同业务需求提供全面的数据支撑。业务体系中主要包括业务模型和应用展示 2 大部分。其中业务模型可面向线损管理提供数据模型，确保人员能够实时获取配网线路信息，监测线路损耗异常情况；应用展示则在可视化技术基础上形成动态分析和实时告警，一旦出现线损超标，则直接报警处理并形成异常对照，形成综合化电能降损节能管理决策。1.2精益化管理模式分析主要通过实时线损情况制定针对性管控措施，主要内容如下。线损参数的计算。当不存在无功补偿时，可根据线路损失率和变压器损失率，计算出线路与变压器的可变损耗关系，确定正常情况下的损耗数值。在 10kV 配网运行过程中可采集电压、电流等数值，计算实时功率因数，并根据可变损耗关系，得出运行状态下的损耗数值。线损异常的分析。根据线损参数，可设置功率因数计算模型、电流异常判别模型、负载分析模型、载比分析模型等。在上述计算模型中导入 10kV 配网运行数据、线损参数等，直接输出匹配结果，确定其是否为功率因数异常、重载过载、电压异常等导致的线损异常，从而展开针对性处理和防控，详见表 1。表 110 kV 配网线损精益化管理模型分析计算模型运行方式功率因数计算模型可确定配网线路运行中有功功率和视在功率比值是否在标准范围内电流异常判别模型主要观察线路节点电流密度、正反电流情况等，分析安全电流密度、经济电流密度和正常电流密度的线路段，筛选出“卡脖子”区域负载分析模型利用配网线路运行状态下的电流数据和电压数据，计算是否存在电阻值异常载比分析模型根据末端电压值、电流数据等，判断是否存在重载、超载等现象，确定配网线路能耗是否异常，在判断偷电窃电中效果显著上述输出结果，若显示为功率因数异常则应增加无功补偿装置，若显示为电流异常则应加强用电规划，若显示为负载异常则应做好供电设计，若载主网电量与损耗分析模型配网分线分析模型业务模型电能节点管理模型电网拓扑分析模型窃电预警分析模型数据查询接口服务多维度分析批量计算内存计算数据挖掘运算方法数据处理列式数据库分布式数据仓库分布式关系数据库分布式文件系统数据存储SCADA系统电网GIS系统电能量采集系统用电信息采集系统源系统数据抽取数据转换数据清洗数据采集成因分析指导优化对照与异常分析任务管理线损计算窃电预警原始数据管理预处理数据管理线损与窃电分析应用展示基础数据管理平台安全治理权限计算存储接入系统监控数据治理配置管理部署升级图 110 kV 配网线损精益化管理平台架构商学斌：基于精益化管理的配网节能降损新模式50 2023 年第 10 期 总第 437 期RURAL ELECTRIFICATION比异常则应深化计量管理。从不同方面出发，对症下药，在精益化管理模式下全面改善 10kV 配网运行的安全效益和经济效益。2基于精益化管理的配网节能降损措施2.1优化无功补偿，保证降损效果针对线路功率因数异常情况，配置无功补偿装置，减少损耗。如 2022 年 1 月 28 日，某配网 10kV段母线损率达到 5.8%，输出结果显示功率因数异常。现场检查后确认，段母线功率因数异常，须增加无功补偿装置。在配置一体化箱式无功补偿系统后，采集线路中的电压、电流信号，分析无功负荷情况，利用计量装置和微机计算功能，快速得到无功缺额量，采用“无功+电压”组合控制进行无功补偿，达到了预期效果，线损异常情况消除2。2.2做好供电设计，形成合理分布针对电流异常情况和负载异常情况，做好用电规划设计。用电负荷预测。可在精益化管理平台中利用GIS 数据，展开 24h、1 个月、1 年等阶段的用电负荷预测，针对区域用电“卡脖子”现状，调整用电负荷裕度、增加变压器扩容等，以保证其能够满足设定的用电指标3。优化供电半径。按照“小容量、密布点、短半径”的原则适当增加电源点，尽量采用环网支线方式实现配网线路的辐射，最大限度减少远距离输电，从而降低 10kV 配网线路损耗。2.3深化计量管理，做好用电管控电量抄核收是配网计量管理的重要手段。为进一步增强 10kV 配网运行的安全性、可靠性和经济性，在精益化管理过程中应运用好计量抄核收体系，通过计量装置快速采集用户用电信息，判断线路是否存在高电阻现象，用户是否存在异常用电行为。以 10kV 配网“智算”线损管理模式为例，汇聚营销、计量自动化、设备中心系统数据等，通过理论线损动态计算功能自动更新阈值，实现了营配调计量多种数据联动智能处理馈线、台区转电合并。上述环节对计量装置故障、电子化移交异动等当月处理可恢复数据，实现异常现象事前提醒，改变异常分析处理滞后现状；对异常率数据锁定前可处理数据，实现异常问题事中推送。异常率数据锁定后，快速完成异常原因事后分析，最终建立异常治理事前、事中、事后“三道防线”4-5。2.4加强业务培训，实现综合管控应做好业务培训，在线损管理制度、绩效考核机制、业务培训机制等基础上，实现业务素质和技术水平的全面优化。应明确精益化管理小组工作内容，确定 10kV 配网线损管理要点、责任划分和风险防控方案，保证人员在工作中能够有章可循、有据可依。绩效考核制度应明确人员责任范围、能力指标、工作成效等，按照上述 3 方面开展科学化、公开化、透明化考评。同时，还应将线损考核结果、补偿投运指标等与绩效挂钩，增强人员对配网线损管理的重视度。业务培训时应强化 10kV 配网线损精益化管理业务流程体系，从业务内容出发做好知识培训和实操演练，保证人员能够严格依照要求展开 10kV 配网线损控制，为线损精益化管理提供后备人员。3结束语精益化管理可在人员管理、技术管理、设备管理等基础上达到资源利用效益的最大化，将精益化管理模式运用到 10kV 配网节能降损管控工作中时，应做好线损管理平台建设和精益化管控模式调整，形成与 10kV 配网运行现状相协调的综合管理体系，精准把握 10kV 配网运行中的缺陷弊病，有针对性地展开处理和防控，保障 10kV 配网又好又快建设和发展。参考文献卢健强，兰月，郭金刚，等.基于层次分析法的配电网线损全周期精益化管理J.东北电力技术，2023,44(2)：1419.1郭娟.360精益化管理降低配网线损J.农村电工，2012(12)：40.2周怡冰，陈芳，陈晶腾，等.配电网技术降损之配电网电压质量改善措施探索实践J.电气开关，2022,60(3)：2024.3郭鹏程.10 kV及以下配电网线损精细化管理及降损措施J.数字化用户，2017,23(21)：215+217.4林琳，刘博，林祺蓉，等.基于能源互联网的智能配电网精益化管理体系研究J.山东电力技术，2017,44(8)：4548.5作者简介商学斌（1980），男，工程硕士，主要工作方向：线损管理。（责任编辑：袁航）Information System|信息系统2023 年第 10 期 总第 437 期 51