本文是一篇工程管理论文,本文运用现有用电信息采集系统及RPA流程助力A乡镇供电所进行了低压台区线损精益化管理实践,随着智能电网技术的发展,未来的低压台区线损管理将更加依赖于智能化技术。
第1章绪论
1.1选题的背景和意义
1.1.1选题的背景
随着经济的飞速发展,人们对电力的需求也与日俱增,在国家为中小企业减负,终端电价多次下调的背景下,降损增效成了电力企业增加概念收益的重要手段。强化线损管理,落实降损措施,成为供电企业长期稳定发展的重要任务之一,线损管理也作为评价供电企业管理水平的重要指标。
目前我国的电力供应仍以火力发电为主,传统的火力发电以煤炭作为主要发电能源,火电机组发电效率逐年降低、燃烧后处理不善等问题,造成在发电过程中产生了大量的碳排放。[2]在终端电能使用与日俱增的情况下,降低线路电能损耗对有效降低温室气体排放,实现碳达峰和碳中和目标具有重要意义。
国家电网公司2009年关于建设坚强电网的战略报告中提到,电力营销环节最重要的地方就是建立强大的用电信息采集系统。[3]智能表与用电信息采集系统的配套推广及应用改变了以前电磁式电能表人工月度抄表、月度计费、月度计算线损的局面。
低压台区线损管理经历了三个阶段,最初是由抄表人员手工抄录用户电能表度数及台区考核表读数,这个阶段线损只能按月计算且由于人工抄录的局限性,存在大量估抄、漏抄、错抄,且缺乏有效手段管控。第二阶段则是用电信息采集系统初期,电子表、智能表同时存在,此时大部分台区依靠系统较为准确的计算月度台区线损[4]。随着用电信息采集系统进一步应用,目前第三阶段可以实现客户用电信息的及时采集与实时监控,低压台区线损日计算成为线损管理的重要抓手和考核指标。
1.2国内外研究现状
1.2.1线损管理国内外研究现状
线损管理作为电力系统优化中的核心议题,在全球范围内持续受到学术界和工业界的高度重视。当前研究聚焦于通过先进的数据分析技术、智能算法和大数据处理能力来提升线损管理的效率和精确度。国内外学者致力于开发和完善线损预测模型,优化电网运行策略,并探索智能电网技术在降低线损方面的应用潜力。这些研究不仅涵盖了技术层面的创新,如机器学习和人工智能的应用,还包括了管理层面的改进,如线损管理评价体系的构建和优化。随着智能电网技术的不断进步,线损管理正逐渐实现从传统的被动管理向主动、智能化管理的转变,以适应能源效率提升和环境可持续性的要求。总体而言,线损管理领域的研究正朝着更加精细化、智能化的方向发展,旨在实现电力系统的经济运行和能源的高效利用。
随着科学技术的飞速发展,5G通信应用能实现海量数据准确快速传输,智能电能表全覆盖及用电信息采集系统建设为线损管理提供了便利。祝明(2018)[8]认为,在电力营销中,用电信息采集系统对于提高电力营销工作有着重要的作用,故如何创新和优化用电信息采集系统成为营销工作中以及工作人员检查工作的重要内容。依托用电信息采集系统进行的线损管理需要确保用户用电信息的准确及成功采集[12-13]。高毅(2017)[14]针对当前使用的用电信息采集系统,提出了一套配电网线损统计计算方法,运用系统完成线损计算,更准确的反映出线损的真实水平。
第2章理论基础与方法概述
2.1台区线损和线损率
2.1.1台区线损和线损率
低压配电台区是指在电力配电网络中,由单一或多个低压配电变压器及其附属的低压配电线路和用电设备构成的供电区域[27]。这一概念涉及到从高压配电系统到终端用户之间的电压转换、电能分配和电力管理。低压电力台区通常包括变压器低压侧的出线端至用户电表或连接点之间的所有电气设施,包括但不限于配电箱、低压电缆、架空线路、接户线以及用户侧的电能计量设备。在电力系统运营中,低压电力台区作为一个基本的管理单元,对于实现电能的有效分配、损耗控制、维护服务和用户管理具有至关重要的作用。该区域的划分有助于优化电力资源配置,提高配电网的运行效率和可靠性,同时为电力公司提供精确的线损分析和电费计算基础[28-29]。
低压台区线损是衡量电网技术经济性能的重要指标,分为技术线损和管理线损。在配电网输送和分配电能时,由于配电线路和设备的阻抗,电流通过时会产生有功功率损耗,包括变压器损耗、输电导线损耗及其他配电设备损耗,这些统称为技术线损。技术线损是电力系统中的固有现象,其大小受电网配置、设备性能和负荷分布的影响。管理线损则指台区运行中人为因素导致的电能损耗,包括但不限于管理不善、操作失误、计量不准确或窃电等,与供电企业自身管理体系的完善性紧密相关。控制和降低管理线损能提高电网的经济运行效率,增强电力供应的可靠性,对供电企业的经济效益和履行社会责任都极为重要[30-32]。
低压台区线损电量=低压台区供电量-低压台区售电量,在用电信息采集系统中,低压台区线损电量=台区主表正向供电量+光伏用户上网电量-售电量-台区主表反向电量[33]。
2.2台区理论线损计算
2.2.1低压台区理论线损计算方法
低压台区线损计算主要是根据电网结构参数和运行参数,运用电工学原理及其计算技术,计算低压台区中各个组成元件的线损理论值,以及各类线损构成比例,确定电网线损变化规律,并进行定性和定量的分析。对配电网低压台区线损理论计算方法算法主要有等值电阻法、电压损失法、三相不平衡算法,基于同源系统拓扑图的台区理论线损计算主要是应用等值电阻法在一体化电量与同期线损系统内进行理论线损模拟计算[39-41]。
2.2.1.1等值电阻法
(1)基本原理
根据热损耗相等的原理将整个低压台区的多分支电阻等效为一段电阻dxR在特定的时间段T内,配电低压台区各分支线路流过相应的电流iI时所产生的热损耗之和等于变压器出口平均电流pjI流过等效电阻dxR时所产生的热损耗。该方法计算台区理论线损对于主干线和分支线路区别不明显的0.4kV低压配电台区精度较高。
第3章 A供电所低压台区线损管理现状 .......... 17
3.1 A乡镇供电所概况 ........................... 17
3.2 地区线损管理现状 ............................. 17
第4章 A供电所低压台区线损精益化管理实践 ...................... 21
4.1 A供电所线损精益化管理计划准备 ....................... 21
4.1.1 人力资源重新分配 ................................ 21
4.1.2 线损率指标竞标实践 ................................ 22
第5章 基于DEA法低压台区线损精益化管理评价 .......................... 35
5.1 模型选择 ............................ 35
5.2 数据收集 ........................... 36
第5章基于DEA法低压台区线损精益化管理评价
5.1模型选择
DEA模型是一种评估生产效率的非参数技术,用于衡量多个决策单元(DMU)在多投入指标和多产出指标间的相对效率。由运筹学家Charnes、Rhodes和Cooper创立的DEA,其核心是基于应用数学中的线性规划。该模型分析了涉及多种资源投入和产出的情况,通过为每个DMU的投入和产出分配权重,计算加权产出与投入的比率,以此来评价各决策单元在资源利用上的相对效率。[52]。
DEA模型可细分为三种类型:CCR模型、BCC模型、DEA-Malmquist指数模型。
CCR模型指对DMU通过“投入一定数量的生产要素,并产出一定数量的产品”的经济系统来判断各个单元的相对合理性和有效性。从投入资源的角度来看,在当前产出的水准下,比较投入资源的使用情况,以此作为效益评价的依据,这种模式称为“投入导向模式”。
BCC模型指该模型假定规模报酬可变,主要测算纯技术效率(PTE)。纯技术效益(PTE)是技术效率(TE)与规模效率(SE)的比值,即PTE=TE/SE。
本文运用CCR模型对2023年度15个供电所(DMUS)线损管理评价分析,效率值为1则说明供电所线损管理有效,从15个供电所内选取投入产出最有效率的供电所。
第6章结论与展望
6.1结论
随着智能电网技术的发展,特别是用电信息采集系统及智能电能表的广泛应用,采集数据项和频次的增加,使得线损率的计算更加精确及时。这要求台区线损管理由以往粗放式指标管理向过程精益化管理转变,提高台区线损管理水平和工作质量变得刻不容缓。在电力体制改革,终端电价下降的大背景下,越来越多的电网企业将工作重点转移至提升线损精益化管理水平上。
本文在发现低压台区线损管理问题、低压台区线损精益化管理实践以及评价低压台区精益化管理成效方面取得了如下成果:
(1)从电网规划建设、电力营销管理、管理机制和人力资源分配四个方面总结了A供电所台区线损管理中存在的11类问题,为台区线损精益化改造提供方向。
(2)运用PDCA循环法,从计划、执行、检查、行动进行低压台区线损精益化管理实践,形成一套涉及人员调配、指标制定、降损任务执行以及业绩考核的台区线损精益化管理体系,A供电所在台区线损精益化管理实践下,线损率、优质服务等指标均有了较大提升。
(3)运用数据包络分析法(DEA),构建评价模型,收集近两年区域类型的15个供电所(执行单元)人员、投资、线损率下降情况等数据,对供电所线损管理进行评价分析,得出A供电所实施的台区线损精益化管理具有良好的效率,对供电企业降损增效,实现“双碳”目标有着积极的影响。
参考文献(略)