無功電壓管理與配網(wǎng)建設(shè)改造的多維融合

南京易司拓電力科技股份有限公司 羅定志

文中基于無功電壓管理“高指標(biāo)、高投訴”，配網(wǎng)建設(shè)改造“穩(wěn)增長、惠民生”的概況分析了二者融合的必要性，然后提出了專業(yè)管理、業(yè)務(wù)管理、信息支撐等無功電壓管理和配網(wǎng)建設(shè)改造的融合方向，介紹了無功電壓管理與配網(wǎng)建設(shè)改造融合支撐平臺(tái)建設(shè)的技術(shù)路線、數(shù)據(jù)來源及實(shí)際應(yīng)用效果。

無功電壓管理；配網(wǎng)建設(shè)改造；融合；支撐平臺(tái)

1 概述

1.1 無功電壓管理概況

1.1.1 現(xiàn)狀

電壓質(zhì)量（電壓合格率）是衡量電網(wǎng)能效、供電企業(yè)同業(yè)對(duì)標(biāo)與績效考核的重要指標(biāo)，也是供電企業(yè)社會(huì)承諾的首要指標(biāo)，直接反映了電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行管理和供電服務(wù)的水平。

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提升，特別是國家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、家電下鄉(xiāng)和新農(nóng)村建設(shè)、新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、智慧城市建設(shè)等項(xiàng)目的推進(jìn)，電網(wǎng)負(fù)荷及其波動(dòng)性越來越大，對(duì)電壓質(zhì)量的穩(wěn)定性提出了更高要求；受電網(wǎng)改造覆蓋面與改造水平、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與裝備水平、調(diào)壓與補(bǔ)償能力、運(yùn)行與監(jiān)控能力等因素影響，電壓質(zhì)量問題日趨突出，用戶電壓質(zhì)量問題投訴不斷增多，甚至嚴(yán)重影響到農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民日常生活。電壓質(zhì)量治理已經(jīng)與節(jié)能減排、治理霧霾、發(fā)展清潔能源、提升電網(wǎng)能效等同等成為每年兩會(huì)的熱點(diǎn)話題，成為國家和政府、社會(huì)和百姓、供電企業(yè)和電力用戶同時(shí)關(guān)注的焦點(diǎn)，更是成為服務(wù)三民活動(dòng)、推動(dòng)三農(nóng)建設(shè)、踐行群眾路線、保障人民生活的一項(xiàng)政治任務(wù)和民生工程。

中央“一號(hào)文件”已經(jīng)連續(xù)13年鎖定“三農(nóng)”問題，“2016年一號(hào)文件”在第四部分“推動(dòng)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展，提高新農(nóng)村建設(shè)水平”中指出：要加快實(shí)施農(nóng)村電網(wǎng)改造升級(jí)工程，開展農(nóng)村“低電壓”綜合治理。

1.1.2 存在問題

目前各級(jí)供電企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)管理或綜合管理部門設(shè)置無功電壓專責(zé)崗位，根據(jù)能源局《供電監(jiān)管辦法》要求，進(jìn)行電壓監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置、數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計(jì)、合格率上報(bào)和發(fā)布。受同業(yè)對(duì)標(biāo)和社會(huì)承諾等影響，監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置數(shù)量少、且主要設(shè)置在合格率較高地方，因此造成目前“高指標(biāo)、高投訴”的現(xiàn)象，這些電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)也無法支撐到“低電壓”治理與投訴處理。

1.2 配網(wǎng)建設(shè)改造概況

1.2.1 現(xiàn)狀

配電網(wǎng)作為聯(lián)系終端用戶與發(fā)、輸電系統(tǒng)的紐帶，是保證用戶安全可靠用電的重要環(huán)節(jié)。近幾年隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用戶對(duì)安全可靠供電的要求也越來越高，配電網(wǎng)存在的問題及薄弱環(huán)節(jié)日益顯現(xiàn)，嚴(yán)重制約了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為此，各級(jí)政府加大了對(duì)配電網(wǎng)建設(shè)改造的投資力度；供電企業(yè)管理、發(fā)展以及建設(shè)的重點(diǎn)也逐步從輸變電轉(zhuǎn)變?yōu)榕潆?，電網(wǎng)投資也逐步向配電領(lǐng)域轉(zhuǎn)移；配電網(wǎng)的管理、建設(shè)與改造也朝著精益化、專業(yè)化、多元化、智能化等方向發(fā)展。

2015年7月31日，國家能源局制定下發(fā)了《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃（2015-2020年）》，計(jì)劃將用五年左右時(shí)間，投入至少2萬億元，加大建設(shè)改造力度，全面加快現(xiàn)代配電網(wǎng)建設(shè)，“穩(wěn)增長、惠民生”。計(jì)劃要求到2020年，鄉(xiāng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)全面解決電網(wǎng)薄弱問題，基本消除長期“低電壓”，有效緩解春節(jié)、農(nóng)忙等季節(jié)性負(fù)荷突增引起的供電問題。要求通過配電網(wǎng)建設(shè)和改造，綜合電壓合格率達(dá)到表1所示指標(biāo)

1.2.2 主要問題

為保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，支撐小康社會(huì)全面建成，配電網(wǎng)的發(fā)展出現(xiàn)契機(jī)，但配電網(wǎng)規(guī)模龐大、自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)分散、監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量多、集成難度大，配電網(wǎng)建設(shè)改造也同時(shí)面臨著許多挑戰(zhàn)。具體如下：

(1)配電網(wǎng)的問題到底在哪？如何根據(jù)生產(chǎn)、運(yùn)行和管理需要，確定配電網(wǎng)建設(shè)改造的科學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)，以有效、準(zhǔn)確、及時(shí)地發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)問題，替代前期僅以《配電網(wǎng)建設(shè)改造技術(shù)原則》為依據(jù)的評(píng)價(jià)方法？

(2)針對(duì)大量的建設(shè)改造工程、有限的投資，如何反映各指標(biāo)對(duì)配電網(wǎng)問題的影響程度和權(quán)重？如何進(jìn)行合理的歸類和排序，確定建設(shè)改造的迫切度等級(jí)、投資優(yōu)先級(jí)等投資策略，替代前期的人為判斷？

菌株：傷寒沙門菌GIFU 10007(野生株，WT)，rpoE缺陷株(ΔrpoE)， rpoS缺陷株(ΔrpoS)，RNase E缺陷株(Δrne)，RNase III缺陷株(Δrnc)由本實(shí)驗(yàn)室保存，缺陷株使用自殺質(zhì)粒法制備.asrC啟動(dòng)子缺陷株(ΔPasrC)，WT+pBAD(WT含pBAD/gIII)，WT+pBAD-asrC(WT含pBAD-asrC)由本實(shí)驗(yàn)室制備[18].

表1 配電網(wǎng)建設(shè)改造目標(biāo)

(3)如何為建設(shè)改造方案提供完整的數(shù)據(jù)支撐，提升方案的科學(xué)性、系統(tǒng)性、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性？如何通過輔助決策、方案優(yōu)選來提升資金的使用效率，替代前期的“經(jīng)驗(yàn)”決策？

(4)如何對(duì)大量的配電網(wǎng)建設(shè)改造項(xiàng)目進(jìn)行閉環(huán)管理，確保一個(gè)個(gè)零碎、細(xì)小的配電網(wǎng)投資按質(zhì)按時(shí)完成？如何開展配電網(wǎng)投資的綜合評(píng)價(jià)、產(chǎn)出效益評(píng)估？

1.3 無功電壓管理與配網(wǎng)建設(shè)改造融合的必要性

面臨“高指標(biāo)、高投訴”的壓力，無功電壓專業(yè)必須尋求指標(biāo)全面提升、降低投訴率的途徑，必須由前期的考核監(jiān)管兼顧到全面電壓水平的評(píng)估、指標(biāo)和投訴問題的發(fā)現(xiàn)、問題成因的分析與切實(shí)的改造提升，這些都是配網(wǎng)建設(shè)改造的主要內(nèi)容；面臨“穩(wěn)增長、惠民生”的壓力，配網(wǎng)管理專業(yè)也必須尋求類似電壓合格率、可靠性等相關(guān)指標(biāo)，以及基于這些指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)全面水平的評(píng)價(jià)，進(jìn)而科學(xué)、系統(tǒng)、適應(yīng)性地發(fā)現(xiàn)、分析與解決問題。

2 無功電壓管理與配網(wǎng)建設(shè)改造融合的必然性

2.1 行業(yè)政策的要求

《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃（2015-2020年）》已經(jīng)投入大量資金進(jìn)行現(xiàn)代配電網(wǎng)的建設(shè)與改造，并提出了基本消除長期“低電壓”、電壓合格率的目標(biāo)值等目標(biāo)；中央“2016年一號(hào)文件”也提出要加快實(shí)施農(nóng)村電網(wǎng)改造升級(jí)工程、開展農(nóng)村“低電壓”綜合治理。所以行業(yè)政策層面已經(jīng)將無功電壓管理與配網(wǎng)建設(shè)改造相互融合。

2.2 供電企業(yè)生產(chǎn)與管理的要求

2.2.1 國家電網(wǎng)公司現(xiàn)狀

國家電網(wǎng)公司無功電壓管理專業(yè)在2016年度工作方向中就提出了“全面支撐‘低電壓’治理，發(fā)現(xiàn)與分析問題”的要求，已經(jīng)啟動(dòng)全部臺(tái)區(qū)首端“過電壓”、“低電壓”情況的成因分析工作，并將分析質(zhì)量納入了年度考核。

國家電網(wǎng)公司配網(wǎng)管理專業(yè)也將配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)、技術(shù)改造工作與“低電壓”治理工作進(jìn)行了全面融合，于2015、2016年每年投入200多億元用于“低電壓”治理。2015年初發(fā)布了《配網(wǎng)“低電壓”治理技術(shù)原則》，要求全面提高治理項(xiàng)目的質(zhì)量，確保治理完成后三年內(nèi)無同類型問題發(fā)生；要求按照“先管理、后工程”、“一臺(tái)區(qū)、一方案”的要求，綜合管理、基建、技改、大修等多種手段，科學(xué)制定治理方案。根據(jù)該原則，技術(shù)層面需要對(duì)智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)進(jìn)行完整準(zhǔn)確收集、挖掘分析、輔助決策，需要系統(tǒng)平臺(tái)與現(xiàn)場設(shè)備有機(jī)互動(dòng)，需要實(shí)現(xiàn)問題發(fā)現(xiàn)、定位、分析、治理全過程的集成解決方案；管理層面需要實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)建設(shè)改造與優(yōu)化治理的系統(tǒng)性、科學(xué)性、有效性、適應(yīng)性，需要實(shí)現(xiàn)“低電壓”問題、建設(shè)改造項(xiàng)目的閉環(huán)管理。

2.2.2 南方電網(wǎng)公司現(xiàn)狀

早在2014年，南方電網(wǎng)公司無功電壓專業(yè)就發(fā)布了《電壓合格率提升工作方案》，包含了三年臺(tái)區(qū)改造計(jì)劃，計(jì)劃用3年時(shí)間完成3.9萬臺(tái)“低電壓”臺(tái)區(qū)的改造。2015年年底，南方電網(wǎng)公司更是將無功電壓專業(yè)管理職能轉(zhuǎn)入配網(wǎng)管理處，實(shí)現(xiàn)了無功電壓與配網(wǎng)專業(yè)管理的徹底融合。

3 無功電壓管理與配網(wǎng)建設(shè)改造的多維融合

在中國進(jìn)入新常態(tài)的形勢下，供電企業(yè)的管理也步入新常態(tài)。為徹底釋放“高指標(biāo)、高投訴”、“穩(wěn)增長、惠民生”的壓力，根據(jù)行業(yè)政策方向，國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司均在專業(yè)管理、業(yè)務(wù)管理、信息支撐等方面實(shí)現(xiàn)了無功電壓管理、配網(wǎng)建設(shè)改造的多維深度融合。

3.1 專業(yè)管理融合

根據(jù)南方電網(wǎng)公司總部及廣東、廣西等省區(qū)電網(wǎng)公司的專業(yè)職能調(diào)整情況，無功電壓管理專業(yè)職能已經(jīng)納入配網(wǎng)部門，甚至將無功電壓專責(zé)與配網(wǎng)專責(zé)落實(shí)到一個(gè)人；國家電網(wǎng)公司也開始了兩個(gè)專業(yè)的聯(lián)合工作。專業(yè)管理融合不但有助于在配網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維、改造時(shí)兼顧兩個(gè)專業(yè)的需求，更有利于生產(chǎn)、運(yùn)行和管理過程中兩個(gè)專業(yè)的協(xié)調(diào)一致。

3.2 業(yè)務(wù)管理融合

無功電壓管理與配網(wǎng)建設(shè)改造的專業(yè)管理融合也有效推動(dòng)了專業(yè)內(nèi)、專業(yè)間的業(yè)務(wù)融合。

3.2.1 無功電壓指標(biāo)管理與“低電壓”治理的融合。

受長期以來同業(yè)對(duì)標(biāo)的影響，無功電壓專業(yè)“重指標(biāo)、輕管理和改造”觀念嚴(yán)重，導(dǎo)致指標(biāo)管理與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)，也是“高指標(biāo)、高投訴”的根源所在。在專業(yè)管理融合以后，無功電壓專業(yè)的部分業(yè)務(wù)逐步滲透到監(jiān)測能力提升、“低電壓”問題定位、“低電壓”原因分析、“低電壓”及投訴問題的解決等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)無功電壓指標(biāo)管理與“低電壓”治理的融合。

3.2.2 運(yùn)維管控與建設(shè)改造的融合。

導(dǎo)致“低電壓”的原因很多，既有電壓無功控制系統(tǒng)及裝置控制策略設(shè)置不科學(xué)、配變分接頭運(yùn)行檔位不合理、配變低壓三相負(fù)荷不平衡、低壓無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行異常等運(yùn)維管控問題，也有變電站中低壓母線、中壓配電線路、配變臺(tái)區(qū)等節(jié)點(diǎn)供電能力、補(bǔ)償能力、調(diào)壓能力等問題。要切實(shí)消除“低電壓”，必須采用多種運(yùn)維控制手段優(yōu)先、配網(wǎng)建設(shè)改造相結(jié)合的策略。

3.2.3 基礎(chǔ)建設(shè)與技術(shù)改造的融合。

根據(jù)“低電壓”治理、配網(wǎng)建設(shè)改造的科學(xué)性、系統(tǒng)性、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性要求，必須實(shí)現(xiàn)治理和建設(shè)改造策略、投資策略的優(yōu)選。在綜合分析“低電壓”產(chǎn)生原因后,必須按照輕重緩急，實(shí)現(xiàn)合電網(wǎng)規(guī)劃、基礎(chǔ)建設(shè)與農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)、技改大修、節(jié)能改造等工程的融合。

3.2.4 電壓合格率與可靠性、線損率的融合。

安全可靠的電力供應(yīng)和優(yōu)質(zhì)高效的供電服務(wù)是現(xiàn)代配電網(wǎng)建設(shè)改造的總體目標(biāo)。在“低電壓”綜合治理、配電網(wǎng)建設(shè)改造提升電壓合格率的同時(shí)，必須全面兼顧供電可靠性、線損率等指標(biāo)，并建立配電網(wǎng)評(píng)價(jià)的綜合指標(biāo)體系。

3.2.5 電壓質(zhì)量與綜合電能質(zhì)量指標(biāo)的融合。

電壓質(zhì)量是配電網(wǎng)電能質(zhì)量的基礎(chǔ)指標(biāo)之一。隨著國家精準(zhǔn)扶貧的逐步推行，新能源接入容量及其對(duì)配電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響越來越大；隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)、新農(nóng)村建設(shè)、新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的逐步推行，電動(dòng)汽車數(shù)量越來越多，配電網(wǎng)沖擊負(fù)荷、敏感負(fù)荷也越來越多，所以需要實(shí)現(xiàn)電壓質(zhì)量與綜合電能質(zhì)量指標(biāo)的融合，尤其是與諧波、波動(dòng)、暫降等指標(biāo)的融合，綜合體現(xiàn)在配電網(wǎng)建設(shè)與改造方案中。

圖1 無功電壓管理與配網(wǎng)建設(shè)改造融合支撐平臺(tái)技術(shù)路線

3.3 信息支撐融合

信息支撐融合是專業(yè)管理融合、業(yè)務(wù)管理融合的基礎(chǔ)和前提條件。

要實(shí)現(xiàn)無功電壓質(zhì)量的全面體現(xiàn)，必須夯實(shí)監(jiān)測能力，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有電壓監(jiān)測儀數(shù)據(jù)與主網(wǎng)各電壓等級(jí)母線電壓數(shù)據(jù)、10 kV專用配電變壓器和公用配電變壓器電壓數(shù)據(jù)的融合，尤其是與千萬級(jí)居民用戶側(cè)電壓數(shù)據(jù)的融合，因?yàn)榇蟛糠帧暗碗妷骸卑l(fā)生在居民端。

要提升“低電壓”治理和配網(wǎng)建設(shè)改造方案的科學(xué)性、系統(tǒng)性、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性，必須建立準(zhǔn)確及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題、科學(xué)系統(tǒng)地分析問題、閉環(huán)切實(shí)地解決問題的技術(shù)路線，離不開完整、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，必須實(shí)現(xiàn)營銷、配網(wǎng)、調(diào)度等電網(wǎng)模型、設(shè)備臺(tái)賬、運(yùn)行數(shù)據(jù)信息的充分融合。

4 無功電壓管理與配網(wǎng)建設(shè)改造融合支撐平臺(tái)

4.1 技術(shù)路線

要實(shí)現(xiàn)無功電壓管理與配網(wǎng)建設(shè)改造的融合，必須有配電網(wǎng)信息平臺(tái)的支撐。根據(jù)配電網(wǎng)各自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用情況，本文提出無功電壓管理與配網(wǎng)建設(shè)改造融合支撐平臺(tái)的建設(shè)技術(shù)路線，如圖1

平臺(tái)基于“發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—解決問題”的閉環(huán)技術(shù)路線，針對(duì)“低電壓”治理、配電網(wǎng)建設(shè)改造、供電可靠性提升、降損優(yōu)化等應(yīng)用領(lǐng)域，基于大數(shù)據(jù)接入、異構(gòu)集成、質(zhì)量評(píng)估、異常辯識(shí)、標(biāo)記清洗、挖掘應(yīng)用等技術(shù)，結(jié)合運(yùn)維管控、供電能力、補(bǔ)償能力、調(diào)壓能力等全方位評(píng)估指標(biāo)體系與評(píng)估模型、仿真分析模型的建立與應(yīng)用，真正解決“問題到底在哪里、問題原因何在、問題如何解決、是否最佳投資性價(jià)比”等困擾。

4.2 數(shù)據(jù)來源

平臺(tái)能夠支持電網(wǎng)側(cè)、用戶需求側(cè)GIS信息、電網(wǎng)模型和拓?fù)湫畔?、設(shè)備臺(tái)賬和參數(shù)信息、運(yùn)行數(shù)據(jù)信息、氣象數(shù)據(jù)信息等的接入，實(shí)現(xiàn)電壓監(jiān)測系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、用電信息/計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、需求側(cè)管理系統(tǒng)、GIS等系統(tǒng)的集成，可全面支撐全網(wǎng)電壓質(zhì)量全監(jiān)測和統(tǒng)計(jì)、可靠性全監(jiān)測和統(tǒng)計(jì)、四分同期線損的統(tǒng)計(jì)和理論計(jì)算分析。

4.3 實(shí)踐應(yīng)用

該平臺(tái)已經(jīng)在浙江、遼寧、新疆、廣西、貴州等現(xiàn)場穩(wěn)定運(yùn)行，分別實(shí)現(xiàn)了各自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成和電壓監(jiān)測儀、補(bǔ)償和調(diào)壓設(shè)備監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)了電壓質(zhì)量二級(jí)指標(biāo)體系的統(tǒng)計(jì)、多維指標(biāo)權(quán)重的設(shè)置、各單位配網(wǎng)水平的綜合評(píng)價(jià)、投資策略的支撐、具體問題的發(fā)現(xiàn)與定位、問題成因的分析、問題解決方案的輔助決策、多方案的優(yōu)選、治理改造項(xiàng)目的全過程管理、投資和治理改造效果的評(píng)估等功能，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)與閉環(huán)管理，完整地支撐了無功電壓管理、“低電壓”綜合治理與配網(wǎng)建設(shè)改造等業(yè)務(wù)。