李曉軍,馬慧卓,宋 楠,于騰凱
(1.國網河北省電力有限公司電力科學研究院,河北 石家莊 050021; 2.國網河北省電力有限公司,河北 石家莊 050021)
“十三五”以來,受宏觀經濟結構調整、大氣污染治理等因素影響,電網企業(yè)用電量增長緩慢,加之電網建設高速發(fā)展,特高壓輸變電項目持續(xù)投入,配套切改工程量大,造成電網剛性投資需求大,電網企業(yè)經營形勢異常嚴峻。社會環(huán)境因素影響和經營環(huán)境惡化決定了電網企業(yè)堅定發(fā)展方式轉變,增供擴銷、降本節(jié)支,努力降低經營成本。線損成本,在電網企業(yè)的經營成本中占有較大比重,也是看得見的成本,在經營管理環(huán)節(jié)是重點也是難點[1-3]。分解線損成本是有效的降損分析方法,將線損進行分區(qū)、分壓分析,可有效定位管理薄弱環(huán)節(jié),定點消除增損因素,促進線損管理水平提升。
為有效分析線損現(xiàn)狀及構成,采取分地區(qū)對比分析的方法,尋找薄弱點,建立分壓指標體系??紤]線損構成及線損的影響,指標類型分為2類,分別為效能指標和經濟性能指標,再將各子目標進行分解,得出最下層影響因素即最下層指標,這種自上而下分析、層層分解的方法被認為是最合理的指標體系構建方法[4]。最后的指標體系呈現(xiàn)遞階層次結構,見圖1。
圖1 分壓指標體系
電網線損的效能直接體現(xiàn)為電力傳輸過程中的損失率高低,損失越小傳輸過程的效能越高,可用以下指標來表示。
a. 分壓線損率。該指標體現(xiàn)了分電壓等級下元件的總損失情況,分壓線損率的高低直接影響地區(qū)線損的總損失率。分壓線損率的計算值采用分壓損失電量與供電量的比值,結果以百分比表示。
b. 線路損耗率。線路損耗率為元件損耗之一,線路損耗在總損耗中占有較大比重,以線路損失分析地區(qū)線損水平,一方面體現(xiàn)電網結構的合理性,另一方面可通過線路損失的大小,尋找差距,衡量降損空間。線路損耗率的計算值采用線路損失電量與供電量的比值,結果以百分比表示。
c. 變壓器損耗率。與線路損耗率相對,也是元件損耗之一,二者基本代表了整個地區(qū)的線損水平。變壓器損耗率的計算值采用變壓器損失電量與供電量的比值,結果以百分比表示。
電網線損的經濟性能體現(xiàn)的是電力傳輸過程中的經濟性,電力傳輸過程越經濟,產生的損失越小,電網的線損越小??捎靡韵轮笜藖肀硎?。
a. 線變損比。從電網線損構成看,線路損失占有比重一般大于變壓器損失,故線路損失的降低有利于電網傳輸?shù)慕洕?,采用線路損失電量與變壓器損失電量的比值來表征地區(qū)電力傳輸經濟性能高低,即線變損比指標。
b. 分壓容載比。容載比可衡量電網發(fā)展的裕度,為保證電網結構合理及安全,應保持各電壓等級的容載比在合理范圍內,容載比越合理,電網經濟性能越高。
c. 變壓器銅鐵損比。銅鐵損比是衡量變壓器經濟運行的指標,銅鐵損比即變壓器銅損與鐵損的比值,根據(jù)實踐經驗,該指標越接近于1,變壓器運行越經濟[5-7]。
下面以選定的河北6個地區(qū)為例,對指標數(shù)據(jù)進行計算分析,采用極值函數(shù)法對評價矩陣歸一化[8-10],限于篇幅,只給出線路損耗率的計算結果,見表1。
對線路損耗率指標分析得知,該指標類型屬于逆向型指標,即指標值越小越好,各分電壓等級指標數(shù)據(jù)均是如此。因此,可分別擬定分壓指標期望值,再采用極值函數(shù)法對各分壓指標進行歸一化,綜合考慮3個電壓等級的重要程度,得出綜合評價值。本次評價值考慮到3個電壓等級同有降損需求,影響因子相當,故采用各電壓等級的綜合結果表征該指標評價值。
表1 線路損耗率計算結果 %
各地區(qū)分壓指標,是基于理論線損計算結果計算得出的,從單一分壓指標看很容易得到單位排序情況,但從多個指標看,每個單位均在某一項指標占有優(yōu)勢,綜合評比上無法直接得出優(yōu)劣排序結果。因此,對本節(jié)各指標設定不同權重,再結合單一指標評價值,計算某一單位的線性綜合評價值,以體現(xiàn)在多指標中某一單位的綜合排序。
本文各指標、類型及權重按表2設置。
表2 分壓指標權重
正向類型:指標值越大越好,分壓指標越優(yōu)越。逆向指標:指標值越小越好。適度指標:指標值居于中間適度區(qū)間為最優(yōu)。本文所列銅鐵損比、容載比指標,雖為適度指標,但因其指標值均超出適度區(qū)間,所以呈現(xiàn)單邊指標類型,銅鐵損比呈現(xiàn)正向指標,容載比呈現(xiàn)逆向類型。如銅鐵損比指標,在計算結果中除35 kV的C、D區(qū)的銅鐵損比稍高以外,其他大部分地區(qū)的銅鐵損比均低于0.50,處于主變輕載運行狀態(tài),在這種情況下,各地區(qū)的銅鐵損指標應越靠近1越理想,所以該指標在限定范圍內按正指標考慮。容載比指標逆向,同理。
根據(jù)各分壓指標評價值及以上分壓指標權重設置,采用線性綜合評價方法對各單位綜合評價值進行計算,排序情況見表3。
表3 分壓評價值及綜合排序 %
根據(jù)表3結果,各地區(qū)按分壓指標權重計算值排序依次為:D區(qū)、F區(qū)、C區(qū)、E區(qū)、B區(qū)、A區(qū)。從指標排序可以看出,排序第一的指標,D區(qū)有3項、F有2項、E有1項,這也基本確定了各單位的排序基礎。
為了對比說明分壓指標排序所闡述的問題,以及其與各地區(qū)固有條件的對應關系,下面列出分地區(qū)理論線損率和固有條件綜合排序表。分地區(qū)固有條件綜合排序計算同本文的分壓指標評價,不再贅述。
根據(jù)表3分壓指標綜合評價與表4分地區(qū)理論線損率對比可得出如下結果。
a. D區(qū)理論線損率最低,排序第一,與分壓結果相呼應。
b. A區(qū)、B區(qū)理論線損率與分壓排序情況總體一致,均排序在末兩位。
c. E區(qū)、C區(qū)、F區(qū)3個地區(qū)理論線損率與分壓總體情況排序位于居中位置,僅是E區(qū)與F區(qū)兩地區(qū)排序差異,從分壓綜合排序推算,F(xiàn)區(qū)理論線損率應低于E區(qū),有進一步的降損空間。
由表3與表5對比,即分壓綜合評價表與固有條件進行對比,得出如下結果。
表4 分地區(qū)理論線損率 %
表5 固有條件綜合排序 %
a. D區(qū)固有條件最優(yōu),排序第一,分壓綜合排序也位列第一,兩項結果相互印證,符合結果印證關系。
b. E區(qū)、C區(qū)、F區(qū)3個地區(qū)對比情況差別不大,位于居中位置,該結果與表3和表4對比結果相同,僅是E區(qū)與F區(qū)排序對調,分壓指標排序上,F(xiàn)區(qū)有3項指標排序末位,綜合對比發(fā)現(xiàn),F(xiàn)區(qū)分壓指標實際低于E區(qū),這與F區(qū)固有條件低于E區(qū)的結果相互印證,之所以綜合排序高于E區(qū),是因為線變損比和線路損耗率2項指標排序第一,這2項指標不影響F區(qū)的固有條件,僅表征F區(qū)線路損耗低于其他地區(qū)。
c. B區(qū)固有條件排序末位,分壓綜合排序情況也比較靠后,符合結果印證關系。A區(qū)差別較大,固有條件上,A區(qū)占有優(yōu)勢,排序第2位,分壓指標排序上卻在末位,從固有條件角度看,A區(qū)的理論線損率、分壓指標均應占有優(yōu)勢,在排序上有較大上升空間。
根據(jù)2017年河北省電力理論線損計算結果,對河北6個地區(qū)開展了分壓線損指標分析,分壓指標體系包含效能和經濟性能指標各3項。數(shù)據(jù)來源包括:2017年全網理論線損計算結果、分地區(qū)理論線損計算分析報告、分地區(qū)計算結果匯總報表等。
根據(jù)本文分析及表6,結論如下。
a. 根據(jù)分壓指標綜合評價,6個地區(qū)排序依次為:D區(qū)、F區(qū)、C區(qū)、E區(qū)、B區(qū)和A區(qū)。
b. 從固有條件結果看理論線損率:除A區(qū)外,其他地區(qū)固有條件和理論線損率排序是一致的,分別是D區(qū)、E區(qū)、C區(qū)、F區(qū)和B區(qū)。從固有條件看,A區(qū)的理論線損率應低于E區(qū),故有較大降損空間。
c. 從分壓指標評價看理論線損率:第一段位為D區(qū),排序均在首位;第二段位為E區(qū)、C區(qū)和F區(qū),僅是E區(qū)與F區(qū)排序差異,從分壓綜合排序推算,F(xiàn)區(qū)理論線損率應低于E區(qū),有進一步降損空間;第三段位為A區(qū)、B區(qū),分壓及理論線損率排序情況總體一致,均排序在末兩位,從分壓綜合排序看, B區(qū)理論線損率應低于A區(qū),有降損空間。
表6 分析結果
d. 從固有條件看分壓綜合評價:第一段位為D區(qū),排序均在首位;第二段位為E區(qū)、C區(qū)和F區(qū),與分壓和理論線損率對比結果相同,僅是E區(qū)與F區(qū)排位對調,根據(jù)分析,F(xiàn)區(qū)分壓指標實際低于E區(qū),與固有條件結果相互印證;第三段位為B區(qū),固有條件和分壓綜合排序均在靠后位置。A區(qū)差別較大,固有條件上占有優(yōu)勢,排序第2位,分壓指標排序卻在末位,綜合第c條結論可以看出,A區(qū)的理論線損率、分壓指標均應占有優(yōu)勢,即A區(qū)有較大降損空間。
通過本文方法分析,可深入了解分地區(qū)理論線損的管理現(xiàn)狀,提出降損空間及方向,對提升線損管理水平,降低線損成本具有重要意義。