无功电压管理与配网建设改造的多维融合

无功电压管理与配网建设改造的多维融合

南京易司拓电力科技股份有限公司 罗定志

文中基于无功电压管理“高指标、高投诉”，配网建设改造“稳增长、惠民生”的概况分析了二者融合的必要性，然后提出了专业管理、业务管理、信息支撑等无功电压管理和配网建设改造的融合方向，介绍了无功电压管理与配网建设改造融合支撑平台建设的技术路线、数据来源及实际应用效果。

无功电压管理；配网建设改造；融合；支撑平台

1 概述

1.1 无功电压管理概况

1.1.1 现状

电压质量（电压合格率）是衡量电网能效、供电企业同业对标与绩效考核的重要指标，也是供电企业社会承诺的首要指标，直接反映了电网网络结构、运行管理和供电服务的水平。

随着我国经济社会的发展和人民生活水平的提升，特别是国家农业现代化、家电下乡和新农村建设、新型城镇化建设、智慧城市建设等项目的推进，电网负荷及其波动性越来越大，对电压质量的稳定性提出了更高要求；受电网改造覆盖面与改造水平、网架结构与装备水平、调压与补偿能力、运行与监控能力等因素影响，电压质量问题日趋突出，用户电压质量问题投诉不断增多，甚至严重影响到农村经济发展和居民日常生活。电压质量治理已经与节能减排、治理雾霾、发展清洁能源、提升电网能效等同等成为每年两会的热点话题，成为国家和政府、社会和百姓、供电企业和电力用户同时关注的焦点，更是成为服务三民活动、推动三农建设、践行群众路线、保障人民生活的一项政治任务和民生工程。

中央“一号文件”已经连续13年锁定“三农”问题，“2016年一号文件”在第四部分“推动城乡协调发展，提高新农村建设水平”中指出：要加快实施农村电网改造升级工程，开展农村“低电压”综合治理。

1.1.2 存在问题

目前各级供电企业生产系统的技术管理或综合管理部门设置无功电压专责岗位，根据能源局《供电监管办法》要求，进行电压监测点的设置、数据采集和统计、合格率上报和发布。受同业对标和社会承诺等影响，监测点设置数量少、且主要设置在合格率较高地方，因此造成目前“高指标、高投诉”的现象，这些电压监测数据也无法支撑到“低电压”治理与投诉处理。

1.2 配网建设改造概况

1.2.1 现状

配电网作为联系终端用户与发、输电系统的纽带，是保证用户安全可靠用电的重要环节。近几年随着经济的快速发展，用户对安全可靠供电的要求也越来越高，配电网存在的问题及薄弱环节日益显现，严重制约了地方经济的发展。为此，各级政府加大了对配电网建设改造的投资力度；供电企业管理、发展以及建设的重点也逐步从输变电转变为配电，电网投资也逐步向配电领域转移；配电网的管理、建设与改造也朝着精益化、专业化、多元化、智能化等方向发展。

2015年7月31日，国家能源局制定下发了《配电网建设改造行动计划（2015-2020年）》，计划将用五年左右时间，投入至少2万亿元，加大建设改造力度，全面加快现代配电网建设，“稳增长、惠民生”。计划要求到2020年，乡村及偏远地区全面解决电网薄弱问题，基本消除长期“低电压”，有效缓解春节、农忙等季节性负荷突增引起的供电问题。要求通过配电网建设和改造，综合电压合格率达到表1所示指标

1.2.2 主要问题

为保障经济社会发展，支撑小康社会全面建成，配电网的发展出现契机，但配电网规模庞大、自动化系统数据分散、监测点数量多、集成难度大，配电网建设改造也同时面临着许多挑战。具体如下：

(1)配电网的问题到底在哪？如何根据生产、运行和管理需要，确定配电网建设改造的科学评价指标，以有效、准确、及时地发现配电网问题，替代前期仅以《配电网建设改造技术原则》为依据的评价方法？

(2)针对大量的建设改造工程、有限的投资，如何反映各指标对配电网问题的影响程度和权重？如何进行合理的归类和排序，确定建设改造的迫切度等级、投资优先级等投资策略，替代前期的人为判断？

菌株：伤寒沙门菌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)由本实验室保存，缺陷株使用自杀质粒法制备.asrC启动子缺陷株(ΔPasrC)，WT+pBAD(WT含pBAD/gIII)，WT+pBAD-asrC(WT含pBAD-asrC)由本实验室制备[18].

表1 配电网建设改造目标

(3)如何为建设改造方案提供完整的数据支撑，提升方案的科学性、系统性、经济性和适应性？如何通过辅助决策、方案优选来提升资金的使用效率，替代前期的“经验”决策？

(4)如何对大量的配电网建设改造项目进行闭环管理，确保一个个零碎、细小的配电网投资按质按时完成？如何开展配电网投资的综合评价、产出效益评估？

1.3 无功电压管理与配网建设改造融合的必要性

面临“高指标、高投诉”的压力，无功电压专业必须寻求指标全面提升、降低投诉率的途径，必须由前期的考核监管兼顾到全面电压水平的评估、指标和投诉问题的发现、问题成因的分析与切实的改造提升，这些都是配网建设改造的主要内容；面临“稳增长、惠民生”的压力，配网管理专业也必须寻求类似电压合格率、可靠性等相关指标，以及基于这些指标的评价体系，实现配网全面水平的评价，进而科学、系统、适应性地发现、分析与解决问题。

2 无功电压管理与配网建设改造融合的必然性

2.1 行业政策的要求

《配电网建设改造行动计划（2015-2020年）》已经投入大量资金进行现代配电网的建设与改造，并提出了基本消除长期“低电压”、电压合格率的目标值等目标；中央“2016年一号文件”也提出要加快实施农村电网改造升级工程、开展农村“低电压”综合治理。所以行业政策层面已经将无功电压管理与配网建设改造相互融合。

2.2 供电企业生产与管理的要求

2.2.1 国家电网公司现状

国家电网公司无功电压管理专业在2016年度工作方向中就提出了“全面支撑‘低电压’治理，发现与分析问题”的要求，已经启动全部台区首端“过电压”、“低电压”情况的成因分析工作，并将分析质量纳入了年度考核。

国家电网公司配网管理专业也将配电网规划建设、技术改造工作与“低电压”治理工作进行了全面融合，于2015、2016年每年投入200多亿元用于“低电压”治理。2015年初发布了《配网“低电压”治理技术原则》，要求全面提高治理项目的质量，确保治理完成后三年内无同类型问题发生；要求按照“先管理、后工程”、“一台区、一方案”的要求，综合管理、基建、技改、大修等多种手段，科学制定治理方案。根据该原则，技术层面需要对智能配电网大数据进行完整准确收集、挖掘分析、辅助决策，需要系统平台与现场设备有机互动，需要实现问题发现、定位、分析、治理全过程的集成解决方案；管理层面需要实现配电网建设改造与优化治理的系统性、科学性、有效性、适应性，需要实现“低电压”问题、建设改造项目的闭环管理。

2.2.2 南方电网公司现状

早在2014年，南方电网公司无功电压专业就发布了《电压合格率提升工作方案》，包含了三年台区改造计划，计划用3年时间完成3.9万台“低电压”台区的改造。2015年年底，南方电网公司更是将无功电压专业管理职能转入配网管理处，实现了无功电压与配网专业管理的彻底融合。

3 无功电压管理与配网建设改造的多维融合

在中国进入新常态的形势下，供电企业的管理也步入新常态。为彻底释放“高指标、高投诉”、“稳增长、惠民生”的压力，根据行业政策方向，国家电网公司、南方电网公司均在专业管理、业务管理、信息支撑等方面实现了无功电压管理、配网建设改造的多维深度融合。

3.1 专业管理融合

根据南方电网公司总部及广东、广西等省区电网公司的专业职能调整情况，无功电压管理专业职能已经纳入配网部门，甚至将无功电压专责与配网专责落实到一个人；国家电网公司也开始了两个专业的联合工作。专业管理融合不但有助于在配网规划、设计、建设、运维、改造时兼顾两个专业的需求，更有利于生产、运行和管理过程中两个专业的协调一致。

3.2 业务管理融合

无功电压管理与配网建设改造的专业管理融合也有效推动了专业内、专业间的业务融合。

3.2.1 无功电压指标管理与“低电压”治理的融合。

受长期以来同业对标的影响，无功电压专业“重指标、轻管理和改造”观念严重，导致指标管理与生产实际脱节，也是“高指标、高投诉”的根源所在。在专业管理融合以后，无功电压专业的部分业务逐步渗透到监测能力提升、“低电压”问题定位、“低电压”原因分析、“低电压”及投诉问题的解决等领域，实现无功电压指标管理与“低电压”治理的融合。

3.2.2 运维管控与建设改造的融合。

导致“低电压”的原因很多，既有电压无功控制系统及装置控制策略设置不科学、配变分接头运行档位不合理、配变低压三相负荷不平衡、低压无功补偿装置运行异常等运维管控问题，也有变电站中低压母线、中压配电线路、配变台区等节点供电能力、补偿能力、调压能力等问题。要切实消除“低电压”，必须采用多种运维控制手段优先、配网建设改造相结合的策略。

3.2.3 基础建设与技术改造的融合。

根据“低电压”治理、配网建设改造的科学性、系统性、经济性和适应性要求，必须实现治理和建设改造策略、投资策略的优选。在综合分析“低电压”产生原因后,必须按照轻重缓急，实现合电网规划、基础建设与农网改造升级、技改大修、节能改造等工程的融合。

3.2.4 电压合格率与可靠性、线损率的融合。

安全可靠的电力供应和优质高效的供电服务是现代配电网建设改造的总体目标。在“低电压”综合治理、配电网建设改造提升电压合格率的同时，必须全面兼顾供电可靠性、线损率等指标，并建立配电网评价的综合指标体系。

3.2.5 电压质量与综合电能质量指标的融合。

电压质量是配电网电能质量的基础指标之一。随着国家精准扶贫的逐步推行，新能源接入容量及其对配电网电能质量的影响越来越大；随着农业现代化建设、新农村建设、新型城镇化建设的逐步推行，电动汽车数量越来越多，配电网冲击负荷、敏感负荷也越来越多，所以需要实现电压质量与综合电能质量指标的融合，尤其是与谐波、波动、暂降等指标的融合，综合体现在配电网建设与改造方案中。

图1 无功电压管理与配网建设改造融合支撑平台技术路线

3.3 信息支撑融合

信息支撑融合是专业管理融合、业务管理融合的基础和前提条件。

要实现无功电压质量的全面体现，必须夯实监测能力，实现现有电压监测仪数据与主网各电压等级母线电压数据、10 kV专用配电变压器和公用配电变压器电压数据的融合，尤其是与千万级居民用户侧电压数据的融合，因为大部分“低电压”发生在居民端。

要提升“低电压”治理和配网建设改造方案的科学性、系统性、经济性和适应性，必须建立准确及时地发现问题、科学系统地分析问题、闭环切实地解决问题的技术路线，离不开完整、准确的数据支撑，必须实现营销、配网、调度等电网模型、设备台账、运行数据信息的充分融合。

4 无功电压管理与配网建设改造融合支撑平台

4.1 技术路线

要实现无功电压管理与配网建设改造的融合，必须有配电网信息平台的支撑。根据配电网各自动化系统的建设和应用情况，本文提出无功电压管理与配网建设改造融合支撑平台的建设技术路线，如图1

平台基于“发现问题—分析问题—解决问题”的闭环技术路线，针对“低电压”治理、配电网建设改造、供电可靠性提升、降损优化等应用领域，基于大数据接入、异构集成、质量评估、异常辩识、标记清洗、挖掘应用等技术，结合运维管控、供电能力、补偿能力、调压能力等全方位评估指标体系与评估模型、仿真分析模型的建立与应用，真正解决“问题到底在哪里、问题原因何在、问题如何解决、是否最佳投资性价比”等困扰。

4.2 数据来源

平台能够支持电网侧、用户需求侧GIS信息、电网模型和拓扑信息、设备台账和参数信息、运行数据信息、气象数据信息等的接入，实现电压监测系统、调度自动化系统、用电信息/计量自动化系统、生产管理系统、需求侧管理系统、GIS等系统的集成，可全面支撑全网电压质量全监测和统计、可靠性全监测和统计、四分同期线损的统计和理论计算分析。

4.3 实践应用

该平台已经在浙江、辽宁、新疆、广西、贵州等现场稳定运行，分别实现了各自动化系统的数据集成和电压监测仪、补偿和调压设备监测装置的数据采集，实现了电压质量二级指标体系的统计、多维指标权重的设置、各单位配网水平的综合评价、投资策略的支撑、具体问题的发现与定位、问题成因的分析、问题解决方案的辅助决策、多方案的优选、治理改造项目的全过程管理、投资和治理改造效果的评估等功能，实现了动态评价与闭环管理，完整地支撑了无功电压管理、“低电压”综合治理与配网建设改造等业务。