基于PDCA 的配電網(wǎng)降損措施

李 勇

（國網(wǎng)四川省電力公司平昌縣供電分公司，四川 平昌 636400）

0 引 言

現(xiàn)代科技發(fā)展的基礎(chǔ)是源源不斷的能源供給，能源對于當(dāng)今人們的生活質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用[1-4]。近年來，我國整體經(jīng)濟水平呈現(xiàn)增長趨勢，人們對電力的需求持續(xù)增長，提高電能在傳輸與供用環(huán)節(jié)的利用效能十分重要，其中最主要的是降低傳輸過程中的線損[5]。文章基于該問題，融合計劃-執(zhí)行-檢查-處理（Plan-Do-Check-Act，PDCA）循環(huán)（也稱戴明循環(huán)）的管理理念，分析C供電局配電網(wǎng)實際線損問題，提出相關(guān)的降損措施。

1 基于PDCA 的降損措施

經(jīng)過對C 供電局的實地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)C 區(qū)10 kV及以下配網(wǎng)線損率主要受0.4 kV 低壓臺區(qū)的線損率影響。針對這一問題，展開具體的探討分析。

1.1 基于PDCA 的降損思路

基于PDCA 進行配電網(wǎng)降損主要分為4 個階段：在P 階段，對供電企業(yè)線損情況進行具體調(diào)研，并分析討論詳細的線損管控策略，確定具體的降損技術(shù)措施；在D 階段，落實降損措施，以實現(xiàn)預(yù)期的線損管控目標；在C 階段，主要執(zhí)行檢查步驟，檢查實際執(zhí)行的效果是否偏離預(yù)期，如果出現(xiàn)偏差，則采取相應(yīng)的檢查策略找到相應(yīng)問題；在A 階段，針對C階段檢查出來的具體問題，提出相應(yīng)的修改降損策略，以達到預(yù)期的降損效果。

1.2 線損問題原因分析

基于對C 供電局的線損管理過程分析，可以得出0.4 kV 臺區(qū)線損異常和10 kV 線路線損異常的主要原因包括計量原因（電能表失流、失壓等）、抄核收原因（抄表時間不一致等）、用檢原因（違規(guī)用電或者偷電等）、業(yè)擴原因（營銷系統(tǒng)的擴展流程沒有入檔等）、配網(wǎng)運行原因（數(shù)據(jù)沒有成功觸發(fā)等）、規(guī)劃建設(shè)原因（配網(wǎng)基建工程對應(yīng)的公變?nèi)萘堪l(fā)生改變，但是現(xiàn)場電流互感器沒有及時更換等）以及系統(tǒng)原因（由于線路檔案錄入錯誤導(dǎo)致供電量統(tǒng)計與實際不符等）。

基于對C 供電局實際線損存在問題的分析，利用經(jīng)典的魚骨分析法對C 供電局0.4 kV 臺區(qū)與10 kV線路線損異常的主要原因進行進一步總結(jié)。產(chǎn)生線損的主要原因如圖1 所示。

圖1 產(chǎn)生線損的主要原因分析

可以得出，C 供電局存在用電負荷分散、相對密度較小的情況，110 kV 及以上的變電站沒有足夠的布點，而10 kV線路供電半徑較短，本身的電網(wǎng)稟賦差，導(dǎo)致線路損耗率增大，這些實際客觀因素?zé)o法在短時期內(nèi)得到改變。想要改善目前C 供電局的線損問題，首先要從相關(guān)管理和技術(shù)手段入手，重點是從低壓臺區(qū)入手，解決好臺區(qū)線損的管理問題；其次自下而上優(yōu)化線路管理，解決電壓質(zhì)量管理等方面存在的短板問題；最后以降低線損異常率為切入點做好階段性計劃，并融合PDCA 循環(huán)思想，促進線損率的降低。

1.3 線損異常處理流程

實際應(yīng)用中，線損異常原因可能會涉及不同的專業(yè)線和不同的崗位角色等。管理線損問題時，統(tǒng)計的時間周期應(yīng)設(shè)定為抄表周期。統(tǒng)計抄表周期內(nèi)0.4 kV 臺區(qū)和10 kV 線路的線損異常問題，并進行數(shù)據(jù)發(fā)布。經(jīng)過發(fā)布階段后，要基于PDCA循環(huán)管理思路，從計量到規(guī)劃建設(shè)等多個維度具體分析數(shù)據(jù)異常的原因，從而找到線損異常的主要影響因素。根據(jù)線損異常的主要影響因素來制定整改計劃與解決措施，這一階段需要考慮技術(shù)和管理措施等多方面的因素。對于短期內(nèi)便可以驗證效果的措施，可以制定相關(guān)計劃，并在下一個抄表周期進行線損問題的考證，驗證改善效果；對于需要長期才可以驗證效果的措施，可以將相關(guān)問題歸入年度規(guī)劃問題庫，計劃好下一年降損需要做的具體規(guī)劃。通過不斷進行PDCA 循環(huán)，推動整個線損管理制度等內(nèi)容進行完善，即大循環(huán)中包含著小循環(huán)，大小循環(huán)不斷互相推進，最終達到降低線損的目的。

2 降低線損的規(guī)劃措施

2.1 規(guī)劃源頭落實降損措施

在降損工作過程中，要充分發(fā)揮電網(wǎng)規(guī)劃的統(tǒng)籌作用，綜合考慮節(jié)能降損與電網(wǎng)安全穩(wěn)定和精準投資等要求，以實現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和經(jīng)濟效益的平衡。在電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)過程中應(yīng)逐步優(yōu)化電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、簡化電壓等級、合理增加變電站、縮短低壓臺區(qū)布點的供電半徑以及減少迂回供電線路，合理選擇導(dǎo)線截面面積、嚴格選用變壓器規(guī)格與容量，合理配備動態(tài)無功耗補償裝置等，減少跨片區(qū)交叉供電、迂回供電以及無功遠距離交換，從而降低電網(wǎng)線路設(shè)備的運行損耗。利用線損理論進行相關(guān)計算并對計算結(jié)果進行分析，基于結(jié)果和電網(wǎng)現(xiàn)狀分析影響線損的各種因素，將其作為改善目標并編制在配電網(wǎng)年度滾動規(guī)劃中，提出改造措施、制定降損技術(shù)和改造項目方案。

2.2 推進智能臺區(qū)和營配2.0 臺區(qū)建設(shè)

積極推動建設(shè)智能臺區(qū)，并在數(shù)字電網(wǎng)示范區(qū)和城中村等重點區(qū)域增加相關(guān)臺區(qū)項目，項目的編制要基于智能臺區(qū)V3.0 標準設(shè)計方案進行設(shè)計。設(shè)備的選取包括接入智能塑殼開關(guān)、智能傳感器、分支回路監(jiān)測單元、智能電表、線路分支開關(guān)監(jiān)測以及電能質(zhì)量治理裝置，其中核心設(shè)備是配電智能網(wǎng)關(guān)，通過對數(shù)據(jù)進行全面測量，實現(xiàn)對線損情況的實時檢測，推動低壓配網(wǎng)自動化的實現(xiàn)。

另外，營配2.0 臺區(qū)把數(shù)模轉(zhuǎn)換器與分路電流互感器（Current Transformer，CT）加裝到低壓配電柜，把超級電容等裝置加裝到智能電表，并對現(xiàn)有集中器與配電變壓器監(jiān)測終端（Transformer supervisory Terminal Unit，TTU）進行升級，數(shù)據(jù)可以集中上傳到計量自動化主站，最終根據(jù)數(shù)據(jù)檢測可以實現(xiàn)報警操作。

2.3 降低線損的技術(shù)措施

基于C 供電局近年來線損管理工作的具體執(zhí)行情況，總結(jié)出針對降低線損的具體措施，即進行動態(tài)無功補償、臺區(qū)三相不平衡治理、線路設(shè)備經(jīng)濟運行以及做好線路和配變調(diào)壓。

2.3.1 配變調(diào)壓具體措施

根據(jù)統(tǒng)計，C 供電局配電網(wǎng)用電負荷有明顯的季節(jié)性變化，而臺區(qū)的電壓質(zhì)量也經(jīng)常受其影響產(chǎn)生明顯波動。同時，配電網(wǎng)供電資源豐富但存在質(zhì)量問題，給終端用戶造成了相關(guān)困擾。為了進一步提高供電質(zhì)量，消除用戶的用電困擾，需要采取相關(guān)的解決措施。遇到電壓質(zhì)量問題時，以往通常采取對配電變壓器分接頭進行調(diào)整的手段來解決，通過調(diào)整無勵磁配變電壓器的分接頭，可以改變臺區(qū)首端電壓。在負荷高峰期或負荷低谷期，也可以采取這種方法對首端電壓進行提升或降低。通常情況下，一年需要進行2 次調(diào)整。這種方式雖然執(zhí)行起來簡單方便，但是需要耗費大量人力，還可能導(dǎo)致用戶的用電體驗受到影響。如果采用有載調(diào)壓變壓器，則可以通過檢測首端電壓的大小來對分接頭進行自動調(diào)節(jié)，進而控制首端電壓。雖然有載調(diào)壓變壓器可以自動調(diào)節(jié)，但是造價高，導(dǎo)致成本增加。此外，僅通過對變壓器首端電壓進行調(diào)節(jié)來改善末端電壓質(zhì)量，無法達到預(yù)期的改善效果。

針對以上問題，C 供電局開始技術(shù)改造。目前，該供電局里所有無載調(diào)壓變壓器都加裝智能調(diào)壓控制器和智能真空有載調(diào)壓開關(guān)，同時將電壓采集裝置安裝到用戶電能表進線側(cè)，基于遠距離無線電（Long Range Radio，LoRa）通信模塊將電壓數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄苷{(diào)壓控制器，控制器根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)自動調(diào)壓，在提升臺區(qū)首端電壓質(zhì)量的同時，提高用戶的用電體驗。智能調(diào)壓控制器原理如圖2 所示。

圖2 智能調(diào)壓控制器原理

2.3.2 臺區(qū)三相不平衡治理具體措施

線損率居高不下的原因是低壓臺區(qū)負荷三相不平衡，同時受部分相線負荷集中聚相的影響，導(dǎo)致電壓增大或減小，給用戶帶來不好的用電體驗。解決該問題最有效的手段是維持配電變壓器低壓側(cè)負荷三相平衡運行。

選取有源不平衡補償（Active Unbalance Compensation，AUC）裝置進行三相不平衡治理。開啟AUC 后，基于CT 對系統(tǒng)電流進行實時監(jiān)測，并將檢測到的電流信息傳輸?shù)絻?nèi)部控制器，由內(nèi)部控制器判斷系統(tǒng)狀態(tài)是否平衡。如果不平衡，控制器會計算所需的零序和負序電流，將信號重新發(fā)回給絕緣柵雙極型晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）并對其進行驅(qū)動，補償前面計算得出的零序和負序電流，達到補償?shù)哪繕恕UC 控制原理如圖3 所示。

3 結(jié) 論

目前，國家大力倡導(dǎo)能源可持續(xù)發(fā)展，而電網(wǎng)的線損是一個長期存在的問題，有效降低線損并促進能源的高效利用是當(dāng)今許多能源企業(yè)迫切追求的目標，也是提高人們生活質(zhì)量的關(guān)鍵。針對C 供電局配電網(wǎng)線損問題，深入分析了基于PDCA 的降損措施，旨在推動相關(guān)企業(yè)基于PDCA 循環(huán)的管理理念來分析和解決線損問題，提高線損管理水平。