开展客户合同容量分析提高公变运行效率

荣臻

（国网四川省电力公司自贡供电公司 四川省自贡市 643000）

1 背景及意义

随着老旧小区、弃管小区、小诚镇、中心村配电网改造的持续推进，关系居民用电“最后一公里”问题得以解决。但局部改造也改变了公变台区原有设计，造成部分台区重过载，部分台区轻空载的两极化现象。通过对低效运行公用配变进行了研究分析，轻空载原因主要为以下四个方面：一是新住宅小区居民入住率不高、负荷发展缓慢；二是成片住宅楼的老旧台区改造时，对居民负荷预测过大、负荷需用系数和同时系数取值偏高等原因造成公用配变容量设计过大；三是随着城区、农村房屋拆迁造成原本负荷率正常的公用配变，因负荷减少而运行效率降低。

因此急需建立一套统计分析系统，通过对公用配变台区内用户数量、户均容量、用电量进行统计，结合公用配变额定容量及投运时间以典型时刻最大负荷率为依据开展关联分析。查找出运行效率低、负荷率低且负荷长期无法增长的公用配变和负荷率高且负荷短期增长较快的公用配变，将轻空载公变同重过载公变按容量需用调换，减小轻空载台区变压器容量、增大重过载台区变压器容量。

2 数据来源及分析思路

2.1 数据来源

本次分析数据主要来源于营销SG186 营销业务应用系统、用电信息采集系统。分为公用变压器信息和台区内低压客户信息两大类。

2.1.1 公用变压器信息

通过“配变档案数据”和“负荷数据”导出关键月份公变最大负荷及负荷率；通过用电信息采集系统导出公变台区采集成功率及线损率，并通过公变名称、变压器ID、PMS 编号等进行对应匹配。最终形成Excel 格式《公用变压器运行信息表》。表中主要数据有所属区县、公变所属供电区域、公变归属10kV 馈线、PMS 编号、台区编号、变压器名称、额定容量、典型月最大负荷、典型月最大负荷率、采集成功率、线损率等。

2.1.2 台区低压客户信息

从SG186 营销业务应用系统导出EXCEL 表格并进行计算，形成《低压客户明细》。主要收集户名编号、户号名称、用户分类、用电类别、合同容量、计量凡是计量点容量、立户日期、电压等级、台区编码、台区名称、典型月份电量等。再次从营销业务系统的导出典型区域内低压客户夏季（7、8月）电量情况，汇总形成《典型区域历史电量表》。

2.2 数据清洗与分析

2.2.1 公用变压器数据

通过用电信息采集系统、营销SG186 系统中共有的关键数据列“公变名称”、“变压器ID”、“PMS 编号”将三个系统中的数据合成为一个数据表《公变运行信息表》。删除数据表中公变采集成功率低于90%的公变，7月线损率不合格的公变，保留合格台区。利用7月最大负荷和变压器容量重新计算得到台区最大负荷率，与监测系统最大负荷对比发现有数据异常。排查后发现是由于监测系统变压器数据更新不及时造成，因此分析中用到的负荷率为自行计算所得。

2.2.2 低压客户信息

通过《低压客户明细》数据汇总，依据低压客户所属于“台区名称、台区编号”进行归类统计形成《公用配变客户情况汇总表》，重点包含台区内居民（城镇居民、农村居民）客户户数、居民客户合同容量汇总、居民客户平均合同容量、居民零度户数、非居民客户数（商业、非工业、普通工业、中小学教学……）、非居民客户合同容量汇总、非居民客户合同平均容量、汇总非居民客户零度户数、台区客户平均立户日期等。

2.2.3 居民多年电量

针对《典型区域历史电量表》中近5年每年夏季电量进行统计，删除任何一个月电量为零客户；删除连续月份电量变化超过3 倍的客户；对居民客户按供电区域（城市新区、城区、老旧城区）维度分类统计，根据“极值处理”原则删除了偏离均值3 倍的客户数据；最后统计计算各区域客户历年夏季电量变化情况。典型低压客户从导出清洗筛选出月正常用电客户进行随后的分析。

3 分析过程

为更好的描述各类客户装见合同容量及用电发展情况，对公变运行效率的影响，整个分析过程分为公变台区的分类、居民负荷增长分析、居民户均负荷水平分析、公变台区负荷水平预测、公变负荷率异常分析五个部分。

3.1 公变台区的分类

低压客户因用电类型的不同各类客户用电发展也不相同，各种客户种类在公变台区中占比的不同也造成公变运行负载曲线大不相同。因此我们根据校验后的居民客户容量结合4-9 客户电量两个维度对公变台区进行分类。现有城农网居民客户数量占比93.05%；城农网居民客户春夏季售电量在台区售出电量中占比79.5%。无论从客户数、售电量、合同容量多个维度进行比较居民客户都是公变的主要服务对象，因此以下分析报告主要针对居民客户公变开展负荷与效率分析。

根据校验后居民运行容量在台区运行总容量中占比情况将台区划分为5 类。居民容量占比90%以上的公变定义为纯居民公变，90%-60%的公变定义为居民用电为主公变；60%-40%的公变定义为混合型公变；40%-10%定义为非居民用电为主公变；10%定义为纯非居民公变。根据上表中公变以纯居民客户公变和居民为主台区居多，分别占比77.28%和17.3%。因此本次报告结合居民客户合同容量、负荷情况对此两类公变开展分析。

3.2 居民负荷增长分析

由于公变的最大负荷仅能反映出整个台区整体负荷变化情况，居民入住率变化对台区负荷影响不能排除，台区负荷变化并不能代表居民客户负荷水平的变化。因此我们采用对建成区居民连续4年夏季的用电量的变化结合温度变化来替代转换居民负荷平均增长水平。

通过分析发现气温是电量（负荷）变化的主要原因，在2017-2018，2019-2020年度气温变化不大的情况下电量负荷增长率分别为2.21%、4.31%；2017年底在市政府的支持下公司完成老旧、弃管小区的电力设施改造，释放出该片区居民负荷增长潜力（改造后片区电量（负荷）增长率为6.8%）；根据气象信息2021年四川地区高温温度为20年一遇；新技术的应用使家用电器节能等级不断提升；综上所述我们将未来城市居民负荷增长率设为3.5%进入随后的分析。

3.3 居民户均负荷水平分析

将《公变运行信息表》和《公用配变客户情况汇总表》进行合并，将公变最大负荷同有效居民客户数进行比较计算得到居民户均负荷。在计算式为确保计算的准确性我们采用了居民装见合同容量在台区总容量占比超过95%的台区计算。

公式：居民户均负荷=台区最大负荷/（台区客户数-零度户）

计算后对数据进行“极值处理”，查找出偏离较大的数据，进行极值处理。然后根据公变供电区域特性、投运年限及台区客户数多个维度对居民户均负荷进行分类统计。如表1所示。

表1：规划负荷同实际负荷对比

新的住宅设计规范对各类住宅的设计容量、进户线、电表容量都作了规定，结合老旧小区改造城市居民全部按8kW 进行配置，确保住宅用电水准20-30年不落后。但如何选择相应公变容量却让设计人员无所适从，主要原因是需用系数（k）取值各地区设置不同。举例来说我公司20年来规划时“需用系数（k）”值变化较大（如50 户，需用系数从0.8 降到0.6）。选用怎样值的更合理，我们结合台区实际户均负荷进行分析。

城网配网台区居民户数为50 户左右的总数的50%，我们实际测得的户均负荷水平为1.35kW，但实际户均容量为4.2kVA，是实际负荷的3 倍。结合现行k 值来转换设计是全部按大型住宅（8kW）用电水平进行规划。住宅大多为三四类住宅，通过夏季实测最大户均负荷结合房屋区段、投运的年限及房屋面积综合分析发现各类小区间户均负荷差异不大。我们利用每年3.5%的负荷增长率，连续十年增长的情况预测了台区户均最大负荷，再按6kW 用电标准按现行需用系数标准计算户均容量，从而制定长期户均容量标准，以供基层工作人员在城农网改造时使用。如表2所示。

表2：规划负荷同实际负荷对比

3.4 公变台区负荷水平预测

3.4.1 近期负荷预测

假设居民全部居住，非居民负荷满载的情况下乘以居民负荷增长率，出明年夏季高峰最大负荷值。

公式：

预测负荷=1.035*（今年最高负荷+居民零度户数*当前户均负荷+非居民零度户合计容量*80%）

3.4.2 远期负荷预测

（1）方法一：假设居民全部居住，非居民负荷满载的情况下乘以10年的增长率，算出远期公变最大值。

公式：

预测负荷=1.03510*（居民户数*MAX 今年最高负荷+居民零度户数*当前户均负荷+非居民零度户合计容量*80%）

“珠芽黄魔芋种苗研发及生产”是景洪农场全面推进新型产业及产业结构调整的一个重要项目。景洪农场已向州、市农垦局争取到150万元项目资金，将于2019年初在十分场动工建立珠芽黄魔芋组培苗培养基地，以更好地带动职工群众发展橡胶林下珠芽黄魔芋种植，实现科技增收。与云南省热带作物科学研究所签订魔芋组培苗种植合作协议后，双方达成五年供苗意向，云南省热带作物科学研究所将负责魔芋组培苗生产，并向景洪农场提供种苗的炼苗技术指导。

（2）方法二：鉴于居民经济条件得到改善，原来平均负荷低于地区水平的客户负荷获得提升。在居民平均负荷计算值和居民平均负荷实际值中取最大值进行负荷预测。

预测负荷=1.03510*（（Max（计算户均负荷，当前台区户均负荷）*居民总户数+非居民客户合计容量*80%）

3.5 公变负荷率异常分析

在建立了公变负荷预测模型的基础上，我们将公变台区中变压器额定容量、校验后合同容量、台区当前最大负荷、预测负荷、当前负荷率、预测负荷率及台区居民客户数、非居民客户数进行结果展示。

3.5.1 台区合同容量小于配变额定容量

客户报装合同容量小于公用配变额定容量，配变最大负荷率平均为16.4%，采用两种远期负荷率预测方法最大负荷率平均值分别27%和26%。异常配变主要为200kVA、315kVA、100kVA 三种型号居多。如图1所示。

图1：客户合同容量小于配变额定容量分布

3.5.2 目前轻载且远期仍然轻载配变

在报装合同容量大于变压器额定容量的变压其中，目前最大负荷率低于20%，且中长期最大负荷率仍低于30%。如图2所示。

图2：目前轻载且远期仍然轻载配变额定容量分布

4 分析结论及建议

台区容量确定应综合考虑当地产业特点、用户用电性质、用户接入数量以及负荷同时率等因素，科学安排公变容量，做到公变运行 既经济且安全可靠。建立公变台区运行效率综合性诊断与评价机制，为配网台区的新建与改造提供数据支持，从而进一步提升公司低压配网的管理水平。

因此，供电企业需用持续开展客户合同容量分析，同时通过以下工作提升公变运行效率。

4.1 重载配变同轻载配变的调换

通过公变负荷率异常分析，公司现有轻载且负荷无法增长的配变1185 台，容量区间主要集中在100kVA-400kVA 区间；有重过载且负荷持续增长的配变286 台，增容容量区间也是100kVA-400kVA。因此原则上重过载台区改造不需要新购配变，可以将资金全部用于低压线路的改造上。

4.2 完善公司配变容量选型原则

配网运维管理部门应结合实际居民平均负荷水平开展配变容量选择的技术论证，并将结果应用到实际规划设计中。