韓 旭,賈 萌

(1.國網(wǎng)河北省電力有限公司營銷服務(wù)中心,石家莊 050021;2.國網(wǎng)河北省電力有限公司邯鄲供電分公司,河北 邯鄲 056000)

大工業(yè)用戶是供電公司的用電大客戶,隨著電力企業(yè)精益化管理的不斷發(fā)展,對優(yōu)質(zhì)大客戶的分析研究顯得尤為重要。變壓器利用率這一指標(biāo)無論對大工業(yè)用戶還是電力公司來說,顯得尤為重要。通過對變壓器利用率的大數(shù)據(jù)分析,前者可以選擇最佳變壓器容量,從而達(dá)到節(jié)省電費的目的;后者可以對市場營銷、優(yōu)化資源配置、深化電力營銷管理、查找竊電用戶等方面提出可靠依據(jù)[1-2]。目前,隨著電力體制改革的推進(jìn),行業(yè)競爭的逐步發(fā)展,公司自身、行業(yè)主體、市場開拓和優(yōu)質(zhì)服務(wù)面臨的壓力越來越大。充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源,深入挖掘用戶潛在需求,改善供電服務(wù)質(zhì)量,對公司未來發(fā)展至關(guān)重要?；诳蛻魴n案數(shù)據(jù),結(jié)合大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展,提取大工業(yè)用戶檔案、變壓器參數(shù)數(shù)據(jù)等,通過公式進(jìn)行計算,得出變壓器利用率的大數(shù)據(jù)值,為市場營銷、優(yōu)化資源配置、深化電力營銷管理、查找竊電用戶等方面提供強有力的支撐。

1 變壓器利用率的計算

電力公司應(yīng)根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)工藝要求,滿足實際需求,綜合考慮各種因素,對主變壓器容量的合理選擇不僅可以降低電能損耗,又能減少基本電費的支出,會給企業(yè)帶來直接的經(jīng)濟效益。偏低的變壓器利用率,帶來的是設(shè)備使用效率的降低以及用電資源的浪費,大工業(yè)用戶還為此支付了本可以節(jié)省下來的基本電費;另一方面,較高的變壓器利用率,影響變壓器經(jīng)濟運行,使設(shè)備效率降低,不僅會降低變壓器的絕緣性能,影響變壓器使用壽命,嚴(yán)重時甚至?xí){電網(wǎng)安全運行。顯然變壓器利用率過高或過低都不利于變壓器經(jīng)濟運行。式(1)是變壓器利用率計算公式。

變壓器利用率η:

式中:SN為變壓器容量,變壓器容量等于用戶的運行容量,若用戶發(fā)生減容、增容、暫停、復(fù)容等情況,變壓器容量等于計費容量;cosφ 為變壓器功率因數(shù);t為統(tǒng)計時間,h。

例:1個35 k V 供電的、容量為315 k VA 的用戶,某月用電量為8 萬k Wh,功率因數(shù)為0.85,則其該月變壓器利用率為41.5%

2 基于月用電量大數(shù)據(jù)的變壓器利用率分析

借助ORACLE大數(shù)據(jù)分析工具,編寫相關(guān)分析程序,對所有大工業(yè)用戶的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行提取,從多維度、多角度對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,計算出變壓器利用率,再將大工業(yè)用戶的變壓器利用率進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,得出利用率曲線圖。按地域、不同電壓等級對變壓器利用率進(jìn)行分析,找出最佳變壓器利用率。

對大工業(yè)變壓器容量利用率按不同維度進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析,需要以下分析明細(xì):大工業(yè)用戶明細(xì)、變壓器額定容量、變壓器運行容量、大工業(yè)用戶月用電量、用電量、大工業(yè)用戶變壓器利用率。

2.1 變壓器利用率大數(shù)據(jù)計算分析

由以上可知,變壓器容量利用率的計算公式為式(1),對大工業(yè)用戶進(jìn)行分析,具體程序見圖1。

大數(shù)據(jù)編程得出大工業(yè)用戶的具體明細(xì)及需要的數(shù)據(jù),并通過計算公式得出所有大工業(yè)用戶變壓器均利用率166.08%。

由編程得出的數(shù)據(jù)分析,利用率小于0%的有2戶,占比0.01%,主要是由于3月份存在退步電費現(xiàn)象;利用率在0%到23%有13 462戶,占比67.51%;利用率在24%到90%有6 330戶,占比31.74%;利用率大于90%有148戶,占比0.74%。其中,變壓器利用過大的用戶存在私自增容等疑問,需要進(jìn)一步進(jìn)行檢查。

圖1 大數(shù)據(jù)編程分析

2.2 按地域進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析

大工業(yè)用戶共計19 942戶,其中,滄州大工業(yè)用戶4 252戶,占比21.32%;保定4 230戶,占比21.21%;石 家 莊4 116 戶,占比20.64%;邢 臺3 047戶,占 比15.28%;邯 鄲2 328 戶,占 比11.67%,衡水1 969戶,占比9.88%。

按地域進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析,邢臺大工業(yè)平均變壓器利用率為828.72%;邯鄲大工業(yè)平均變壓器利用率為206.38%;石家莊大工業(yè)平均變壓器利用率為25.65%;保定大工業(yè)平均變壓器利用率為22.96%;滄州大工業(yè)平均變壓器利用率為17%;衡水大工業(yè)平均變壓器利用率為15.89%。

2.3 按電壓等級進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析

大工業(yè)用戶共計19 942 戶,其中,6 k V 用戶57,占比0.29%;10 k V 用戶19 266,占比96.61%;35 k V 用戶418,占比2.1%;110 k V 用戶160,占比0.8%;220 k V 用戶40,占比0.2%;500 k V 用戶1,占比0%。

按電壓等級進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析,6 k V 電壓等級的變壓器均利用率為13.79%;10 k V 電壓等級的變壓器均利用率為148.56%;35 k V 電壓等級的變壓器均利用率為1 065.37%;110 k V 電壓等級的變壓器均利用率為20.57%;220 k V 電壓等級的變壓器均利用率為10.13%;500 k V 電壓等級的變壓器均利用率為0%。3月份大工業(yè)變壓器均利用率為166.08%

3 應(yīng)用實例分析

電力行業(yè)針對大工業(yè)執(zhí)行兩部制電價,按照相關(guān)規(guī)定,大工業(yè)電價包括基本電價、電度電價和利率調(diào)整電費三部分。電度電價是按用戶用電度數(shù)計算的電價,基本電價是按用戶電容量計算的電價?；倦妰r的選擇有兩種,一種是按容量計算,另一種是按需量計算。按照《電價說明》相關(guān)規(guī)定,按容量計算即存在基本電費,基本電費的多少與變壓器容量有關(guān)。用戶到底選擇按容量還是需量計費,變壓器利用率是關(guān)鍵的衡量指標(biāo),故找出變壓器容量最佳利用率,無論是對大工業(yè)用戶的電費計算選擇,還是對相關(guān)部門制定電價政策,都提供了可靠的分析依據(jù)。

3.1 變壓器利用率與電費綜合單價關(guān)系

工商業(yè)及其他用電分單一制和兩部制電價。對于兩部電價制,相同容量S 的變壓器,月基本電費F 也相同;由于每個用戶的月用電量H 不同,故變壓器利用率β 也不同;將基本電費分?jǐn)偟接秒娏恐?得到的是綜合平均單價P。它們之間的關(guān)系由式(2)和式(3)表達(dá):

式中:G 為基本電費電價,河北省物價局規(guī)定為23.3元/k VA/月

對于單一制電價,既包含了像兩部制電價里的電度單價,又包含將基本電費分?jǐn)偟诫娏坷锏幕締蝺rPj(不考慮力調(diào)因素)。Pj應(yīng)是單一電價P1與相同電壓等級兩部制電度電價Pd的差,即

按照式(2)、(3)和(4),考慮河北省現(xiàn)行電價政策,取1～10 k V 平段電價,即P1=660.9元/MWh,G=23.3 元/k VA/月,Pd=556.4元/MWh?？梢酝扑愠霾煌儔浩骼寐手荡蠊I(yè)單一制、兩部制電價的電費綜合平均單價,及基本單價和電度單價的構(gòu)成[3-4]。不同β 值時單一制和兩部制電價的電費綜合平均單價見表1。變壓器利用率與電費綜合平均單價關(guān)系見圖2。

表1 不同β 值時單一制和兩部制電價的電費綜合平均單價 元/k Wh

根據(jù)表1作圖,從圖2可以看出,單一制和綜合平均單價在一點交匯。由圖可知,β=22.25%的時候在臨界值。由此可知,當(dāng)變壓器利用率低于22.25%時,執(zhí)行單一制電價。當(dāng)變壓器利用率高于22.25%時,執(zhí)行兩部制電價。這樣用戶就可以減少開支。

圖2 變壓器利用率與電費綜合平均單價關(guān)系

3.2 應(yīng)用實例

在大工業(yè)用戶實際生產(chǎn)中,會有很多不被允許的現(xiàn)象發(fā)生,有的企業(yè)自增變壓器容量方式逃避基本電費,以此少交電費,這樣就會給電力部門造成損失。一直以來,電力部門加大對偷電、竊電現(xiàn)象的檢查,反竊電、用電稽查是電力營銷管理重要的一個環(huán)節(jié)。通過對變壓器容量利用率的大數(shù)據(jù)分析,可以有效的查找出存在疑問的用戶,并派工作人員進(jìn)行現(xiàn)場檢查,挽回電網(wǎng)的經(jīng)濟損失,消除安全隱患。

以河北供電公司某制造加工廠為例,該用戶運行變壓器容量315 k VA,2017年全年用電量見表2。

表2 某制造加工廠1-12月用電量明細(xì) kWh

通過表2可以看出,全年總電量為1 624 906 k Wh,其中谷段電量1 055 856 k Wh,占比64.98%;峰電量77 896 k Wh,占比4.8%;平電量491 154 k Wh,占比30.22%,年平均功率因數(shù)為0.9。經(jīng)公式(1)計算,該用戶月均變壓器利用率為66.34%,谷段變壓器利用率為129.32%。雖然月均變壓器利用率處于正常范圍,但是谷段變壓器利用率嚴(yán)重超容,經(jīng)過現(xiàn)場工作人員的檢查,發(fā)現(xiàn)該用戶存在私自增容現(xiàn)象。

4 結(jié)論與建議

本文基于河北某一月大工業(yè)用戶進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析,建立數(shù)學(xué)模型,計算出變壓器容量利用率,按地域、電壓等級等不同維度進(jìn)行分析,得出存在67.51%的大工業(yè)用戶變壓器容量利用率低于23%。通過對比分析得出結(jié)論,當(dāng)變壓器利用率高于22.25%,執(zhí)行兩部制電價較為劃算。對于大數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)模型可以進(jìn)一步改進(jìn):

a.可拋去3月未參與算費的用戶;

b.計算模型功率因數(shù)統(tǒng)一取得0.9,但是具體的功率因數(shù)是更精準(zhǔn)的,從而也影響到變壓器利用率這一數(shù)據(jù),需要進(jìn)一步調(diào)出用戶的有功、無功電量,通過公式計算出實時功率因數(shù);

c.單一月的數(shù)據(jù)有時未免失真,若利用一整年的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,會更有助于變壓器利用率的分析完善。