2多层级全覆盖小电管理创新，实现全社会发电资源精益化管理

多层级全覆盖小电管理创新，实现全社会发

电资源精益化管理

云南电力调度控制中心

一、前言

云南电力调度控制中心（以下简称“省调”）是中国南方电网四级调度系统中的省级调度机构，是云南电力系统运行的组织、指挥、指导和协调机构，行使电力调度行政执法权，负责保障云南电网的安全稳定运行和电力供应平稳有序。按照“统一调度、分级管理”的原则，截至2012年末，直接管辖17个地区级调度机构、212座统调发电厂、134座变电站，调度范围覆盖全云南省16个地州。

随着云南省社会经济快速发展、人民生活水平不断提高，对电力供应可靠性要求也在持续深化，为更好地保障电力可靠供应，强化全社会发电资源精益化管理是必然趋势。然而，数量众多、容量小、分布广的小电因自身局限、信息缺失以及管理手段的薄弱，严重制约了全社会发电资源精益化管理。为改变现状，省调通过多年来的不断探索、创新与实践，有效突破了小电管理制约，初步实现了云南省全社会发电资源精益化管理。 二、实施背景

2.1 实施全社会发电资源精益化管理的意义及难点

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云南省有着极为丰富的能源资源。水能资源方面，理论蕴藏量10364万千瓦，占全国总理论蕴藏量的15.3%，仅次于西藏、四川，位居全国第3。其中，技术可开发容量7116.79万千瓦，占全国技术可开发总量的20.5%，位居全国第2，仅次于西藏；可开发率71%，居全国首位。风能资源方面，总储量1.23亿千瓦。其中，可利用区风能资源储量2832万千瓦，约占全省储量的23.04%。太阳能资源方面，仅次于西藏、内蒙、青海等省（区），为中国最丰富的省（区）之一，总理论蕴藏量2.14×1015MJ/a，折合标煤731.5亿吨，技术可开发量8.14×1011MJ/a，折合标煤2779.38万吨。

极为丰富的能源，加之国家近年来大力推行能源、投资政策和西部大开发等大政方针，给云南省能源开发利用带来了极有利的内外部环境，全省发电资源规模持续快速攀升。2005年，云南省发电装机容量10083.79MW，其中地县调管辖电源装机规模2195.893MW，占21.78%。2010年，云南省发电装机容量增长至35562.7MW，增幅达252.67%，其中地县调管辖电源装机规模7547MW，占21.22%。2012年末，云南省发电装机容量增长至48576.54MW，增幅达36.60%，其中地县调管辖电源装机规模8595.94MW，占17.70%。

实施全社会发电资源精益化管理，有着十分重要的意义。 （1）有利于各类能源、大小电协调，进而更好地保障电网安全和电力供应。

（2）有利于大幅提升小电资源利用效率，促进全省清洁能源发电比的提升，减少化石能源消耗量。同时，有利于更加合理地安排全

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网电源运行方式，有效避免备用过多、频繁紧急开停机等可能导致能源浪费的现象。

（3）完善全社会电力运行统计信息，有利于扩大省外电力市场。云南省内电源规模持续快速攀升、境外电源电力回送等，装机增长速度超过负荷需求增速，尤其近几年，需通过大力培育广东、越南等外部市场对电源发电能力进行消纳。鉴于电力系统的“实时平衡”特性，为更好地扩大省外市场，务必提供稳定供电能力。通过实施全社会发电资源精益化管理，可较好地掌控电源发电能力，并科学制定措施应对小电发电能力波动，进而确保对外部市场提供稳定的供电能力。

（4）及时掌握电源发电能力与地区负荷的“匹配”状况，及时发现电力工业布局中存在的问题，进而更好地开展电力发展规划。

然而，小电长期处于粗放式管理，加之存在诸多制约，导致全社会发电资源精益化管理的实施存在诸多难点。突出表现在：

（一）技术制约。小电设备落后，无法提供类似大中型电源的厂站侧技术支撑，通信条件较差，且通信信号不稳定，部分甚至不具备任何通信信号；加强小电管理需要强劲的技术支撑，实施创新前国内外尚无可借鉴的经典工程实例。

（二）管理制约。小电长期处于粗放式管理，政府职能部门、水资源职能管理部门、调度机构均不想管，也不知道怎么管，对电厂的管理放任自流，电厂也早已习惯了“无人管、管得少”，甚至不愿意被管；小电各类人员都存在不同程度的知识层次不够、技能水平不足等问题，导致对电厂管理、电厂运行、调度管理理解不深刻。

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（三）数量制约。截止2012年末，云南电网地、县调管辖数量电厂达1500余座，是省调管辖电源的10余倍，总装机容量近860万千瓦，占全省电源装机的比重近20%，全年发电量不到省调管辖电源发电量的30%，对各项措施的制定、落实都带来了极大挑战。

（四）制度缺失。已有相关标准、制度更多是针对于大中型电源，尽管有部分行业、单位或部门出台过关于小电管理的标准、制度，但是量少且在“适用性”、“通用性”、“实用性”等方面存在不同程度的缺陷与不足。

（五）大小电、水火电协调难度大。一方面，由于小电掌控不足，且上下级调度缺乏统一协调，大小电之间优化补偿不能有效开展，资源不能实现优化配置，高效利用程度不够。另一方面，云南省水电比重较大，2012年末全口径发电装机中水电所占比重超过60%，且地、县调管辖电源中大部分为水电，小电管理的缺失使得水火电协调难度极大。

2.2 全社会发电资源精益化管理缺失的影响

全社会发电资源精益化管理缺失带来一系列影响。主要如下： （一）无法有效规避能源浪费风险。由于电力生产的实时、整体平衡特性，全社会发电资源缺乏有效的统一平衡协调、精益化管理，制约了各类能源的高效、科学、合理利用，进而导致能源浪费。在组织电力平衡时，小电由于信息掌控缺失而变成一个不确定因素，系统面临“小电发电能力突减可能导致备用不足，小电发电能力突增又面临紧急停机”等矛盾，为保证电力供应，系统必须为小电波动安排更

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多备用容量，导致资源浪费；在局部地区当小电突然来水能力增加，由于信息沟通阻碍，导致上下级调度机构管辖电源之间协调不足，即使上一级电网有能力吸纳，也有可能因无法及时最大化利用电力输送通道资源消纳小电而导致小电弃水。

（二）无法有效规避电网运行安全风险。由于缺乏有效的全社会发电资源精益化管理，各级调度对电源引发电网安全风险未能进行全盘、整体统筹考虑和管控，更多针对于本级调度机构所管辖电源对电网可能造成的安全风险，最多延伸至省调管辖电源对云南电网及南方电网主网存在的潜在安全风险。由于管控难进而对地县调管辖电源的风险管控不到位，其对电网运行的安全风险将逐级“传递”、“汇聚”至省级及以上电网。近年来，地县调管辖电源引发省级及以上电网安全的事件、事故时有发生。

（三）无法准确、完整、及时统计全社会发电相关信息，进而无法准确辨识负荷波动时因经济原因还是天气原因。电力作为基础性要素，是社会经济发展的重要保障之一，也是掌握国民经济命脉的关键判据之一。由于未实行全社会发电资源管理，不能提供准确的全社会发电资源相关数据，如全社会发电装机、全社会发电量以及全社会发电负荷特征值等关键性经济指标，这些关键指标的缺失和不完整可能导致政府对经济形势判断的延误甚至误判。由于小水电比例较大，对用电负荷变化影响很大，加之未掌控全社会发电资源信息，主网供电突然变化时一般很难及时判断是市场原因还是小电发电原因，一定程度上降低了电力作为社会经济变化及发展形势晴雨表的敏感性，增加

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省、地调县调、电厂信息电力专网、VPN专用移动/联通无线网卡省调信息信息内网地调县调省地县调、电厂一体化小电管理技术支持系统业务垂直、闭环管理省调地调县调电厂全省、各地区、各县区全社会发电资源各类信息的全面、动态掌控信息采集与展示功能发供电负荷监视与展示功能发电计划编制功能基础资料展示与维护功能业务评价考核功能分析统计与报表功能建立全社会负荷管理体系促进了各级调度机构对地区全社会发供电负荷等重要信息及时、准确的统计和掌控实现了全社会电源装机容量、全社会发供电量及负荷曲线统计，真正达到了对全社会发电资源、发电负荷及运行信息的及时准确统计和全面掌控，创新解决了全社会负荷无法统计的难题，电力运行统计信息更为准确。

图3-8 云南电网省地县调、电厂一体化发电资源管理技术支持平台简图

通过该技术支持平台的应用，全面采集了云南省全社会发电资源各类信息，真正达到了对全网所有电源的全面、实时掌控。同时，实现了上级调度机构对下级调度机构小电调度管理业务的统计、评价和考核，实现了对地县调管辖小电相关工作的统计、评价和考核，推动了各项工作的闭环。

该技术支持平台取得了多项创新成果。一是建立了多层级小电管理模式，首次建成了全国第一个功能齐全、规模庞大的省地县调、电厂一体化技术支持平台，实现了全网电源的全方位管理，实现了全负荷管理，填补了国内小电管理的空白。二是首次提出了大规模、多层级小电一体化发电计划方法，包括小电分级编制流程与方法和超限断面计划调整方法。三是提出了复杂通信环境下互补的小电数据采集技

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术。四是提出了多层级、大规模、异构小电接入技术。

2012年2月10日，创新项目组委托教育部科技查新工作站L05对成果进行了查新，经对所查密切相关文献的分析与对比，除相关人员发表文献外，未见通过VPN、手机短信和委托等方式实现小水电数据采集，省、地、县、厂一体化发电计划编制流程与方法，以及有关大规模、多层、异构小水电管理系统关键技术分析的文献报道。

2011年11月24日，核心成果之一——“云南电网小水电管理技术支持系统”顺利通过云南电网公司组织的验收，以华中科技大学张勇传院士为代表的验收委员会一致认为成果填补了国内小电管理的空白。2012年3月21日，核心成果之一“大规模多层级小电管理关键技术及在云南电网的应用”顺利通过云南省科技奖励办组织的成果鉴定，以华中科技大学张勇传院士、程时杰院士为代表的鉴定委员会给出了“成果总体达到该领域国际先进水平，填补了国内小电全方位、一体化管理的空白”的高度评价。2013年，中华人民共和国国家版权局授予该技术支撑体系5项计算机软件著作权登记证书。实施过程中撰写的8篇学术论文被EI刊源和核心期刊收录及收录待刊，3篇学位论文顺利通过答辩。

3.4 建立了全社会发电资源信息统计管理体系，确保电力信息完整、准确、及时

建立了涵盖各类能源机组以及包括电量、负荷特征值、基础信息等在内的全社会发电资源信息统计管理体系。通过全社会发电资源信息统计管理管理体系的建立，一是融合了各类技术支撑平台所采集的

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信息，并在此基础上进行二次加工应用，实现了各级调度机构对所辖区域内全社会发电资源信息的掌控、监视以及相关统计信息的快速、便捷、准确查询。二是实现了全省及各地区全社会电源装机容量、全社会发供电量及负荷曲线的统计，真正达到了对全网、各地区全社会发电资源、发电负荷及运行信息的及时准确统计和全面掌控，创新解决了以往全社会负荷无法统计的难题，电力运行统计信息更加完整、准确、及时。 四、实施效果分析

4.1 实现了全社会发电资源管理

截至2011年4月底，全社会发电资源管理模式已在全云南电网各级调度机构全面应用，包含1个省调、17个地调、120个县调以及1788座电厂。省调以及各地、县调均实现了对所辖区域内所有电源的管理，有效弥补了发电资源管理短板。 4.2 提升发电资源管理效率

以全省全社会发电资源装机规模或发电运行信息掌控为例，以往需逐级安排任务，并逐级收集、整理、汇总、上报，最快需要7~15天左右的时间，时效性不强，准确性也无法保证。通过创新成果的应用，只需要不到1分钟的时间即可快速、任意分类型、分地区、分电厂查询全省及各个州（市）、县（区）电源基础信息和发电运行信息。此外，工作部署从以往的逐级下达转变为同时下达，时间也大大缩短。 4.3 提升能源利用效率

（1）通过加强省地县三级调度机构发电资源统一平衡协调，加

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强大小电协调，有效减少窝电弃水。云南电网主网2011年、2012年，连续实现“零弃水调峰”。西部受阻地区，2011年全年受阻电量仅10.67亿千瓦时，同比减少8.20亿千瓦时，产生0.82至1.64亿元的经济效益。2012年，省内经济下行压力突出、装机规模持续快速攀升的情况下，窝电电量仅24.19亿千瓦时。

（2）更好保障各级电网安全稳定运行，促进能源高效利用。2010年~2012年连续遭遇旱灾、电煤供应时常异常的情况下，由于各级电网安全稳定运行、各类能源利用的高效协调，云南省全口径发电量从2009年的1173.82亿千瓦时增加至2012年的1745.51亿千瓦时，年均增幅14.14%，其中全口径水电发电量也从2009年的625.75亿千瓦时增加至2012年的1238.24亿千瓦时，年均增幅25.55%。 4.4 取得可观经济效益

（1）大量节约企业一次性生产成本投入。一是基于一体化理念构建管理技术支撑，全省所有地、县调均不产生费用，参考目前其它各类应用系统的常规研发费用，仅此一项，即使按简单配置考虑，为云南电网节约一次性成本投入4935万元。二是通过信息采集模式的创新，全网小电不需增配监控系统等大型硬件设备和远动传输通道即可实现信息上送，仅在使用短信、移动/联通专用无线网络上报时产生一定的费用。即使按目前简单的配置，仅此一项为未能直采小电节约一次性成本投入30800万元。

（2）增加发电企业效益。扣除装机规模增长影响后，2011年云南电网公司同比增购小电9.14亿千瓦时，按平均电价折算，相当于

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为发电企业带来1.371亿元的创收。2012年同比增购6亿千瓦时左右，相当于为发电企业带来了0.9亿元左右的创收。随着全社会发电资源精益化管理的持续深入推进，后续产生的经济效益将更加显著。 4.5 取得显著社会效益

（1）促进了电力企业节能减排。2010年~2012年，云南电网单位发受电量化石能耗分别为134.71g/kwh、119.53g/kwh、93.4g/kwh，逐年下降。2009年~2012年，云南省清洁能源发电量占比分别为56.56%、63.53%、66.98%、73.85%，逐年上升。

（2）更好地保障云南全省及各地区人民生活水平持续提升、社会经济平稳快速发展的用电需求。有效助推全省GDP的快速平稳增长。2009年至今，云南省GDP增速均在12%以上，均高于同期全国GDP增长率，2013年一季度云南省GDP增长率也是位列全国第一位。2012年，云南省GDP增长至10309.8万亿元，属于2012年全国唯一一家进入“万亿GDP俱乐部”的省份。

（3）加强了对全社会发电资源、负荷等信息的掌控，有助于政府更加科学地开展电力发展规划和社会经济发展规划，有助于能源开发利用环境更趋良性化发展，促进地区社会经济既快又好地发展。 五、成果可推广性

（1）创新过程中提出的管理模式、一体化理念、技术架构、互补数据采集模式、推广应用经验等具有普遍意义，原则上可以移植于电力系统其它单位，甚至是其它行业。目前，全社会发电资源信息采集模式、管理技术支撑架构已在南方电网范围内被采纳。在总结、提

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炼多年来管理经验基础上由云南电力调度控制中心起草的《中国南方电网小水电调度管理规定》、《南方电网小水电调度管理评价办法》已分别于2010年、2012年由中国南方电网电力调度控制中心正式颁布，并在南方电网范围内执行。

（2）创新成果之一——云南电网小电管理技术支持系统具有普适性，功能齐全且实用、应用方式简单，可直接推广应用于国内外各级电网企业，也可经过简单的适应性改造，推广应用于其它行业。

获全国电力行业企业管理创新成果优秀奖 获云南省电力行业企业管理创新成果一等奖 主要创造人：杨卓 杨强

参与创造人：高孟平 蔡葆锐 蔡华祥 李秀峰 栾毅 程春田 李刚 廖胜利 钱凯

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