提升配电网规划准确率-QC成果

提升配电网规划准确率选择课题课题背景“配电网规划准确率”是反映电网规划是否准确、有效的重要指标。配电网规划的具体流程如下：首先，公司梳理现状电网问题和城市发展需求，编制未来5-10年的投资计划，形成规划项目清单，清单主要内容包括项目必要性、规模及总投资。接下来对规划项目进行可行性研究，充分论证实施的必要性，可行性研究内容包括调查项目立项原因、收集负荷报装需求、编制初步实施方案。可行性研究方案通过后，进行项目的可研评审，可研评审报告内容主要包括项目所在区域电网现状、负荷预测、变电容量确定、线路路径确定及项目用地、建设型式等信息，通过可研评审的项目即表示具备实施条件。配电网规划与城市发展息息相关，精准的规划项目能满足负荷增长需求，促进城市经济发展。同时配电网规划发挥着指导电网投资的作用，规划的准确性直接决定了电网投资效益，因此，提高配电网规划准确率对于促进城市经济发展和提升电网投资效益有着重要意义。公式：配电网规划准确率=通过可研评审项目数/电网规划项目总数×100%（以下简称“规划准确率”）名词解释配电网：从电源侧（输电网、发电设施、分布式电源等）接受电能，并通过配电设施就地或逐级分配给各类用户的电力网络，对应电压等级一般为110kV及以下。配电网规划：为满足未来负荷增长和电网发展的要求，确定何时、何地、建设何种类型的线路、变电站或者分布式电源等设备。负荷预测：负荷预测是根据系统的运行特性、增容决策、自然条件与社会影响等诸多因素，在满足一定精度要求的条件下，确定未来某特定时刻的负荷数据，其中负荷是指电力需求量（功率）或用电量。控规用地：为“控详规”用地，是城市、县人民政府城乡规划主管部门根据城市、镇总体规划的要求，用以控制建设用地性质、使用强度和空间环境的规划用地。“控规用地”是开展负荷预测的基础。选题理由上级要求根据公司要求，35千伏及以上输变电工程，规划准确率要求不小于90%。现状小组统计市公司2017-2020年，35千伏及以上输变电工程规划项目64个，已实施项目45个，各年规划准确率如图1所示。图SEQ图\*ARABIC1市公司2017-2020年规划准确率同行业先进水平分析经调研，多个公司，配电网规划水平在各网省公司中指标排名靠前，且均利用“网上电网”开配电网规划工作，规划准确率超过了公司要求。结论：小组发现市公司的规划准确率有很大的提升空间，因此选择课题为“提升配电网规划准确率”。现状调查现状一小组统计了2017-2020年市公司64个规划项目的可研评审情况，规划准确率最高为73.3%，详情见表1。表SEQ表\*ARABIC1市公司2017-2020年规划准确率年份2017年2018年2019年2020年规划项目数（个）18151714实施项目数（个）13111210可研评审未通过数（个）5454规划准确率（%）72.2%73.3%70.6%71.4%现状二小组成员调查19个项目可研评审未通过原因，统计情况见表2和图3。表SEQ表\*ARABIC2可研评审未通过原因统计序号可研评审未通过原因项目频次（个）累计频次（个）累计占比（%）1负荷预测不准确131368.4%2公司战略调整21578.9%3站址路径落地困难21789.5%4政府政策调整11894.7%5项目重复或交叉119100%图SEQ图\*ARABIC3规划准确率影响原因排列图结论：通过调查发现，因“负荷预测不准”可研评审未通过项目数量最多，远超其他原因，“负荷预测不准”是规划准确率低的症结所在。设定目标小组将活动目标值设定为：将规划准确率提高到90%。综合以上，现状调查市公司规划准确率历史最高达到73%，其中负荷预测不准确为规划准确率的症结所在占比达到68.4%，小组结合成员技术能力，经过认真讨论和分析评估，将解决问题的能力估算为85%，并进行了一系列测算如下：规划准确率（目标）=优化前准确率+[（100%-优化前准确率）×主要症结占比×问题解决程度]=73%+[（100%-73%）×68.4%×85%]=88.7%先进城市的规划准确率均在90%以上，上级文件要求规划准确率不宜低于90%，故设置目标为提升规划准确率至90%，如图4所示。图SEQ图\*ARABIC4设定目标原因分析在分析了目标的可行性后，小组成员运用头脑风暴法，针对负荷预测不准这个症结进行讨论，并绘制了关联图，见图5。图SEQ图\*ARABIC5负荷预测不准关联图由以上关联图，小组梳理出6条末端因素如下：人员未经过培训人员学习能力差无负荷预测操作手册网上电网系统功能不完善地块面积绘制不准确国家政策调控确定主要原因制定要因确认计划表小组成员对梳理出的6条末端因素进行汇总并形成要因确认计划表，见表3。表SEQ表\*ARABIC3要因确认表序号末端原因确认内容确认方法确认依据负责人确认地点完成时间人员未经过培训选取未经过负荷预测培训的10名人员，仅通过自学负荷预测后对已实施的输变电工程进行负荷预测，检查10名人员预测结果的平均偏差现场验证预测结果平均偏差大于5%xx办公室xx人员学习能力差测试人员业务能力专题考试考试平均成绩＜90分xx办公室xx无负荷预测操作手册编制负荷预测操作手册，选取10名人员，对已实施的输变电工程进行负荷预测，检查10名人员预测结果的平均偏差现场验证预测结果平均偏差大于5%xx办公室xx网上电网系统功能不完善选取3项2020年投产的输变电工程，使用网上电网系统进行负荷预测，检查3项工程预测结果的平均偏差现场验证预测结果平均偏差大于5%xx办公室xx地块面积绘制不准确导出“网上电网”系统10个县域手绘地块面积，检查10个县域不同性质地块面积的平均偏差现场验证不同性质地块面积平均偏差大于10%xx办公室xx国家政策调控不可控因素

逐项确认要因确认一：人员未经过培训确认依据预测结果平均偏差大于5%确认方法现场验证确认内容小组选取未经过负荷预测培训的10名人员，仅通过自学负荷预测后对市公司2020年投产的1项110千伏输变电工程进行负荷预测。序号岗位负荷预测值（MW）实际负荷值（MW）偏差1人员155.355.50.4%2人员255.80.5%3人员3550.9%4人员454.32.2%5人员555.80.5%6人员657.84.1%7人员756.21.3%8人员853.43.8%9人员955.20.5%10人员1055.10.7%10名未经过负荷预测培训的人员负荷预测结果平均偏差为1.49%。影响程度分析负荷预测结果平均偏差小于5%，认为负荷预测准确，对症结影响较小。确认结论10名未经过负荷预测培训的人员负荷预测结果平均偏差小于5%，未在设定标准值范围，认为负荷预测准确，判定为非要因。确认人xx确认时间xx

要因确认二：人员学习能力差确认依据考试平均成绩＜90分确认方法专题考试确认内容小组对“负荷预测”的培训考试成绩进行调查，检查考试平均成绩。如考试平均成绩＜90分，则判定为要因。小组成员查询了接入系统的培训记录，并将调查结果汇总，见下表：序号培训时间培训内容培训课时12021.1.15总公司负荷预测深度规定422021.2.12负荷特性专题研究432021.2.23空间负荷预测方法842021.3.10控规用地与负荷预测的关系652021.3.23负荷预测应用实例3总计-25小组成员查询了历次培训后的考试成绩，见下表：序号人员第一次第二次第三次第四次第五次1人员192949496932人员298979595963人员396959595954人员494979495955人员594959594956人员697969794937人员795989694938人员894959596949人员9969693969510人员109597959295影响程度分析极差R=Xmax-Xmin=98-92=6。取组数K=7，则组距h=R/K=6/7≈1.00。列出频数分布表：组号组界值频数组号组界值频数191.5-92.52595.5-96.59292.5-93.54696.5-97.55393.5-94.510797.5-98.52494.5-95.518制作直方图：图中中部顶峰，左右逐渐降低并成对称形式，样本分布中心与公差中心重合，为正常型直方图，说明5次考试成绩稳定，小组成员能力稳定，可以胜任该项工作，对症结造成影响较小。确认结论培训成绩平均95分大于90分，培训成绩稳定，未对症结造成影响，确认为非要因。确认人Xx确认时间Xx

要因确认三：无负荷预测操作手册确认依据预测结果平均偏差大于5%确认方法现场验证确认内容小组编制详细的负荷预测操作手册，并选取10名人员按照操作手册对市公司2020年投产的1项110千伏输变电工程进行负荷预测。序号人员负荷预测值（MW）实际负荷值（MW）偏差率1人员156.555.51.8%2人员255.20.5%3人员353.43.8%4人员453.14.3%5人员554.81.3%6人员656.51.8%7人员754.32.2%8人员857.43.4%9人员953.92.9%10人员1054.81.3%10名人员负荷预测结果平均偏差为2.33%。影响程度分析负荷预测结果平均偏差小于5%，认为负荷预测准确，对症结影响较小。确认结论编制详细的负荷预测操作手册后，10名人员负荷预测结果平均偏差小于5%，未在设定标准值范围，认为负荷预测准确，判定为非要因。确认人Xx确认时间Xx

要因确认四：网上电网系统功能不完善确认依据预测结果平均偏差大于5%确认方法现场验证确认内容小组选取市公司2020年投产的3项输变电工程，使用网上电网系统进行负荷预测。序号输变电工程负荷预测值（MW）实际负荷值（MW）偏差率1工程153.255.54.1%2工程259.358.32%3工程364.565.21.1%3项输变电工程负荷预测结果的平均偏差为2.4%。影响程度分析负荷预测结果偏差小于5%，认为负荷预测准确，对症结影响较小。确认结论3项输变电工程负荷预测结果的平均偏差小于5%，未在设定标准值范围，认为负荷预测准确，判定为非要因。确认人Xx确认时间Xx

要因确认五：地块面积绘制不准确确认依据不同性质用地面积平均偏差大于10%确认方法现场验证确认内容小组导出“网上电网”系统10个县域不同性质的手绘地块面积如下：序号区县绘制地块面积（km2）商业住宅工业其他1xx325215202xx537365163xx512834xx32524055xx1223666xx1822037xx1215378xx1626529xx2946121010xx2348614实际地块面积统计如下：序号区县实际用地面积（km2）商业住宅工业其他1xx286112152xx456457123xx48644xx25453685xx1026446xx1418057xx1012268xx1320339xx23419810xx2842511得到绘制地块与实际面积偏差如下：序号区县绘制地块与实际面积偏差不同性质地块偏差平均值商业住宅工业其他1xx14%15%25%33%22%2xx18%14%14%33%20%3xx25%50%33%25%33%4xx28%16%11%38%23%5xx20%12%50%50%33%6xx29%22%0%40%23%7xx20%25%50%17%28%8xx23%30%67%33%38%9xx26%12%33%25%24%10xx18%14%20%27%20%10个县域手绘的不同性质的地块面积平均偏差为26.4%。影响程度分析地块面积平均偏差大于10%，会导致负荷预测结果偏差大于5%，认定为负荷预测不准，对症结影响较大。确认结论“网上电网”导出的10个县域手绘的不同性质的手绘地块面积平均偏差大于10%，符合设定标准，认定为负荷预测不准，判定为要因。确认人xx确认时间xx综上所述，“地块面积绘制不准确”为负荷预测不准的要因。

制定对策有效性网上电网是总公司部署的发展专业的线上系统，旨在将业务流程从线下转移到线上，目前系统功能仍在不断开发和完善中，通过一段时间的深化应用，已经发现系统部分功能影响了专业工作的准确性，发现问题并不断完善网上电网系统功能是公司近期的重点任务和专业诉求，因此针对系统功能不足提出改进建议是有必要的。可实施性目前，网上电网聘请专业的开发团队，在补丁系统漏洞的同时也在开发新功能，将网络上成熟的技术手段移植到网上电网，开发团队有能力实现。经济性由于每个区县的控详规地块数量平均在3000块左右，地块数量多、不规则，完成绘制：一是需要长时间绘制，不利用专业工作的推进；二是需要的绘制人员数量多，影响其他专业工作的开展；三是人工绘制地块的面积不准确，会导致负荷预测不准，从而影响电网项目的经济效益。因此，以节约人财物为出发点，有必要改变现状。可靠性网上电网平台经过前期的试点，平台的稳定性已经满足正常工作需求，因此依托平台开发的新功能稳定性也可以得到保证。此外，总公司聘请的开发团队在持续开展系统维护，并且总公司在持续推进网上电网的深化应用，在新功能的应用评估方面有庞大的实践群体，确保开发后会得到全面推广，并且不断完善。综上，小组结合“地块面积绘制不准确”的要因，按照5W1H原则制定了详细对策实施表，将地块手动绘制变为系统导入，具体措施见表4。表SEQ表\*ARABIC4对策实施表要因对策目标措施地点负责人完成时间地块面积绘制不准确将地块手动绘制变为系统导入不同性质用地面积平均偏差小于3%收集、修改CAD版本控规用地；核实控规用地坐标类型；3.将带有坐标信息的控规用地导入“网上电网”系统。办公室xxxx对策实施借助QC工具制定对策实施的箭条图如图6所示，关键路线为收集CAD图、修改CAD图、核实坐标系、系统导入4个环节，对策实施预计7天，见表5。表SEQ表\*ARABIC5对策实施箭条表流程先行流程时间A表示收集CAD图A-2天B表示修改CAD图BA1天C表示核实坐标系CB1天D表示系统功能开发D-7天E表示系统导入ECD0.5天关键路线：①→②→③→④图SEQ图\*ARABIC6对策实施箭条图制作PDPC（过程决策程序）如图7所示。图SEQ图\*ARABIC7对策实施PDPC图具体实施过程如下：收集、修改CAD控规图纸收集各区县控规用地CAD版本图纸，核实坐标系类型。修改控规用地CAD版本图纸（由于控规CAD图包含用地、管线、地形等各类图层，用地仅占很少部分，因此需要提取保留用地信息）：1.每个图层的名称必须是网上电网控规用地分类的大、中、小类编码（大类编码举例：R；中类编码举例：R1，小类编码举例：R11）。如图层的控规编码不在以上分类，需修改图层名称或删除合并图层，如图8所示。修改后的图层名称见图9。图SEQ图\*ARABIC8网上电网控规用地分类图SEQ图\*ARABIC9修改后的控规CAD图层2.每个图层只能保留1类控规用地，同时删除多余地块、线条仅保留块元素，原控规用地CAD版本图纸如图10所示，处理后的控规图如图11所示。图SEQ图\*ARABIC10原控规用地CAD版本图纸图SEQ图\*ARABIC11处理后的控规图删除地块以外的图层和元素，如图12所示，处理前控规图共有217个图层，处理后仅保留37个有效图层。处理前图层b）处理后图层图SEQ图\*ARABIC12处理后的控规图4.将修改好的CAD图纸保存成.dxf格式。核实控规用地坐标类型小组通过分析现有控规用地CAD版本图纸发现，“控规用地”坐标系包括地理坐标系统（WGS84、大地2000、西安80、新北京、北京54）和投影坐标系统（大地2000、西安80、北京54、新北京的高斯-克吕格等角横切椭圆柱投影坐标系统）两种。小组同时考虑到非通用坐标系的情况，通过（第三方地理软件）进行坐标纠偏，可完美解决坐标偏移，非通用坐标系在地图软件进行坐标纠偏。控规用地导入“网上电网”根据措施实施前两步收集导的“图纸格式”和“坐标系类型”，向总公司“网上电网”总部提出开发需求，在“网上电网”的“控规用地”绘制界面植入“控规用地”CAD图纸导入功能。随后，“网上电网”开发新功能如下：登陆网上电网，按路径公共→公共图形→外部数据导入，进入“外部数据导入”界面，将修改好的CAD版本“控规用地”导入系统并发布，如图14和图15所示。也可清晰看出，人工绘制和系统导入的差别，如图16所示。图SEQ图\*ARABIC14系统流程界面图SEQ图\*ARABIC15系统流程界面图SEQ图\*ARABIC16导入与手绘对比对策实施效果检查对策实施后，小组从网上电网检查导入的控规用地数据，核对坐标基本无误后，从系统导出3个区县的数据，见表6。表SEQ表\*ARABIC6对策实施后导出地块面积偏差指标名称地块性质成安磁县大名实际用地面积（km2）商业28454住宅61648工业12576其他15124导出地块面积（km2）商业27.544.83.9住宅6263.27.8工业11.857.86.1其他15.211.93.9导出地块与实际面积偏差商业2%0%3%住宅2%1%3%工业2%1%2%其他1%1%3%不同性质地块偏差平均值2%1%2%由于坐标系的轻微偏移，导出的不同性质的地块面积出现一定偏差，但面积的平均偏差值均小于设定的目标值3%，对策实施成功。效果检查目标检查对策实施成功后，小组在实际规划中推广应用该方法，2022-2025年市公司规划项目75项，其中69项已通过可研评审，规划准确率达到92%，超过目标值90%，活动目标达成，如图17所示。图SEQ