王维兰， 陈红， 杨启帆， 陈然， 崔壮

(1.国网福建省电力有限公司信息通信分公司， 福建,福州 350000； 2.国网信通亿力科技有限责任公司， 福建,福州 350000)

0 引言

随着电力行业管控力度加大，输配电设备使用年限增长、原材料价格攀升、市场环境竞争激烈，电力企业一直面临着降本增效、提升服务质量的巨大压力。提升资产管理水平、优化投资规划、进行成本管理是应对的唯一途径，目前电网企业还存在着经营效率滞后、产量盲目增加、投资缺少规划、环境破坏严重等问题，如何有序开展电网资产的管理工作，对各个阶段进行统筹管控，确保实物流、价值流、信息流一致，实现资产的纵向贯通，横向协同，挖掘资产价值，降低成本费用显得越来越重要。因此，对于电网资产的全寿命周期的科学管理具有极为重要的现实意义。

1 电网资产概述

1.1 管理重点

不同行业的资产管理有不同的侧重方向，对于电力行业来说，资产管理的重点包括固定资产、在建工程以及工程资产，包括厂房、大坝、变电站、变压器等。其中固定资产所占比例较大，拥有比较高的单位价值，使用过程中不会改变实物形态，但会存在损耗。它既有价值属性又有物理属性，两方面紧密关联但侧重方向不同，不同资产之间互相关联，因此，对于电网固定资产的管理是重中之重[1]。

1.2 资产分类

从电网运营的特点出发，根据资产的功能来划分，可将电网资产大致分为三类。

(1) 输电、变电、配电线路及设备，属于电网核心资产，直接影响着电能的传输与配送。

(2) 采集、通讯、控制、处理等信息处理设备，是电网运行监控以及管理的关键支撑。

(3) 检修、维护、运输等其他设备，相对独立，互相之间一般不存在技术关联。

1.3 管理难点

相对于其他行业来说，电网具有特殊性，资金密集但资产分散，固定资产呈现出以下特点。

(1) 类型多：线路、设备、器具等分类复杂。

(2) 覆盖范围广：资产分散在电网部署的各个区域，地域广，地点多。

(3) 动态变化：受用电需求增加、设备老化、天气、自然灾害等因素影响，资产会经常变动，损耗严重。

(4) 产权关系复杂：包括国有资产、省属资产、代管资产、农村集体资产等等，产权关系复杂。

(5) 涉及部门多：资产购买、质量验收、核算价值都有不同部门负责，涉及到的人员及部门都非常多。

(6) 影响大：电网不同于其他产业，一旦电力设备或线路故障，对社会的日常生产会造成巨大损失，甚至扰乱社会秩序。

2 电网资产全寿命周期管理(LCAM)

2.1 阶段划分

资产的全寿命周期管理(Life Cycle Asset Management，LCAM)是以资产为核心，对与其相关的人力、金融、信息、无形资产，在规划可研、采购、运维直至退役全寿命周期进行统筹管理，实现成本、效能、安全多方面综合最优。包括以下几个阶段。

(1) 规划可研阶段：科学合理、有预见性的可研设计，既要考虑电网资产后续发展的持续性，也要考虑当前企业实际需求。

(2) 采购建设阶段：应用全寿命周期(Life Cycle Cost，LCC)成本管理的方法制定最优采购策略，实现电力设备效益最大、购置成本最低[2]。

(3) 运维检修阶段：准确记录资产表现及成本信息，为状态评估、分析决策奠定数据基础。

(4) 退役处置阶段：资产的报废、再利用管理，规范废旧物资管理流程，合理分摊应用价值。

2.2 LCC模型

电网企业开展资产管理的最终目的是在确保设备安全可靠运行的基础上追求成本最优，尽可能将费用降到最低，因此构建LCC成本管理模型如下：

LCC=CI+CO+CM+CF+CD

(1)

其中，CI代表建造成本，CO代表运行成本，CM代表维护成本，CF代表故障成本，CD代表报废成本运行维护成本主要是保证设备安全稳定付出的费用，与资产寿命、故障成本都有所关联。报废成本则与运行维护无直接联系，只对最终的全周期成本有影响。

3 综合分析评价体系构建

3.1 指标体系与算法

电网资产的评价体系需要考虑的因素很多，既要持续提高供电可靠性，还要具备应急能力、本文构建分析评价体系时从3个大方面进行分解：效能管理、成本管理、安全管理。具体指标如图1所示。

图1 电网资产综合分析评价体系

(1) 安全管理：考核设备事故、风险点防范、安全措施执行情况等，主要包括系统、设备、人身各个等级的事故次数、直接及间接的经济损失等。

(2) 效能管理：主要考核使用效率和产品质量，包括供电可靠性、电压合格率、平均停电时长、次数、系统平均负荷率等。

(3) 成本管理：包括单体检修/抢修费用、材料成本、人工成本、折旧费用、融资性租赁分摊、单体报废处置费用等。

3.2 评价模型

基于上一章节构建的综合分析评价体系，利用线性加权评价法构建评价模型：

(2)

其中，T1代表综合得分,S/E/C代表安全管理/效能管理/成本管理评价得分,ws、we、wc分别代表安全管理,效能管理,成本管理评价指标值的权重。

(1) 安全管理评价得分S

(3)

(2) 效能管理评价得分E

(3) 成本管理评价得分C

(5)

4 关键技术选型

4.1 大数据组件

(1) Hadoop是一种分布式系统的基础架构，实现可靠、可伸缩、高效的进行数据处理。其中的HDFS组件具有高容错性，为海量数据提供存储方式，另一个核心是MapReduce，实现数据计算。而且Hadoop是开源的，软件开发成本会大幅降低。

(2) Spark是与Hadoop类似的集群计算环境，适合大规模数据的计算引擎，基于内存计算的开源类HadoopMapReduce的通用并行框架，但它采用了内存分布数据集，不需要再从分布式文件系统中进行读取操作，更适合应用与大规模、低延迟数据分析。

(3) Storm为分布式实时计算提供了通用原语，可以非常方便的在集群中编写复杂的实时计算，而且可实现对数据流的连续查询，每秒钟可处理数以百万计的消息。

综上，Hadoop适用于实时性较低的批处理场景，Storm适用于实时数据流处理场景，Spark适用于多次操作特定数据集的场景。

4.2 数据库

常用的关系型数据库虽然在事务处理方面占有优势，但架构部署时横向扩展能力不足，维护复杂，对于电力行业这样数据规模增长快速的行业来说不是很适合。因此本文选用Hadoop系列框架，使用分布式技术提升扩展性，同时也提高对电网海量资产数据的并行处理能力。

4.3 ETL接口

(1) Kafka是开源的流处理平台，是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统，即便硬件普通，也能实现每秒钟数百万的吞吐量，它通过Hadoop的并行加载机制进行统一消息处理，以此实现数据抽取、转换与装载。

(2) Sqoop是一款开源的数据抽取工具，主要用于Hadoop与传统的Oracle、MySQL等关系型数据库之间的数据传递，属于分布式数据迁移工具，可以分割数据集并创建任务处理每个区块，适用于大数据批量传输[4]。

4.4 组网架构

本文采用Sqoop数据抽取工具实现源数据采集，采用MapReduce框架实现数据计算，采用HDFS分布式文件系统实现批处理，采用Storm实现数据流实时处理，最终根据前文构建的全寿命周期管理办法及资产综合分析评价模型进行管理与评价，输出可视化页面，系统架构如图2所示。

图2 系统架构图

5 案例分析

为验证本文设计的电网资产全寿命周期综合分析评价模型的实用性，对天津某供电企业的资产数据进行收集后进行评价，结果如表1所示。

表1 评价结果表

续表

由上表可知，表明该供电公司资产管理的总体情况较好，其中安全管理水平最好，但效能管理和成本管理还存在提升空间，例如运行维护阶段的设备等效利用率、退役处置阶段的退运设备成新率较低需要重点关注，在废旧物资处理方面，需制定统一规范，集中处理与变更[5]。

6 总结

本文利用大数据技术实现数据流的采集、分析、处理与存储，实现了电网资产海量数据的汇总与分析，通过LCMA理念设计的电网资产综合分析评价体系在实际应用中也具有很好的实用性，但在管理与效益的关联关系、收益风险规避等方面探索不足，还需进一步研究。