小细节与大学问
文/ 华润电力 戈韶如 郭萌 【华润电力华北大区】 2021-04-23

“如果我们用这个蒸包子的锅同时来煮鸡蛋,蒸包子用的煤气和煮鸡蛋用的煤气一样多吗?该如何计算?”坐在一家包子铺里,郭萌的问题从缭绕的雾气中钻出来。

对面的孙大龙明白,郭萌关心的不是蒸包子,而是热电联产的燃料分摊问题。这两位华润电力华北大区运营部的统计分析人员,最近遇到了一个棘手课题:一笔热电联产机组电量收益与预期值产生了偏差。偏差来源于燃料分摊,就像蒸包子和煮鸡蛋分摊煤气费一样。

归电还是归热?

在蒸包子的锅里同时煮鸡蛋,比一个锅蒸包子、另一个锅煮鸡蛋要节省燃料。同样的道理,把发电和供热放在一起,比一个锅炉供暖、另一个锅炉发电要节省燃料。这个简单的道理,就是热电联产。

“要是这个效益算不明白,咱俩连蒸包子都不配。”

说话间,包子铺老板在锅里煮了两个鸡蛋。对他来说,蒸包子是主业,本来就要花煤气费,增加两个鸡蛋,不影响蒸包子,可以视作蒸包子的煤气费不变。而煮鸡蛋是额外之举,由此增加的煤气费要记在煮鸡蛋成本里。

包子铺老板一通计算,将节省燃料的好处全算到了煮鸡蛋里。这样一来,煮鸡蛋作为辅业,燃料成本被低估了。

计算热电联产燃料分摊的行业标准算法源自前苏联,这种算法依据20世纪50年代前苏联国情,将供热视为主业,将发电视为辅业,将热电联产节省的燃料收益全算到了辅业发电上。发电作为辅业,其燃料成本被低估了。

郭萌和孙大龙要做的,就是要找到适合华北大区热电联产机组的燃料分摊算法。他们要面对的情况,早已不是前苏联的行业水准,不仅发电和供热都是重要的主营业务,供热还要细分为多种热产品,出售给不同的用户。

然而,由于行业标准算法早已成为主流,在没有人指导的条件下,摸索新算法并不容易。把发电当辅业的“好处归电法”,或是把供热当辅业的“好处归热法”,以及其他一些人为规定的分摊原则,都不符合华北大区实际情况。

遵循市场规律的分段法

2017年12月到2018年3月,经过3个月探索,郭萌和孙大龙提出了全新的计算方式——分段法。

“还是用蒸包子做比喻。包子铺每天只煮10个鸡蛋,煮熟10个鸡蛋的时间,可以蒸熟五屉包子。此时,煮鸡蛋和蒸包子同时进行,节省了燃料。10个鸡蛋和五屉包子做好之后,包子铺可以继续蒸包子,但是不用再去煮鸡蛋了。这样一来,煮鸡蛋时蒸的包子燃料成本低,可以打折卖;不煮鸡蛋时蒸的包子燃料成本高,降价空间就小一些。”

在热电联产实践中,供热量好比煮鸡蛋,发电量好比蒸包子。热电联产机组一般供热量比较稳定,同时存在的“背压循环”和“朗肯循环”把发电分成了“供热内”和“供热外”两个阶段,分别进行计算,就能准确算出“供热外”阶段的发电燃料成本了。

“以前,我们发的是计划电,很少有人关心这个领域。现在市场电多了,竞争激烈,算不细会吃亏的,谁先算清楚谁就抢得先机。”郭萌说:“有用的统计分析方法就是好方法。市场在变化,算法也要跟上市场变化。”

郭萌和孙大龙的这个新发明——分段法,很快就得到了应用,进入售电测算。他们撰写的论文《基于“分段法”计算热电联产煤耗》也入选了中电联2019年度全国电力行业统计与分析交流论文集,得到了认可。

这样一来,包子铺的小学问,带来了更直接的大效益。

新鲜出炉的回归分析

一个问题刚解决,新问题又来了:“分段法”用热力学原理解释了热电联产本质,也算出了“供热外”阶段的燃料成本,但是没能解决“供热内”的电热分摊难题。

“一家电厂,电价分好几种,热产品也分好几种。不同煤价下,哪一种盈利水平最高?哪一类客户应该优先发展?” 对盈利能力的分析计算,是当前发电企业运营管理的核心竞争领域,也是运营部主动扛起的参谋职责。

在原有理论基础上,他们用统计分析对热力循环进行推导,并对推导公式进行回归分析,得到了消耗燃料量的拟合公式,进一步得出边际供电煤耗、边际供热煤耗的经验值。

今后,包子铺不再局限于每天煮10个鸡蛋,而是可以根据顾客需要,随时调整煮鸡蛋和蒸包子的数量。多煮一个鸡蛋,增加一份煤气;多蒸一屉包子,增加两份煤气;厨具即使不煮鸡蛋、不蒸包子,也会因为散热消耗煤气;不同品种的包子,消耗的燃料也有差别。于是,包子铺可以开始多种产品精准经营了。

将回归分析应用于热电联产燃料分摊,不仅解决了电、热燃料分摊问题,还能精确计算出不同热产品的燃料成本,为公司抢占市场、精准竞争提供依据。他们的论文《回归分析在热电厂燃料分摊中的应用研究》入选中电联2020年度全国电力行业统计与分析交流论文集。这是他们在同一领域持续研究,连续第二年获得行业认可。

高水平的机组竞争,就是在这样孜孜以求的精益思考中逐步成功的。

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