關(guān)于在變電工程規(guī)劃設(shè)計當(dāng)中的全壽命周期成本分析

何瑛

國網(wǎng)江西上饒市廣豐區(qū)供電有限責(zé)任公司

摘要：在我國快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程當(dāng)中電力建設(shè)成為了至關(guān)重要的方面，對于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展更是提供了強(qiáng)有力的支撐，在人們的生產(chǎn)生活當(dāng)中更是必不可少的資源。我國對于變電工程更是采取了極高的重視度。在變電工程的規(guī)劃設(shè)計之中有一種技術(shù)叫全壽命周期分析成本，該成本分析是相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)，主要是通過全壽命周期理論和方式將所有的設(shè)計要素進(jìn)行集中，通過將專項(xiàng)設(shè)計以及優(yōu)化進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，從而完成整個變電系統(tǒng)的優(yōu)化組合操作。

關(guān)鍵詞：全壽命周期分析成本；電網(wǎng)建設(shè)；變電工程

1 全壽命周期成本理論概述

1.1 全壽命周期成本的基本概念

全壽命周期簡稱 LCC，具體是指立足項(xiàng)目的長期經(jīng)濟(jì)效益，對規(guī)劃的構(gòu)思、決策、設(shè)計、制造、安裝、運(yùn)用，最終到報廢的所有環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的成本，進(jìn)行最佳設(shè)計，使其達(dá)到最優(yōu)化。它一般受到物理、生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、社會、法律等因素的制約；一般對從全壽命周期經(jīng)濟(jì)成本，全壽命周期環(huán)境成本以及全壽命周期社會成本三方面內(nèi)容，對項(xiàng)目進(jìn)行集中管理，以尋求 LCC 最佳方案。

1.2 全壽命周期成本的基本特點(diǎn)

全壽命周期成本管理有著自身的特點(diǎn)：①全壽命周期具有系統(tǒng)性的特點(diǎn)。整個管理過程是一個綜合的系統(tǒng)工程，它要求有著科學(xué)的系統(tǒng)，才能保證最終目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，達(dá)到投資的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、環(huán)境效益達(dá)到最優(yōu)化。②全壽命周期管理具有階段性的特點(diǎn)。全壽命周期的管理運(yùn)用于項(xiàng)目設(shè)計的全過程，各環(huán)節(jié)之間的管理運(yùn)行環(huán)環(huán)相扣，無縫隙覆蓋，并且在各個階段各有各個階段的特點(diǎn)與目的。③全壽命周期管理具有持續(xù)性的特點(diǎn)。鑒于成本管理整個過程的階段性和整體性特征，這就要求整個管理需要良好的持續(xù)性。④整個全壽命管理具有制約性的特點(diǎn)。參與管理的整個過程中，主體眾多，并且相互聯(lián)系與制約。⑤全壽命管理具有復(fù)雜性的特點(diǎn)。這一特點(diǎn)主要是由于全壽命管理過程的系統(tǒng)性，階段性和多主體性決定的。

2 變電站規(guī)劃設(shè)計的全壽命周期成本分析模型

變電站全壽命周期具體是運(yùn)用于整個變電站經(jīng)濟(jì)壽命周期內(nèi)，從規(guī)劃設(shè)計到報廢全過各中，產(chǎn)生的總體費(fèi)用。一般說來，它包括一次投資成本（IC）、運(yùn)行成本（OC）、中斷供電損失成本（FC）、建設(shè)周期變化時的時間成本（TC）以及報廢成本（DC）等。所以，我們可以用下面公式來表示：LCC=IC+OC+FC+TC+DC

下面具體分析如下：

2.1 一次投資成本（IC）

一次投資成本（IC），主要是變電站在使用之前，包括調(diào)試、建設(shè)等環(huán)節(jié)，所消耗的一次性成本核算。驗(yàn)算方法比較復(fù)雜、涉及的環(huán)節(jié)也比較多；通常情況下，借助用工程法對各部分、各環(huán)節(jié)所消耗的成本進(jìn)行估算，最后相加即可。

2.2 運(yùn)行成本（OC）

變電站的運(yùn)行成本（OC），主要是對變電站在運(yùn)行過程中消耗的所有費(fèi)用的總和。它一般包括能耗費(fèi)、人工費(fèi)、環(huán)境費(fèi)用、維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)等內(nèi)容。通過（OC=ε%d1C1+ε%d2C2+…+ε%dnCn）公式可以實(shí)現(xiàn)估算。

2.3 中斷供電損失成本（FC）

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的情況下，越來越多的電器設(shè)備離不開電的應(yīng)用。當(dāng)前，供電過程中出現(xiàn)斷電現(xiàn)象已十分普遍，因此造成的經(jīng)濟(jì)損失也逐年增加。斷電現(xiàn)象引起的供電成本是許多因素引起的。對此，可能通過公式（FC=aWT+ε%dε+Cε+TTR）來估算成本。其中，ε%d 代表著設(shè)備的年平均故障數(shù)；T 代表著設(shè)備的年中斷供電時間；W 代表著設(shè)備中斷供電功率；RC 代表著設(shè)備平均修復(fù)成本；MTTR 代表著設(shè)備故障平均修復(fù)時間；a 代表著用戶平均中斷供電電量價值，a 并不是固定不變的，它受到用戶所在地、性質(zhì)等因素的影響。aWT 代表著斷電（懲罰）成本，ε%dε、Cε、TTR 代表著設(shè)備故障修復(fù)成本。

2.4 建設(shè)周期變化時的時間成本（TC）

主要是指設(shè)備建設(shè)期間，因短暫的停工時間帶來的成本損耗。這種周期性變化主要受到電壓、天氣、人為故障等因素的影響和制約。

2.5 報廢成本（DC）

報廢成本（DC）指在設(shè)備達(dá)到最初設(shè)計時規(guī)定的壽命周期后，依照有關(guān)規(guī)定對其進(jìn)行清理、報銷時產(chǎn)生的總費(fèi)用成本。

3 全壽命周期成本分析在變電站規(guī)劃設(shè)計中的案例分析

3.1 案例的分析與擬定

案例 1：達(dá)州市有一座 220kV 變電站，為滿足用電需求現(xiàn)要再建一座 220kV 變電站。該變電站主要數(shù)據(jù)如下，主變?nèi)萘繒簳r先依據(jù) 2×150MVA 來綜合考慮，其中，1 期一臺主變?nèi)萘康淖冸娬?，三年后擴(kuò)建第二臺主變?nèi)萘康淖冸娬尽Ｊ紫?，從另一?500kV 的變電站建設(shè)兩條220kV 的線路接入系統(tǒng)，按照 1 期單回、2 期雙回的原則實(shí)施。

方案 2：不建新的變電站，對現(xiàn)有 220kV 變電站進(jìn)行擴(kuò)建，增加一臺180MVA 的主變?nèi)萘孔冸娬?，同時，三年后把兩臺 150MVA 的主變?nèi)萘孔冸娬救繐Q成 180MVA 的主變?nèi)萘孔冸娬?，主變?nèi)萘孔冸娬緦_(dá)3×180MVA，然后把該市的第二座 220kV 變電站的投入使用時間往后推遲。

3.2 全壽命周期成本分析比較

現(xiàn)在僅對兩個方案規(guī)劃設(shè)計的成本進(jìn)行分析比較，從而選出最優(yōu)組合。分析內(nèi)容包括以下內(nèi)容：①比較二者的建設(shè)成本差。也就是全壽命周期內(nèi)這兩個方案的固定資產(chǎn)的全部投入的差別；②比較二者的系統(tǒng)網(wǎng)損差。也就是全壽命周期內(nèi)兩個方案設(shè)計的差役，造成的系統(tǒng)網(wǎng)損差役；③比較二者的運(yùn)營成本差，也就是全壽命周期內(nèi)這兩個方案的差役造成的人員、設(shè)備等成本的差役。

3.3 主要數(shù)據(jù)分析

（1）建設(shè)成本差數(shù)據(jù)分析。方案 1：新建的第 2 座 220kV 變電站以及接線系統(tǒng)共花費(fèi)成本是 8500 萬元，再加上另外擴(kuò)建的一臺 150MVA 的主變?nèi)萘孔冸娬疽约捌浣泳€系統(tǒng)共需成本造價 4500 萬元。方案 2：擴(kuò)建1 臺 180MVA 的主變?nèi)萘孔冸娬荆偝杀炯s 3100 萬元；若干年后對兩臺150MVA 的主變壓器進(jìn)行替換，因?yàn)樯婕暗皆倮迷O(shè)備的價格差別，至少還需要投資 510 萬元；擴(kuò)建的變本期按照三臺主變電站來安排，將會比兩臺主變?nèi)萘孔冸娬径喑鲇玫?1200m 2，共多出總成本 7 萬元。

（2）系統(tǒng)網(wǎng)損差數(shù)據(jù)分析。方案 1 建設(shè)第兩座 220kV 變電站，按相同時間計算，期間方案二可建設(shè)兩座設(shè) 2 座 220kV 主變?nèi)萘孔冸娬?，共?a。所以，方案 1 要比方案 2 的系統(tǒng)網(wǎng)損低約 1MW 左右。

（3）運(yùn)營成本差數(shù)據(jù)分析。按照給定的運(yùn)營成本模型分析，在這兩個方案中，1 方案總體上比 2 方案所需運(yùn)營費(fèi)用要多。主要產(chǎn)生的新增運(yùn)營費(fèi)用來自以下方面：按照最少資源配置來分析，新建一座 220kV 變電站，配備 2 個人員進(jìn)行運(yùn)維，增配 1 個人員進(jìn)行調(diào)控；另外，新增加一座220kV 變電站的話，考慮進(jìn)接線系統(tǒng) 220kV 線路的日常維護(hù)、維修，材料費(fèi)用等。相比，將會多出總成本共計 9a。

3.4 全壽命周期成本分析比較

我們按照折現(xiàn)率 10%統(tǒng)一核算，對這兩個方案的成本運(yùn)行進(jìn)行系統(tǒng)分析對比，如表 1：方案成本分析一覽表。從表 1 中我們可以根據(jù)全壽命周期成本分析直觀地得出結(jié)論，方案2 是最佳的選擇。根據(jù) LCC 相關(guān)理論，在新建變電站中，要尤其注重其的長遠(yuǎn)規(guī)劃，要考慮到主變?nèi)萘侩娬緦淼臄U(kuò)建及容量增加所需要的空余土地，對此要根據(jù)方案的對比分析，提前預(yù)留出土地。同時，新建主變電站的規(guī)模應(yīng)該依照 3×180MVA 進(jìn)行建造，在具體的操作過程中，要按照方案 2 的具體細(xì)節(jié)進(jìn)行操控。

4 結(jié)束語

對于變電工程的規(guī)劃來說，全壽命周期分析成本是一個較為先進(jìn)和新潮的技術(shù)，更是一個值得深入研究和發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域，將該技術(shù)與電力工程相結(jié)合才能夠?yàn)槲覈碾娋W(wǎng)建設(shè)帶來新的生機(jī)和活力。

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