一種基于全壽命周期管理的配電網(wǎng)規(guī)劃方案比選方法

呂曉英　章寒冰　周利駿　邢志斌

摘要：為了全面評估電網(wǎng)規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，在電網(wǎng)規(guī)劃成本中引入資產(chǎn)全壽命周期管理的概念，本文從資產(chǎn)全壽命周期管理理論出發(fā)，分析電網(wǎng)資產(chǎn)全壽命周期管理的特點，然后通過對典型地區(qū)規(guī)劃方案全壽命成本的計算進(jìn)行方案比選，結(jié)論表明全壽命周期管理能夠為企業(yè)節(jié)約可觀的成本，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的顯著提升。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng) 規(guī)劃方案 全壽命周期管理 方案比選

Abstract：In order to fully evaluate the economy and reliability of power grid planning schemes， introduce the concept of the life cycle management in power grid planning cost. Improve the economy selection process of power grid planning schemes， and achieve good results. On the basis of the life cycle management theory， this paper analyzes the characteristics of life cycle management of the power grid assets， compare different scenarios by calculating the full life-cycle cost of typical areas afterwards. The results showed that the full life-cycle management can save significant cost for the enterprise and improve economic benefits significantly.

Key words：power grid； planning schemes； life cycle management； selection process.

一、引言

為保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行，電網(wǎng)規(guī)劃的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是電網(wǎng)公司長期發(fā)展目標(biāo)與電網(wǎng)建設(shè)必須相銜接。近年來，在科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)技術(shù)的前提下，電網(wǎng)公司已經(jīng)開始全面引入電力資產(chǎn)全壽命周期管理[[1-3]]（Life Cycle Asset Management，簡稱LCAM）理念和方法。

全壽命周期管理是實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化的一種科學(xué)方法。資產(chǎn)的規(guī)劃設(shè)計、采購、建設(shè)、運行、檢修、技改、報廢的全過程都離不開周期管理和系統(tǒng)研究。這就要求建立在全壽命周期范圍內(nèi)的成本模型和效益模型，定

量計算方案的投資運行維護(hù)成本、增加供電量效益、可靠性效益和節(jié)能降損效益。

傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理模式，強(qiáng)調(diào)階段的劃分和有序性，對各部門的工作分配不同，也難以統(tǒng)一一個總體目標(biāo)和想法。國家電網(wǎng)公司從2008年就已經(jīng)對開展資產(chǎn)全壽命周期管理工作進(jìn)行了積極研究和探索，并取得了一定成果。管理技術(shù)總體方案實現(xiàn)模式及技術(shù)方式，使企業(yè)管資產(chǎn)、管人、管事相結(jié)合，責(zé)、權(quán)、利相結(jié)合，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理相結(jié)合，企業(yè)資產(chǎn)管理技術(shù)、現(xiàn)代企業(yè)制度建立、企業(yè)文化相結(jié)合。

對設(shè)備全壽命周期的成本跟蹤和全過程質(zhì)量監(jiān)控，優(yōu)化相應(yīng)配電網(wǎng)規(guī)劃方案，正確處理好電網(wǎng)資產(chǎn)安全、壽命、周期，是提高電網(wǎng)資產(chǎn)運營效益和全壽命周期水平，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和可靠供電的必要措施。

二、配電網(wǎng)規(guī)劃方案的LCC實用計算模型

（一）初始投入成本CI

CI=配電網(wǎng)規(guī)劃方案新建設(shè)備的數(shù)量×設(shè)備綜合建設(shè)單價

設(shè)備綜合建設(shè)單價包括設(shè)備購置費、建筑安裝工程費、其他費用折舊損失等。

（二）考慮資金時間價值的初始成本

三、典型地區(qū)—四平社區(qū)規(guī)劃方案的比選分析

（一）典型地區(qū)概況

本次選取市區(qū)四平社區(qū)作為10kV電網(wǎng)規(guī)劃的典型地區(qū)。四平社區(qū)位于內(nèi)環(huán)線內(nèi)楊浦區(qū)的中部，屬于A+類地區(qū)。四平社區(qū)位于中央分區(qū)楊浦中次分區(qū)內(nèi)，包括四平路街道的全部以及控江路街道的部分，由黃興路—控江路—大連西路—密云路—中山北二路所圍合的區(qū)域，總用地面積348.4公頃。

四平社區(qū)功能以商辦、教育科研、居住為主。四平社區(qū)以四平路、江浦路為界劃分成為3個編制單元：四平路西側(cè)為編制單元C090301，總用地面積115.2公頃；四平路東側(cè)、江浦路西側(cè)為編制單元C090302，總用地面積158.4公頃；江浦路東側(cè)為編制單元C090303，總用地面積74.8公頃。

（二）2013年-2020年10kV配電網(wǎng)規(guī)劃方案

四平社區(qū)內(nèi)目前有3座高壓配電變電站，分別為110kV鞍山站、35kV彰武站和35kV赤峰站。110kV鞍山站的供電范圍主要為四平社區(qū)東部地區(qū)，35kV彰武站的供電范圍主要為四平社區(qū)中部地區(qū)，35kV赤峰站的供電范圍主要為四平社區(qū)西部地區(qū)。

四平社區(qū)10kV配電網(wǎng)以電纜為主，架空為輔。架空網(wǎng)普遍采用多分段多聯(lián)絡(luò)的接線模式；以K型站作為分配電源，通過P型站和WX型站作為環(huán)網(wǎng)點。區(qū)內(nèi)的部分架空線路在跨越主要道路時采用了電纜。

由于四平社區(qū)架空網(wǎng)已成熟，并且架空網(wǎng)不再新接入負(fù)荷，因而2015年架空網(wǎng)無變化。對于10kV電纜網(wǎng)，接線模式已標(biāo)準(zhǔn)化，現(xiàn)狀無重載和不滿足“N-1”的線路，因而電纜網(wǎng)規(guī)劃的重點不在于薄弱環(huán)節(jié)的改造，而是對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，優(yōu)化的關(guān)鍵是加強(qiáng)變電站之間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力，從而提高供電可靠性。

規(guī)劃方案一：通過K型站（開關(guān)站）進(jìn)線的割接，將現(xiàn)狀電源來自同一變電站不同母線的6座K型站（開關(guān)站），改接為電源來自不同變電站，改接過程中盡量利用現(xiàn)有電源線路和通道，新建10kV電纜0.9km，占有已有通道0.3km。

規(guī)劃方案二：K型站之間新建電纜線路，建立K型站（開關(guān)站）之間的聯(lián)絡(luò)，進(jìn)而建立變電站之間的聯(lián)絡(luò)，需新建10kV電纜1.6km，增加10kVK型站（開關(guān)站）出線開關(guān)12個，新建電纜排管1.6km

（三）10kV配電網(wǎng)規(guī)劃方案全壽命成本計算

1、初始投入成本CI

初始投入成本按規(guī)劃方案設(shè)備投資計算，具體如表3-1所示。

2、考慮資金時間價值的初始成本

經(jīng)計算，方案一年運行費用為15.6萬元，方案二年運行費用為31.9萬元。

4、故障成本CF

5、規(guī)劃方案年費用成本計算結(jié)果

按上述計算結(jié)果，可得到規(guī)劃方案年費用總成本，具體見下表所示。

（四）方案比選

經(jīng)過潮流、可靠性計算、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析后，典型地區(qū)兩個10kV配電網(wǎng)規(guī)劃方案在技術(shù)上均滿足《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》（Q/GDW738-2012）中2013—2020年的目標(biāo)，在提高變電站負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力上的效果一致，但在經(jīng)濟(jì)性上，方案一年費用成本僅為方案二的三分之一，因而確定本次規(guī)劃方案一為2013—2020年市區(qū)典型地區(qū)10kV配電網(wǎng)的推薦方案。

四、結(jié)束語

全壽命周期管理涵蓋了工程從立項到報廢的全部過程，從長期運行角度來看，方案的初始資、運行與維護(hù)成本對降損節(jié)能收益具大影響.因此不但要考慮工程的初始投資，更要考慮在工程整個壽命周期內(nèi)的運行、維護(hù)、更新、直至報廢過程需要的成本。在確保設(shè)計質(zhì)量的前提下，實現(xiàn)工程全壽命周期成本相對最小化，同時實現(xiàn)工程建設(shè)最優(yōu)經(jīng)濟(jì)效能和最大社會效益。

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