基于全壽命成本的輸電線路設計方法研究

葉世順 朱偉俊

（中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司湖南長沙410000）

基于全壽命成本的輸電線路設計方法研究

葉世順 朱偉俊

（中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司湖南長沙410000）

隨著科學技術的不斷進步，我國電力系統的發展迅猛。為了保證電網的穩定運行，基于全壽命成本開展輸電線路設計具有重要意義。本文主要對全壽命成本分析的基本內涵進行了分析，并闡述了輸電線路全壽命成本的構成，同時探討了基于全壽命成本的輸電線路設計的影響因素，并提出了基于全壽命成本的輸電線路設計方法，以供相關人員參考。

全壽命成本；輸電線路；設計方法

1 引言

輸電線路系統在電網中占據著重要的位置，絕大部分輸電線路均暴露在戶外，這在某種程度上會影響其使用壽命，維修頻繁，而在實際維修過程中，會造成人力、物力和財力不必要的浪費，外加傳統的輸電線路設計中僅僅考慮了電氣、機械性能等方面的要求，缺少對經濟、環保等的考慮，因此，基于全壽命成本的輸電線路設計具有重要的現實意義。

2 全壽命成本分析的基本內涵

（1）全壽命周期的經濟分析是工程項目當中對于投資決策的一種分析的工具，它主要運用的是數學的方法，可以有效的指導人們去自覺的從工程項目的全壽命周期出發，綜合考慮所有的成本，從可行性的方案當中，選擇最優的投資方案；

（2）全壽命周期經濟分析也是工程結構設計的一種手段，它也可以利用計算來了解工程項目全壽命期限內的直接的、間接的等多方面的成本，優化設計施工的方案，指導對建筑材料的選擇，降低項目的全壽命成本，提高全壽命的效益；

（3）全壽命周期經濟分析也是實現工程結構項目運行的管理手段，主要是通過工程項目全壽命經濟最有的原則，確定結構在運營期間的檢測維護、加固更換等措施；從上面的介紹來看，全壽命經濟分析具有以下幾點較為明顯的特點：①全壽命經濟分析的研究是貫穿了整個項目的壽命周期，考慮的時間有所增加，而且也非常符合項目的運作；②全壽命經濟分析的最終目標是工程項目全壽命周期收益的最大化以及成本的最小化。

3 輸電線路全壽命成本的構成

對輸電線路全壽命的成本構成進行分析主要指在輸電線路項目在全壽命周期中進行規劃、建設、運用以及老化直至廢除等一系列階段生成的成本總和，在設計輸電線路時，輸電線路的全壽命成本會對輸線線路設計、施工以及實際運行情況進行預測，但未對輸電線路全壽命周期中偶然事件以及突發事件進行分析。要按照不同的性質對輸電線路進行劃分，而這些成本構成的劃分方式未能夠在輸電線路全壽命的成本預測中得到較好的應用，究其原因主要在于，各段線路的成本數據不夠完整，這樣一來盡管技術人員能夠對設計時期以及建設時期的成本進行確定，但難以預測輸電線路后期運營階段的成本，并且難以突出輸電線路的設計特點。另外，雖然輸電線路的結構較為簡單，但是分布在輸電線路中不同部件的使用壽命長短不一，這就很容易導致輸電線路在實際運營過程中計算不同種類的成本的難度有所增加。因此，為了有效的反映輸電線路的設計特點，技術人員可以按照輸電線路設計的傳統過程，對主要部件的主要特性進行分析，并分層次對其成本進行分析。

4 基于全壽命成本的輸電線路設計的影響因素

4.1 線路選擇

輸電線路在架設之前要規劃好具體的路徑，路徑方案的科學與否也是影響全壽命周期成本的一大因素。受各地政府規劃等因素限制，在路徑設計時往往出現“舍近求遠、因小失大”，到工程結束后竣工核算才發現成本造價過高。具體表現：①路徑成本。若路徑方案設計不當則會導致成本成倍增加，如：少數單位因確定線行時受外部因素影響，對野外郊區的地理環境不熟悉，輸電線路桿塔架設成曲線，使得輸電線路材料使用量增大，工程成本投資也明顯變多。②開發成本。由于輸電線路架設作業涉及范圍較廣，桿塔架設需要投入相應的開發成本，即“賠償金額”。而電力部門因受地方政府規劃等因素影響，在線路建設中不得不開發林業區、采礦區、危險區等地域，開發成本要比其它區域高很多。

4.2 線路絕緣設計

絕緣體能夠有效確保輸電線路的安全，當線路絕緣配合設計失效時，則會導致輸電線路發生故障的頻率有所增加，出現跳閘、雷擊、污閃等問題。此外，若包裹在輸電線路外部的絕緣層材料等級較差時也會縮短線路的壽命，影響到線路的全壽命周期。線路絕緣子受到雷擊、雨水、冰凍等自然環境影響后，絕緣性能均會出現不同程度的損壞，電力部門會及時搶修或更新絕緣子，由此產生的維修費用也是全壽命周期成本的一部分。

4.3 導線選擇

在基于全壽命成本的輸電線路設計過程中，應盡量合理選擇輸電線路導線，導線選擇是應影響輸電線路全壽命的最主要的因素。在實際工程設計中，針對多種導線，需全面對比分析其性能、構造和材料，然后依據具體的輸電線路設計方案合理選擇。

5 基于全壽命成本的輸電線路設計方法

5.1 優化選擇輸電線路

在輸電線路中應科學優化選擇，在選擇線路時，應盡可能地規避受自然災害影響比較多的地方，進而確保輸電線路的安全性；在無法避免的線路中應重新選擇輸電線路，還可以對其采用多種保護，因此，優化選擇輸電線路異常重要。

5.2 全面分析客觀因素

在輸電線路的設計過程中，應全面分析天氣因素，這主要是因為天氣因素影響著輸電線路工程造價及其運行安全性，應依據當地天氣情況，制定相應的輸電線路設計方案，如果風力較大，則會影響電線桿的穩定性，對此必須采取有效防護措施。另外，還應盡量保護當地自然環境，若因保護不合理施工引發水土流失，則會對電線桿的穩定性構成威脅，因此，應全面分析客觀因素。

5.3 對輸電線路全壽命成本預測模型研究的流程

分析研究后輸電線路的全壽命周期成本實質在于設計輸電線路時，在系統所規定的決策信息的基礎下，對輸電線路的全壽命周期內跟成本有關的問題都進行預測，并按照全壽命的成本的比優化輸電線路的設計，確保建設輸電線路能夠跟全壽命的理念要求相符合。具體的研究流程如下所述：①要對預測輸電線路全壽命成本的基本條件進行界定，即在輸電線路正常的運行過程中進行此項工作，不需要對輸電線路全壽命周期中村的不穩定因素進行考慮。②確定了部分輸電線路后，在原先傳統設計經驗的基礎上對輸電線路的后續線路進行假定，即可以根據后續設計部件的一些參數，部件的大約型號等等，計算輸電線路各個設計過程當中的全壽命成本。

6 結語

總而言之，本文提出的這種基于全壽命成本的輸電線路設計方法是一個較為新穎的輸電線路設計方法，它的出現對以后輸電線路的運行以及創新都是具有重要的現實意義。

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A

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?析全壽命成本輸電線路設計的方法[J].大科技，2015（16）：23.

2016-10-6

葉世順（1975-），男，工程師，碩士，主要從事電力線路設計等工作。