基于全壽命周期理論的配電自動(dòng)化工程研究

鄭少林

摘要 為了進(jìn)一步完善我國(guó)的配電自動(dòng)化工程，我們應(yīng)該不斷提升配電自動(dòng)化的智能水平。構(gòu)建配電自動(dòng)化的效益評(píng)估模型，對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行創(chuàng)新，使其全壽命周期得到全方位提高，從而降低配電自動(dòng)化全壽命周期的成本，為我國(guó)的配電自動(dòng)化建設(shè)工程做出新的貢獻(xiàn)。

[關(guān)鍵詞]全壽命周期 配電自動(dòng)化 配電網(wǎng)周期成本

配電自動(dòng)化是配電網(wǎng)智能建設(shè)的重要組成部分，它合理地改善了配電網(wǎng)的供電成本和質(zhì)量，大大提高了配電網(wǎng)的供電可靠性，它不僅提高了設(shè)備的利用效率、對(duì)設(shè)備資源進(jìn)行優(yōu)化，而且還大大提高了對(duì)清潔能源的利用效率，這對(duì)配電網(wǎng)的管理和完善起到了很大的推動(dòng)作用。由于配電自動(dòng)化的不斷創(chuàng)新和完善，使配電網(wǎng)在智能電網(wǎng)建設(shè)中積累了足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 全壽命周期理論的成本研究分析

1.1 初始所需投入的成本

隨著我國(guó)工程建筑的不斷發(fā)展，工程建筑對(duì)初始成本的要求也越來(lái)越大。根據(jù)資料顯示，拿某一地區(qū)的配電自動(dòng)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為例：一個(gè)配電站點(diǎn)所需的超級(jí)電容器直流后備電源模塊，最后一次招標(biāo)所需要的初始成本為5 6萬(wàn)元，比往年的初期成本都要高。因此，隨著工程建筑的不斷升級(jí)，全壽命周期理論下的配電自動(dòng)化工程項(xiàng)目需求也在不斷增加。

1.2 設(shè)備運(yùn)行以及維護(hù)所需要的成本

由于超級(jí)電容器直流后備電源自身存在的優(yōu)點(diǎn)，使其在運(yùn)行維護(hù)方面的成本可以忽略不計(jì)。近年來(lái)，蓄電池直流后備電源一直在不斷創(chuàng)新，在其中加入了自行活化的功能。這樣可以幫助蓄電池增長(zhǎng)壽命和性能，其功能比常規(guī)蓄電池的活化程序要高出很多。在蓄電池的自動(dòng)活化階段不需要發(fā)揮后備電源的功能，因此，在蓄電池直流后備電源自動(dòng)活化期間可以不考慮蓄電池的運(yùn)行維護(hù)成本。

1.3 廢棄成本以及周期核算

由于超級(jí)電容器存在綠色環(huán)保的特點(diǎn)，所以在設(shè)備運(yùn)行后期不會(huì)產(chǎn)生任何的廢棄成本，這也是超級(jí)電容器比常規(guī)電容器更加實(shí)用的主要原因。而蓄電池則不同，它會(huì)產(chǎn)生一些廢棄成本，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，蓄電池產(chǎn)生的廢棄成本大約占采購(gòu)價(jià)格的10%左右，比例相對(duì)較大。而在成本的周期核算方面，超級(jí)電容器也存在很大優(yōu)勢(shì)。根據(jù)資料我們可以知道，超級(jí)電容器的全壽命周期成本明顯比蓄電池的全壽命周期成本要低很多。超級(jí)電容器的周期成本與初始成本相同，沒(méi)有多余的浪費(fèi)之處。所以，在成本方面，超級(jí)電容器與蓄電池相比存在很大的優(yōu)勢(shì)。

2 全壽命周期理論的配電自動(dòng)化工程應(yīng)用與研究

2.1 全壽命周期理論的定義

全壽命周期理論指的是，對(duì)產(chǎn)品壽命發(fā)展的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行管理。結(jié)合產(chǎn)品在每個(gè)階段出現(xiàn)的問(wèn)題，協(xié)調(diào)統(tǒng)一、持續(xù)不斷地進(jìn)行優(yōu)化，從而保持產(chǎn)品的一致性。利用產(chǎn)品的并行設(shè)計(jì)方式，優(yōu)化產(chǎn)品的技術(shù)與質(zhì)量，使其在全壽命周期內(nèi)能夠進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的工作。

2.2 全壽命周期理論在配電自動(dòng)化工程方面的重要意義

配電自動(dòng)化工程的全壽命周期管理指的是，以全壽命周期的所有細(xì)節(jié)作為研究對(duì)象，從而研究最佳的全壽命周期的經(jīng)濟(jì)效益。按照系統(tǒng)的整體目標(biāo)，全方位考慮工程的采購(gòu)、運(yùn)行、技改、規(guī)劃、報(bào)廢等整體過(guò)程。以安全、環(huán)保為前提，不斷追求更高的全壽命周期成本的工程效益，從而為工程帶來(lái)最大的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，使我國(guó)的工程建設(shè)邁上新的臺(tái)階。

2.3 全壽命周期管理配電自動(dòng)化系統(tǒng)的方法

全壽命周期管理是指對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行管理，從而使配電自動(dòng)化系統(tǒng)在安全、環(huán)保、效能等方面得到全面提高。在此基礎(chǔ)上，就可以不斷追求全壽命周期成本的更優(yōu)化，以便于創(chuàng)造更好的社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等方面的效益。全壽命周期管理中配電自動(dòng)化系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法主要包括三種計(jì)算模型：

（1）凈收益現(xiàn)值計(jì)算模型;

（2）全壽命周期成本最小用法計(jì)算模型;

（3）內(nèi)部收益率計(jì)算模型。用凈現(xiàn)值法或者內(nèi)部收益率法去評(píng)價(jià)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性會(huì)有一些困難，針對(duì)這種情況，我們會(huì)根據(jù)項(xiàng)目費(fèi)用的對(duì)比情況提出最小費(fèi)用的使用方法。

這只是一種假設(shè)的方法，當(dāng)方案滿足收益相等的需求時(shí)，我們就會(huì)知道，配電化系統(tǒng)全壽命周期的最大效益方案就是最小費(fèi)用方案的提出。

2.4 全壽命周期理論在配電自動(dòng)化成本方面的規(guī)劃方案

由于LCC建立的開(kāi)關(guān)布置新模型以及多階段配電網(wǎng)網(wǎng)架，不僅考慮了規(guī)劃方案的初始投資成本以及設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本，對(duì)配電網(wǎng)停電造成的損失也進(jìn)行了考慮。為了對(duì)使用配電網(wǎng)的用戶構(gòu)建停電損失和停電持續(xù)時(shí)間的數(shù)學(xué)模型，全壽命周期的配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該不斷優(yōu)化和升級(jí)。通過(guò)此數(shù)學(xué)模型我們可以清楚地了解停電持續(xù)時(shí)間、停電頻率以及停電電量對(duì)停電成本產(chǎn)生的影響，從而更加精準(zhǔn)地計(jì)算出停電期間所帶來(lái)的損失。通過(guò)數(shù)據(jù)分析我們可以知道，當(dāng)我們對(duì)配電網(wǎng)的可靠性要求較高時(shí)，分段開(kāi)關(guān)就會(huì)起到相應(yīng)的作用，它會(huì)大大降低停電所帶來(lái)的成本損失。配電網(wǎng)的分階段規(guī)劃方案會(huì)更有利于負(fù)荷發(fā)展的要求，可以最大程度地降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本以及停電成本，這會(huì)給配電網(wǎng)帶來(lái)更好的發(fā)展前景。

2.5 全壽命周期的配電網(wǎng)規(guī)劃理論

目前，我國(guó)在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)方面，還沒(méi)有把DG技術(shù)放在主要的位置上，這對(duì)我國(guó)配電網(wǎng)的規(guī)劃會(huì)產(chǎn)生很不好的影響。例如：在風(fēng)力發(fā)電的輸出功率以及配電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)上會(huì)產(chǎn)生不確定性;由于電源接入方案的不合理，會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的安全性以及經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生破壞。針對(duì)這種情況，我們應(yīng)該對(duì)分布式電源的接入容量以及接入位置進(jìn)行優(yōu)化，提出合理的配電網(wǎng)網(wǎng)架改進(jìn)方法。不斷完善配電網(wǎng)的分布結(jié)構(gòu)，這對(duì)我國(guó)能源的發(fā)展會(huì)起到很大的推動(dòng)作用。

綜上所述，我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)一直在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新，從節(jié)約成本到分布模式都有了很大的提高。這其中，配電自動(dòng)化系統(tǒng)的升級(jí)和完善起到了關(guān)鍵性的作用。配電自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的所有細(xì)節(jié)都進(jìn)行了提升，從而在很大程度上節(jié)約了設(shè)備所有方面的成本，大大延長(zhǎng)了設(shè)備的全壽命周期。除此之外，由于配電自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的全方位提升，使其為工程創(chuàng)造了較大的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)境效益，為我國(guó)的工程建設(shè)和社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了極大的好處。

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