配電網工程全壽命周期管理的研究與分析

劉華鋒

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配電網工程全壽命周期管理的研究與分析

劉華鋒

（陜西省電力公司華陰市供電分公司，陜西 華陰 714200）

隨著電網建設規模的不斷增大，先進技術和設備投入的不斷增多，配電網的投資規模也迅速增加，如何提高電網的投資效益，確保電網企業的良好持續發展是電網工程項目建設的重點工作。本文利用全生命周期管理理論，建立了配電網工程項目全生命周期管理的數學模型，通過計算對電網工程項目進行評價分析，得出電網項目的成本消耗，為電網項目的優化改良提供了理論依據。

配電網；全生命周期；工程管理

近年來，隨著我國經濟的迅猛發展，電力行業也產生了翻天覆地的變化。配電網建設項目的規模和投資越來越大，然而電力項目的管理往往存在很多不足，嚴重影響了配電網建設項目的投資收益和項目效果。本文通過引入配電網項目全生命周期管理的理念，從經濟、環保以及社會影響等多方面因素入手，對配電網項目投資的成本和收益進行了綜合管理和分析，提高了配電項目的綜合效益[1]。通過工程實例對該方法進行了驗證，從而確保了配電網工程全生命周期管理的科學性和實用性。

1 配電網工程全生命周期管理模型

1.1 配電網工程項目全生命周期的成本構成

配電網全工程項目的全生命周期成本由一次性投資成本、運營成本、故障成本以及廢棄和環境成本構成[2]。其中，一次性投資指的是從設計到項目驗收合格的整個建設周期內，電網建設所需的全部投資費用，主要包括設備和材料采購、設備安裝和調試等費用[3]。項目方案確立之后，工作人員可以根據設計圖紙和技術方案對整個項目進行造價估算。項目的運營成本是指維持設備正常運行所需的各項資金消耗的和，主要包括人員工資/設備維護和保養費用以及能源損耗等費用。故障成本主要由故障損失和故障恢復兩方面構成。故障損失是指故障造成的經濟損失和社會影響，故障恢復成本是指排除故障所需的資金投入。廢棄成本是指項目停運后所產生的人工、設備處理以及環保投入等方面的 費用。

1.2 配電網工程項目全壽命周期的成本分析模型

配電網的全生命周期管理充分考慮了項目從立項到停止運營的整個生命周期內的全部費用的總 和[4]。在分析過程中，對工程項目各方面的成本進行估算并進行累加，從而得到最終的結果。通過對項目的成本和效益進行分析，最終確定最佳的方案組合。為了簡化模型，把項目有關經濟、運行狀態、環境保護等多方面指標都計算到成本里。其中經濟和項目運行狀態指標可以通過故障成本來衡量，設備可靠性高、電能供應能力強則故障成本低。環境保護的成本可以通過專家估算得出[5]。在計算過程中，各階段的成本需最終折算到初始年度的價值，最終，計算模型歸納到成本計算中。全生命周期的成本主要包括一次投資成本、后期的運行維護成本以及最終的報廢成本，而各時期的成本是不能簡單的直接累加的，需要以初始年度的現值為參考進行折現處理。因此，從成本的投入次數考慮，配電網工程成本包括一次投入成本和重復成本。

配電網的一次性成本投入到總價值如下式所示：

式中，1表示一次性成本的現有價值；1表示一次性成本在時刻的價值；表示一次性成本的成本折算系數；表示項目的實際折算比率；表示計算時間。

而配電網工程的重復成本折算價值的計算如下所示：

式中，2表示重復成本的現有價值；0表示時刻重復成本現有價值的總和；sum表示重復成本的折算系數；表示參數計算時間。

在對項目進行全生命周期的成本分析過程中，可以實現不同方案不同階段資金投入的情況，從而確定成本投入最小的方案，降低電網的成本投入，提升電網的運營效益。

總起來講，全生命周期管理的成本分析主要通過對工程項目整個運作過程中，對影響成本的各因素進行充分考慮，通過專家評分等手段將各種因素進行量化處理，最終通過分析模型進行綜合分析計算，綜合分析計算各影響因素，得出工程項目的最終成本。

1.3 電網項目成本投入到分析決策流程

配電網工程項目的全壽命周期的資金投入決策流程如圖1所示：①應確定項目目標，項目目標包括項目最終的整體效果目標和具體的分項目標。項目的整體目標指的是電網配合所屬區域發展制定的目標，如供電量和供電質量等，而具體目標指的是項目各分項所應達到的具體目標[6]。在目標確立過程中在考慮地區負荷未來發展的同時，也應考慮項目的經濟效益，即在確保項目目標達成的前提下，盡可能降低成本；②應進行項目信息的收集。信息收集指的是項目進行所需的各項數據，主要包括項目的設計技術數據、設備和基礎建設數據、運營數據以及財務數據等，這些信息的匯總為方案分析提供了數據支持[7]；③進行方案的確定，應設立多個方案進行選擇，進行全壽命周期的成本分析，并進行成本對比，選擇成本投入最低的方案作為最終方案。

圖1 配電網項目全壽命周期的決策流程

2 配電網工程全壽命周期管理的應用

2.1 配電網工程項目方案的經濟性分析

為簡化分析模型、降低分析模型的計算和分析難度，在計算過程中對于不同方案的成本相同的部分不進行考慮，只對成本有差別的部分進行分析[8]。同時由于初期設計成本和最終的廢棄成本對壽命周期成本的影響較小，因此不進行考慮。而項目建設過程中的噪聲和輻射影響，可能引起居民的投訴，影響項目進度，此時，則需將這部分成本進行充分考慮[9]。最終配電網工程項目的全壽命周期成本的簡化模型如圖2所示。

圖2 配電網工程項目全壽命周期成本模型

配電網工程的年費用的計算如下式所示：

式中，表示配電網工程項目在年內的平均年度總費用；表示配電網的建設費用；配電網的運營年度費用，其主要包括了輸電線路的損耗消耗以及備件損耗等維護費用；表示配電網項目的停電年度總損失，停電損失一方面包括了停電所造成的電網公司的損失，另一方面還包括了電網停電所造成的社會影響和其他企業的經濟損失；表示配電網項目運行年限，0代表了折現率。此外，由于電網的運行狀況、設備運行狀態以及電網的自然環境直接影響了電網的環保成本，所以直接計算環保成本難度較大[10]。因此，本文也將環保成本的計算簡化，只考慮環保的前期工作成本和環境協調成本，對于環保成本可以根據相關專家的估算直接獲得。

2.2 配電網工程項目的全壽命周期分析的應用

1）項目方案的基本情況

為適應地區經濟的發展，某地進行了某變電站建設項目，項目同期實施了4條10kV的配電線路建設。線路的運行壽命為30年，對于該項目設計出基于表1和表2的兩種方案。

2）方案的全壽命周期成本計算

配電網工程的一次性投資成本見表3。

表1 方案一的工程量統計

表2 方案二的工程量統計

表3 一次性投資費用表

對于配電網的運行成本，主要包括設備的日常維護和檢修，我們主要結合廠家和日常維護的經驗，計算出運行和維護成本見表4。

表4 年運行成本

配電網的故障損失成本見表5。

表5 配電網的故障損失成本

該配電網的環保成本經折算后，方案一的花費為0，方案二的損耗為12萬。

通過以上數據分析可知，方案一的一次性投入費用為502萬元，年運行費用為69萬元，年度停電損失為20.1萬元，方案一的全壽命周期的費用為129萬元。而方案二的一次性投入費用為216萬元，年運行費用為82萬元，年度停電損失為25.1萬元。方案二的全壽命周期的費用為138萬元。經過比較可以發現，方案一的年總費用比較低，因此方案一為該配網項目的最優方案。

3 結論

全壽命周期的成本分析在配電網建設項目的應用，使得工程項目的成本得到控制，項目的綜合效益得到提高。本文對配電網工程項目的全壽命周期管理模型進行了研究和分析，介紹了項目分析的流程，并對實際應用的不同方案進行對比分析，最終得出了最優的設計方案。

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Research and analysis of whole life cycle management for distribution network project

Liu Huafeng

(Shaanxi Electric Power Company Huayin Power Supply Branch, Huayin, Shaanxi 714200)

With the increasing scale of the power grid construction, the increasing investment in advanced technology and equipment and the rapid increase in the investment scale of the distribution network, how to improve the investment efficiency of the power grid and ensure the good and continuous development of the power grid enterprises is the key work of the construction of the power grid project. In this paper, the whole life cycle management theory is used to establish a mathematical model of the whole life cycle management of the distribution network project. Through the calculation, the project is evaluated and the cost consumption of the power grid project is analyzed, which provides a theoretical basis for the optimization and improvement of the power grid project.

distribution network; full life cycle; engineering management

2018-05-14

劉華鋒（1979-），男，陜西華縣人，本科，工程師，主要從事配電網規劃和工程建設管理工作。