[摘要]變電站運(yùn)營(yíng)成本是變電站全生命周期成本控制的重要環(huán)節(jié)，本文首先將全生命周期成本劃分為5個(gè)階段，然后針對(duì)運(yùn)營(yíng)成本，將其細(xì)分為折舊費(fèi)和無形資產(chǎn)攤銷、維護(hù)及修理費(fèi)用、財(cái)務(wù)費(fèi)用和中斷電損失成本四部分，并列出相應(yīng)的計(jì)算公式;最后根據(jù)各自的成本公式分析其中的可控因素，得出使運(yùn)營(yíng)成本降低的方法和措施。

[關(guān)建詞] 變電站 運(yùn)營(yíng)期成本 全生命周期

一、引言

伴隨著我國(guó)電力事業(yè)的飛速發(fā)展，與電力事業(yè)關(guān)系密切電力工程成本管理改革也在不斷的深化研究中。電力工程成本從價(jià)格管理上理解，就是指為建成一項(xiàng)工程，預(yù)計(jì)或?qū)嶋H在土地市場(chǎng)、設(shè)備市場(chǎng)、技術(shù)勞務(wù)市場(chǎng)以及承包市場(chǎng)等交易活動(dòng)中形成的建筑安裝工程的價(jià)格和建設(shè)工程總成本。在傳統(tǒng)的電力工程成本研究中，一般只著重考慮建設(shè)成本，缺乏對(duì)未來運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本的重視。在當(dāng)前電力建設(shè)速度快、項(xiàng)目投運(yùn)周期短的情況下，這種模式會(huì)產(chǎn)生許多不良后果。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來看，工程未來的運(yùn)行和維護(hù)成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它的建設(shè)成本，因此我們不僅要考慮建設(shè)成本而且還要考慮未來的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本。

從全生命周期管理的角度來說，電力工程可以分為5個(gè)階段:決策階段、設(shè)計(jì)階段、施工階段、竣工階段和運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段。雖然目前人們對(duì)全生命周期管理的認(rèn)識(shí)正在逐步加深，但分析范圍大都局限在初始化建設(shè)成本的計(jì)算上，而作為影響全生命周期成本的重要因素的運(yùn)營(yíng)期，卻未被考慮到其中，這是難以準(zhǔn)確反映全生命周期的工程成本的。另外，對(duì)于影響重大的運(yùn)營(yíng)期成本，人們也僅關(guān)注到維修費(fèi)用，忽略了其他成本費(fèi)用，而關(guān)于維修費(fèi)用的詳細(xì)說明分析也有欠缺。

因此，本文將針對(duì)變電站的運(yùn)營(yíng)期各項(xiàng)成本組成部分進(jìn)行詳細(xì)闡述，說明控制運(yùn)營(yíng)期的各項(xiàng)成本對(duì)全生命周期管理的重要性，并為變電站全生命周期成本控制提出有效建議。

二、變電站工程運(yùn)營(yíng)期成本構(gòu)成

1. 變電站工程全生命周期成本劃分

全生命周期成本控制管理是一種實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目全生命周期，包括建設(shè)期、運(yùn)營(yíng)期和拆除期等階段總成本最小化的方法。它綜合考慮工程項(xiàng)目的建造成本和運(yùn)營(yíng)成本，在確保質(zhì)量及滿足使用功能的前提下，實(shí)現(xiàn)降低項(xiàng)目全生命周期成本的目標(biāo)。

生命周期成本包括初始化成本和未來成本。初始化成本是在設(shè)施獲得之前將要發(fā)生的成本及建設(shè)成本，也就是我國(guó)所說的工程造價(jià)，包括資本投資成本，購(gòu)買和安裝成本。未來成本是指從設(shè)施開始運(yùn)營(yíng)到設(shè)施被拆除這一期間所發(fā)生的成本，包括運(yùn)行成本，維護(hù)和修理成本，剩余值(任何轉(zhuǎn)售、搶救或處置成本)。①運(yùn)行成本是年度成本，是去掉維護(hù)和修理成本的成本，包括在設(shè)施運(yùn)行過程中的成本，在這里我們考慮設(shè)備和房屋的折舊費(fèi)和土地?cái)備N費(fèi)，投資的貸款利息，中斷電造成的損失成本。②維護(hù)和修理成本分為維護(hù)和修理成本，維護(hù)成本是設(shè)施維護(hù)有關(guān)的時(shí)間進(jìn)度計(jì)劃成本，可以是每年發(fā)生的，即可以視為年度成本，或者頻率已知，本文計(jì)算過程將日常維護(hù)成本視為年度成本。修理成本是為曾預(yù)料到的支出，是為了延長(zhǎng)建筑物的生命而不是替換它所必需的，但其時(shí)間和頻率都是不可預(yù)見的。為了計(jì)算簡(jiǎn)化，我們可以將修理成本分?jǐn)偟侥甓染S護(hù)成本中。③剩余值也稱殘值，是一個(gè)建筑物或建筑物系統(tǒng)在生命周期成本研究周期末的純價(jià)值。電力工程全生命周期成本按時(shí)間分類可分為初始化成本和未來成本。初始化成本包括設(shè)計(jì)成本和建設(shè)成本，未來成本包括運(yùn)行成本，維護(hù)成本，修理成本，殘值處理成本等。如圖1所示:

2. 變電站工程運(yùn)營(yíng)成本構(gòu)成分析

在未來成本中，包括了運(yùn)營(yíng)期的成本和最后報(bào)廢時(shí)的殘值及處理成本，運(yùn)營(yíng)期的成本占據(jù)了未來成本的大部分，因此正確的計(jì)算和分析運(yùn)營(yíng)期的成本是控制未來成本的關(guān)鍵。經(jīng)大量文獻(xiàn)整理和對(duì)變電站的實(shí)際考察，本文將運(yùn)營(yíng)期成本劃分為四個(gè)部分:折舊費(fèi)和無形資產(chǎn)攤銷、維護(hù)及修理費(fèi)用、財(cái)務(wù)費(fèi)用和中斷電損失成本。

(1)折舊費(fèi)及無形資產(chǎn)攤銷

折舊費(fèi)包括了變電站主要設(shè)備和線路的折舊費(fèi)，無形資產(chǎn)攤銷主要指土地的攤銷費(fèi):

變電站主要設(shè)備折舊費(fèi)和土地?cái)備N費(fèi)用，計(jì)算見公式1:

(1)

其中: 為變電站設(shè)備的投資額; 為殘值率; n為使用年限;線路折舊費(fèi)，見公式2: (2)

其中: 為單位長(zhǎng)度線路的投資單價(jià);

為變電站i到負(fù)荷點(diǎn)j之間的線路長(zhǎng)度;

為線路投資的年折舊系數(shù)，計(jì)算見公式3:

(3)

其中: 為貼現(xiàn)率;

為線路的使用年限;

J為由變電站i供電的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)集合

(2)維護(hù)及修理費(fèi)用

維護(hù)及修理費(fèi)用包括了變電站的年度維護(hù)費(fèi)用和線路的維護(hù)費(fèi)用，計(jì)算見公式4:

(4)

其中: 為變電站設(shè)備的投資額;

為投資收益率;

P為年維護(hù)費(fèi)率;

N為評(píng)估年限(即壽命周期)

為線路網(wǎng)損折算系數(shù);

從變電站i到負(fù)荷點(diǎn)j的線路連通或斷開的標(biāo)志， =0為斷開， =1為連通;

為第j點(diǎn)的負(fù)荷(有功功率);

為變電站i到負(fù)荷點(diǎn)j之間的線路長(zhǎng)度;

(3)財(cái)務(wù)費(fèi)用

財(cái)務(wù)費(fèi)用主要指在投資期貸款費(fèi)用的利息成本，計(jì)算見公式5

(5)

為變電站設(shè)備的投資額;

為貸款利率;

(4)中斷電成本費(fèi)用

高新技術(shù)發(fā)展，將出現(xiàn)更多對(duì)電壓敏感工業(yè)。目前，用戶對(duì)中斷供電的抱怨還在逐年增加。供電中斷使電力企業(yè)減少供電量和售電收入，對(duì)用戶造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行中，電力企業(yè)把變電站故障(事故)引起中斷供電損失作為自己的成本是符合實(shí)際的，能較好地與供電可靠性聯(lián)系起來，盡管相關(guān)用戶停電損失還不用補(bǔ)償。年中斷供電損失成本可用公式6進(jìn)行估算。

(6)

其中: 為j設(shè)備年平均故障率;

為j設(shè)備年故障中斷供電時(shí)間;

為j設(shè)備故障中斷供電功率;

為j設(shè)備故障平均修復(fù)成本;

為設(shè)備平均修復(fù)時(shí)間;

a，b分別為相關(guān)用戶平均中斷供電功率和電量的價(jià)值，它隨用戶的性質(zhì)、用戶所在地區(qū)的不同而變化。

三、變電站運(yùn)營(yíng)期成本控制因素

變電站運(yùn)營(yíng)期的成本構(gòu)成分為變電站主要設(shè)備和線路的折舊費(fèi)、土地的攤銷費(fèi)、變電站的年度維護(hù)費(fèi)用和線路的維護(hù)費(fèi)用，投資期貸款費(fèi)用的利息成本，故障引起中斷供電損失成本等四個(gè)部分。由于投資期貸款費(fèi)用的利息成本與當(dāng)期的利率相關(guān)，而利率是國(guó)家宏觀調(diào)控的，不是我們所能控制的，因此這一個(gè)因素不在我們的可控范圍內(nèi)。其他三個(gè)部分的費(fèi)用與設(shè)備的使用年限、年平均故障率、設(shè)備平均修復(fù)時(shí)間等因素有很大關(guān)系，只要我們控制好這三個(gè)因素就能控制好變電站的運(yùn)營(yíng)成本，并使總成本降低。

1. 做好設(shè)計(jì)期設(shè)計(jì)以降低運(yùn)營(yíng)期成本。一旦設(shè)計(jì)階段成本失控，就必將給施工和后期運(yùn)營(yíng)階段的成本控制帶來很大的負(fù)面影響。設(shè)計(jì)費(fèi)往往只相當(dāng)于變電站建設(shè)工程總成本的3%以下，但正是這少于3 %的費(fèi)用卻對(duì)工程成本的影響度占到75 %以上。由此可見，設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)整個(gè)工程建設(shè)的效益是至關(guān)重要的，設(shè)計(jì)階段的成本控制對(duì)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，促進(jìn)施工質(zhì)量的提高，降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，從而降低工程成本也是大有益處的。設(shè)計(jì)階段控制成本是必須而又行之有效的。由于設(shè)計(jì)階段建設(shè)項(xiàng)目還沒有開始施工，調(diào)整和改動(dòng)都比較容易，而施工階段改起來就麻煩多了。以往受計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的影響，業(yè)主普遍忽視工程建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的成本控制，而把控制工程成本的主要精力放在施工階段，即審核施工圖預(yù)算、合理結(jié)算工程價(jià)款。要有效地控制工程成本，就要堅(jiān)決地把控制重點(diǎn)轉(zhuǎn)到設(shè)計(jì)這個(gè)關(guān)鍵階段上來，在設(shè)計(jì)階段就規(guī)劃好工程項(xiàng)目整個(gè)生命周期的成本費(fèi)用，以項(xiàng)目全生命周期成本最低為目標(biāo)，而不再是單純追求施工期的成本最低。

2. 采用可靠性高的接線方式和設(shè)備以降低后期的運(yùn)營(yíng)成本。變電站運(yùn)營(yíng)期的成本和線路接線以及隔離開關(guān)和斷路器等裝置的數(shù)量有關(guān)，如果在接線時(shí)采用靈活，可靠性高的緊湊型接線，這樣就能降低后期的運(yùn)營(yíng)成本。主接線方式的確定主要由變電站在電力系統(tǒng)的功能、地位、容量、電壓等級(jí)等因素所決定，其中包含了可靠性要求。主接線方式和主要設(shè)備選擇不同，其壽命周期成本有較大差別。從過去常規(guī)變電站來看，雙母線似乎比單母線有更好的可用率。但是通過可靠性分析，不難看出:如果改進(jìn)變電站相關(guān)單元可靠性，雙母線對(duì)可用率的提高就不再明顯了，而單母線分段經(jīng)濟(jì)性有著明顯優(yōu)越性。

3.做好運(yùn)營(yíng)期間設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用的控制。在初期建設(shè)的時(shí)候，選擇質(zhì)量好的設(shè)備，將來的維護(hù)費(fèi)率低的話，就能降低整個(gè)變電站的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，如果在建設(shè)時(shí)期，只考慮建設(shè)期的單一成本，購(gòu)買了可靠性差的設(shè)備，雖然降低了建設(shè)期的投入，但是很可能由于設(shè)備的可靠性差，從而造成以后的運(yùn)行過程中故障次數(shù)的增加，從而增加了運(yùn)行維護(hù)費(fèi)率，而運(yùn)行期占據(jù)了全生命周期成本的大部分時(shí)間，運(yùn)行期的費(fèi)用高就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)全生命周期成本的大幅度增加，因此在建設(shè)期把握住設(shè)備的質(zhì)量，購(gòu)買可靠性高的設(shè)備是降低運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)鍵。

4. 降低運(yùn)營(yíng)期變電站的設(shè)備年平均故障率。在運(yùn)營(yíng)期的成本費(fèi)用中，有很大一部分和中斷電的損失成本有關(guān)，如果能提高線路的可靠性，降低設(shè)備年平均故障率、設(shè)備年故障中斷供電時(shí)間、設(shè)備故障平均修復(fù)成本，這樣就能夠降低中斷電的損失成本，從而降低運(yùn)營(yíng)期的成本。而要提高線路和設(shè)備的可靠性，也是在設(shè)計(jì)階段和選擇設(shè)備階段的關(guān)鍵，由此可見，施工前的設(shè)計(jì)階段是影響到施工及運(yùn)營(yíng)期的重要階段

總之，運(yùn)營(yíng)期的折舊費(fèi)用和日常的維護(hù)費(fèi)用中，很大一部分和隔離開關(guān)以及斷路器有段，隔離開關(guān)在戶外式變電站的布置中占據(jù)很大空間，其維修工作和成本約占整個(gè)變電站25%。誤操作隔離開關(guān)引起變電站乃至系統(tǒng)故障時(shí)有發(fā)生。因此，近年來對(duì)能否省掉或部分省掉隔離開關(guān)的結(jié)線方案和新技術(shù)的研究引起了廣泛重視。KEMA公司等單位對(duì)基本戶外式變電站進(jìn)行了研究，研究結(jié)果顯示:對(duì)于無隔離開關(guān)、雙斷路器、雙母線的變電站，全生命周期成本只為常規(guī)變電站85%，占地面積可減少30%，省掉隔離開關(guān)對(duì)變電站可靠性僅有很輕微的影響[7]。研究認(rèn)為:今后變電站主結(jié)線方案要用單母線斷路器分段、新型的一個(gè)半斷路器接線或多角型布置。曾慶禹認(rèn)為[7]:現(xiàn)代型變電站，由于減少變電站的元件，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、布置緊湊，與常規(guī)變電站相比，其可靠性將更高;由于計(jì)劃強(qiáng)迫停運(yùn)率比較小，其可用率將更高，操作和監(jiān)視更容易;采用上述簡(jiǎn)化和其他一些簡(jiǎn)化技術(shù)措施，對(duì)戶外空氣絕緣變電站來說，一次投資成本可降低大約20%，而減少了相應(yīng)的隔離開關(guān)和斷路器等設(shè)備，也可以減少后期的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。對(duì)戶外常規(guī)變電站，斷路器的維修約占整個(gè)變電站維修費(fèi)50%，隔離開關(guān)約占25%，其他維修，包括母線、絕緣子等維修費(fèi)約25%。改善維修、提高設(shè)備可用率有2方面:一方面是開發(fā)少維護(hù)或免維修設(shè)備;另一方面是將設(shè)備定時(shí)維修轉(zhuǎn)到基于狀態(tài)預(yù)測(cè)維修和以可靠性為中心的維修。今后變電站維修將采用先進(jìn)的傳感器連續(xù)監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)，診斷設(shè)備可能引發(fā)的故障，并按設(shè)備狀態(tài)確定維修必要性，提高變電站可用率和可靠性。

四、結(jié)論

1. 運(yùn)營(yíng)期的成本是變電站全生命周期成本的重要組成部分

變電站運(yùn)營(yíng)期的成本主要由4部分構(gòu)成，分別是設(shè)備和線路的折舊費(fèi)以及無形資產(chǎn)攤銷，日常維護(hù)及修理費(fèi)用，財(cái)務(wù)費(fèi)用和中斷電損失成本。

2. 控制好運(yùn)營(yíng)期的成本是降低變電站全生命周期成本的關(guān)鍵?？刂坪眠\(yùn)營(yíng)期的成本，主要需要控制好以下三個(gè)因素:變電站主要設(shè)備和線路的折舊費(fèi)、土地的攤銷費(fèi)、變電站的年度維護(hù)費(fèi)用和線路的維護(hù)費(fèi)用。

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