李蘇輝，路曉明

(1.華北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院，北京市，102206；2.吉林省長(zhǎng)春電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，長(zhǎng)春市，130041）

0 引言

在變電站工程設(shè)計(jì)中，一直都偏重于典型設(shè)計(jì)方案和總體造價(jià)的權(quán)衡上，很少基于全壽命周期成本方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，數(shù)字化變電站的迅速發(fā)展，運(yùn)用全壽命周期成本（life cycle cost，LCC）方法對(duì)數(shù)字化變電站和綜合自動(dòng)化變電站進(jìn)行分析，從長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)投資方面說(shuō)明數(shù)字化變電站的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)技術(shù)的效能最大化[1]。

1 全壽命周期成本管理

全壽命周期成本是指為獲得大型系統(tǒng)以及系統(tǒng)整個(gè)運(yùn)行壽命期所消耗的總費(fèi)用，包括開(kāi)發(fā)購(gòu)置、使用、保障和報(bào)廢等費(fèi)用[2]。

全壽命周期成本最優(yōu)化設(shè)計(jì)要求從工程項(xiàng)目全壽命周期出發(fā)去考慮成本問(wèn)題，它覆蓋了工程項(xiàng)目的全壽命周期，要求從工程項(xiàng)目全壽命周期出發(fā)，不僅要考慮項(xiàng)目的初始投資，更要考慮項(xiàng)目在整個(gè)全壽命周期內(nèi)的支持成本，包含運(yùn)行、維修、更新直至報(bào)廢的全過(guò)程[3-4]。從多個(gè)可行性方案中，按照全壽命周期成本最小化和效能最大化的原則，選擇最佳的設(shè)計(jì)方案，從而實(shí)現(xiàn)更為科學(xué)的設(shè)計(jì)，更加合理地選擇配套設(shè)備，以便在確保設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目壽命周期成本相對(duì)最小化的目標(biāo)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目建設(shè)的最大經(jīng)濟(jì)效能與最大社會(huì)效益[5-6]

2 電力系統(tǒng)中LCC的成本分析模型

LCC計(jì)算按變電站壽命周期成本：LCC=IC+OC+FC+DC進(jìn)行。IC（Investment Costs）為一次投資成本；OC（Operation Costs）為運(yùn)行成本；FC（Failure Costs）為故障引起的中斷供電損失成本；DC（Discard Costs）為報(bào)廢成本。各項(xiàng)成本在計(jì)算、分析時(shí)均根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)定并結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣等進(jìn)行計(jì)算[7-8]。

3 實(shí)例分析

3.1 配置方案

以長(zhǎng)春某110kV變電站設(shè)計(jì)為例，主接線方式為內(nèi)橋接線，一期1個(gè)進(jìn)線間隔和1號(hào)主變間隔。該站按無(wú)人值班設(shè)計(jì)，配置1套計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；保護(hù)配置按終端端變?cè)O(shè)計(jì)，內(nèi)橋接線配置備自投保護(hù)，主變?cè)O(shè)1套微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置，10kV側(cè)采用保護(hù)測(cè)控一體化裝置。本文主要對(duì)2種監(jiān)控系統(tǒng)及保護(hù)配置方案進(jìn)行分析（表1）。

3.2 2種方案的LCC計(jì)算

3.2.1 一次投資成本（IC）

根據(jù)本110kV變電站終期規(guī)模，本站分2期建設(shè)。本期上1號(hào)主變，考慮3年之后擴(kuò)建2號(hào)主變?cè)鋈?，?期投入。2種方案的一次投資項(xiàng)目如表2所示。

從變電分期建設(shè)成本分析：

（1）站控層的2種方案都是一期一次建成。

表1 2種方案配置Tab.1 Configuration of 2 schemes

表2 2種方案的一次投資項(xiàng)目Tab.2 Primary investment items of 2 schemes

（2）間隔層2個(gè)方案的區(qū)別有：a）數(shù)字化變電站二期擴(kuò)建幾乎不用調(diào)整前期的二次接線，只需要調(diào)整保護(hù)裝置內(nèi)部的軟件，全站停電時(shí)間可以結(jié)合調(diào)試一起停電?？裳蟹桨?號(hào)主變高壓差動(dòng)保護(hù)和高壓側(cè)后備保護(hù)一期時(shí)考慮有2個(gè)進(jìn)線間隔進(jìn)行切換，二期擴(kuò)建需把1個(gè)線路間隔調(diào)整到橋路間隔，調(diào)整時(shí)考慮需要浪費(fèi)電纜500m，備自投保護(hù)一期時(shí)線路備自投，二期時(shí)需要改為橋路備自投，全站停電時(shí)間相對(duì)會(huì)比數(shù)字化變電站多2天，經(jīng)濟(jì)損失34萬(wàn)元。三期擴(kuò)建類(lèi)似于二期擴(kuò)建。b）數(shù)字化變電站目前全國(guó)還沒(méi)有進(jìn)入大量使用階段，電子式電流互感器、合并單元和智能終端等設(shè)備廠家還沒(méi)有進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，設(shè)備價(jià)格浮動(dòng)比較大。按綜自產(chǎn)品折算，二期擴(kuò)建時(shí)數(shù)字設(shè)備應(yīng)不大于目前價(jià)格的70%。而可研方案所選用的設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)，后期的價(jià)格調(diào)整不大。c）采用數(shù)字化變電站在建設(shè)周期方面要比可研方案縮短15～20天，可以多創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益252萬(wàn)元。

（3）過(guò)程層把原來(lái)的控制電纜改為了光纖，大大節(jié)省了電纜。本期每個(gè)間隔配置光纖分別有：進(jìn)線2個(gè)間隔8根，1個(gè)主變間隔6根，1個(gè)公用設(shè)備間隔1根。柜內(nèi)的連接光纖由設(shè)備廠負(fù)責(zé)，本期不做統(tǒng)計(jì)。

3.2.2 其他成本

（1）本工程按無(wú)人值班變電站設(shè)計(jì)，二次系統(tǒng)整合后運(yùn)行人員配置不變；另外，被整合部分二次設(shè)備運(yùn)行期間系統(tǒng)損耗可忽略不計(jì)，因此，OC按不變考慮。

（2）二次系統(tǒng)整合后，穩(wěn)定性有所提高，將降低二次設(shè)備故障導(dǎo)致電網(wǎng)停電的概率，F(xiàn)C肯定減小。

（3）二次系統(tǒng)整合后，設(shè)備報(bào)廢成本都按0計(jì)算。

4 結(jié)論

（1）全壽命周期成本方法提供了一種新的決策方法,全壽命周期成本的決策最重要階段為設(shè)計(jì)規(guī)劃階段,可考慮用全壽命周期成本方法達(dá)到技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)選擇。在變電工程規(guī)劃決策中，可采用LCC最小方法對(duì)變電工程系統(tǒng)配置進(jìn)行分析，優(yōu)化建設(shè)方案，追求在全壽命周期內(nèi)整體系統(tǒng)成本最低。

（2）基于全壽命周期成本方法對(duì)于數(shù)字化變電站的成本分析看，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看它存在巨大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

（3）LCC應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)理念沖突、數(shù)據(jù)積累缺乏及與原管理制度的協(xié)調(diào)等問(wèn)題，因而需要各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，持之以恒，才能取得實(shí)際效果。

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