國(guó)網(wǎng)河南省電力公司洛陽(yáng)供電公司 付紅軍

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一種降低全壽命周期費(fèi)效比的智能配網(wǎng)應(yīng)用

國(guó)網(wǎng)河南省電力公司洛陽(yáng)供電公司 付紅軍

【摘要】配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中直接面向用戶的環(huán)節(jié)，肩負(fù)著向用戶提供優(yōu)質(zhì)、高可靠性電能的重任。作為企業(yè)，力圖使配電系統(tǒng)發(fā)揮最大效能以減少成本。因此，如何統(tǒng)籌考慮配電效能與費(fèi)用之間的關(guān)系，是本文的研究重點(diǎn)。從費(fèi)用-效能的角度出發(fā)，開發(fā)研究出一套基于北斗衛(wèi)星通信的智能配電網(wǎng)系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】北斗衛(wèi)星；配電網(wǎng)；全壽命周期管理；經(jīng)濟(jì)性評(píng)估

0　引言

從全壽命周期管理的角度出發(fā)，深入分析配電系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)營(yíng)階段的各種成本，優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，在保證配電系統(tǒng)安全、可靠的前提下，最大限度地發(fā)揮配電系統(tǒng)潛力，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)全壽命周期成本最小化和經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益最大化，對(duì)構(gòu)建安全可靠、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的配電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)具有十分重要意義[1]。

1　配電系統(tǒng)全壽命周期成本模型

1.1全壽命周期概念

全壽命周期成本（Life Cycle Cost，簡(jiǎn)稱LCC），指的是完成任務(wù)要求所需的“一生費(fèi)用”，指設(shè)備從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、安裝、調(diào)試、使用、維護(hù)、修理、改造直至報(bào)廢所經(jīng)歷的全部時(shí)間內(nèi)所花費(fèi)的費(fèi)用[2]。

1.2全壽命周期成本構(gòu)成

整個(gè)配電系統(tǒng)的成本要素主要包括設(shè)備投資成本、運(yùn)維成本、檢修成本、故障成本及廢棄成本。

設(shè)備投資成本主要包括設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、安裝工程費(fèi)、建設(shè)期貸款利息、其他費(fèi)用（居民拆遷、綠化等費(fèi)用）；運(yùn)行維護(hù)成本主要包括：運(yùn)維人工、材料成本、運(yùn)行損耗費(fèi)等費(fèi)用；檢修成本主要包括：定期檢修成本、設(shè)備維修（更新）等費(fèi)用；故障成本主要包括停電導(dǎo)致的供電部門售電利潤(rùn)損失（直接故障損失）和停電導(dǎo)致的社會(huì)賠償成本（間接故障損失）等費(fèi)用;廢棄成本主要包括：設(shè)備拆除費(fèi)用（人工、運(yùn)輸、環(huán)保費(fèi)用）及設(shè)備殘值等費(fèi)用。

2　智能配網(wǎng)全壽命周期費(fèi)效比

2.1常見智能配網(wǎng)方式比較

目前，配電領(lǐng)域比較常用的幾種通信方式包括光纖專網(wǎng)、無(wú)線專網(wǎng)和無(wú)線公網(wǎng)等方式。

1)光纖專網(wǎng)因傳輸容量大、高速率等優(yōu)勢(shì)，是廣泛使用的一種電力系統(tǒng)通信方式，但是光纖建設(shè)成本偏高、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高。

2)無(wú)線專網(wǎng)由于受頻點(diǎn)數(shù)量少、傳輸容量有限、通道安全性等問題制約，無(wú)法滿足智能電網(wǎng)中配用電業(yè)務(wù)寬帶化、互動(dòng)化、智能化需求。電力行業(yè)目前只有230 MHz一些無(wú)線頻點(diǎn)可用，該頻段并不適合WiMAX組網(wǎng)。

3)無(wú)線公網(wǎng)方式雖具有建設(shè)周期短、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但由于本質(zhì)上無(wú)線公網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)是相通的，無(wú)線公網(wǎng)通信方式的安全性、可靠性不能保證。

與以上幾種常見的電力通信方式相比，基于北斗衛(wèi)星短報(bào)文功能的電力通信兼顧通信可靠性與安全性、成本低廉與安裝維護(hù)方便。具體表現(xiàn)在：

1)相對(duì)光纖專網(wǎng)，北斗短報(bào)文電力通信屬于無(wú)線通信，不需要鋪設(shè)電纜。北斗的組成器件均采用軍標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)檢測(cè)，質(zhì)量有保證，后期基本可以做到免維護(hù)，大大降低了工作量，節(jié)約了維護(hù)成本。

2)與無(wú)線專網(wǎng)與公網(wǎng)通信相比，北斗短報(bào)文電力通信利用的是具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的短報(bào)文通信功能，只需單一衛(wèi)星波束可見既能實(shí)現(xiàn)通信。

2.2配電網(wǎng)資產(chǎn)管理方式

設(shè)備數(shù)量多、單個(gè)設(shè)備投資低是配電網(wǎng)的顯著特點(diǎn)之一，在這種情況下以單個(gè)設(shè)備為資產(chǎn)管理對(duì)象往往會(huì)十分繁瑣，且數(shù)據(jù)獲取困難，不符合實(shí)際生產(chǎn)需求。因此尋求一種新的資產(chǎn)管理模式是配電網(wǎng)實(shí)施資產(chǎn)全壽命周期管理首要解決的問題。在實(shí)際生產(chǎn)中，配電資產(chǎn)的管理模式以饋線為基本管理單元進(jìn)行配電設(shè)備全壽命周期資產(chǎn)管理比較符合實(shí)際需求。

2.3LCC指標(biāo)比較計(jì)算

2.3.1系統(tǒng)比較前提

智能配電網(wǎng)自愈速度的快慢直接關(guān)系到對(duì)用戶的影響，因此，根據(jù)自愈速度的快慢來(lái)量化描述智能配電網(wǎng)的自愈能力，作為評(píng)價(jià)智能配電網(wǎng)自愈能力的一項(xiàng)量化指標(biāo)。

2.3.2設(shè)備投資成本

設(shè)備投資費(fèi)用包括設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、建筑工程費(fèi)、安裝工程費(fèi)、建設(shè)期貸款利息和其他費(fèi)用等，發(fā)生在設(shè)備壽命周期初期。

2.3.3運(yùn)行維護(hù)成本

電力系統(tǒng)中，大多數(shù)設(shè)備的壽命周期比較長(zhǎng)，在使用全壽命周期成本法對(duì)設(shè)備的方案進(jìn)行投資分析時(shí)，必須考慮資金的時(shí)間價(jià)值。全壽命周期費(fèi)用分析中估算所得到的各項(xiàng)費(fèi)用，因?yàn)榘l(fā)生時(shí)間不同，不能直接相加，需要將各項(xiàng)費(fèi)用都折算到某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻才具有可比性。

2.3.4檢修成本

檢修成本包括年度檢修、試驗(yàn)成本，人工、材料(含裝置性材料)、機(jī)械臺(tái)班成本。目前絕大多數(shù)供電企業(yè)對(duì)供電設(shè)備檢修費(fèi)用管理的辦法是根據(jù)年度總費(fèi)用計(jì)劃來(lái)確定。隨著狀態(tài)檢修的逐步推廣，檢修成本的計(jì)算模式也會(huì)逐步變化。

3　北斗智能配網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益實(shí)例

北斗智能配網(wǎng)系統(tǒng)已于2012年在國(guó)網(wǎng)平頂山供電公司建設(shè)應(yīng)用，本文跟蹤調(diào)查分析了投資運(yùn)行三年來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.1投資期經(jīng)濟(jì)效益分析

北斗智能配網(wǎng)系統(tǒng)改造項(xiàng)目一期二期共安裝了21個(gè)控制開關(guān)，各控制開關(guān)點(diǎn)總長(zhǎng)度約為190公里，該項(xiàng)目總投資為120萬(wàn)元。按照傳統(tǒng)的地下光纖通信方式計(jì)算，平均每公里地下光纖綜合成本為3萬(wàn)元，完成該項(xiàng)目大約需要570萬(wàn)元，減去該項(xiàng)目投資120萬(wàn)元，分?jǐn)偟?1個(gè)點(diǎn)上平均每點(diǎn)能節(jié)約資金約為21.42萬(wàn)元，投資期經(jīng)濟(jì)效益明顯。

3.2運(yùn)行維護(hù)期經(jīng)濟(jì)效益分析

按照傳統(tǒng)光纖通信模式，每年需投入大量人力、物力和資金進(jìn)行維護(hù)，地下光纖管網(wǎng)費(fèi)用為1000元/公里·年，而該北斗智能配網(wǎng)系統(tǒng)能完全節(jié)約此部分開支。因此，除了節(jié)約人力、物力之外，每年維護(hù)費(fèi)用能節(jié)省約19萬(wàn)元。且隨著北斗智能配網(wǎng)系統(tǒng)使用年限的增加，該部分節(jié)省資金能夠不斷累積。

如表1所示，通過(guò)對(duì)比兩種方案的經(jīng)濟(jì)效益，可以看出，北斗衛(wèi)星智能配網(wǎng)方案在設(shè)備壽命的投資、運(yùn)行維護(hù)期間的經(jīng)濟(jì)效益明顯占優(yōu)，北斗衛(wèi)星智能配網(wǎng)方案的全壽命費(fèi)效比明顯高于傳統(tǒng)的光纖智能配網(wǎng)方案。

表1　經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

4　結(jié)論

在建設(shè)為電力用戶服務(wù)的智能配網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，必須全面考慮電力行業(yè)的特點(diǎn)和直接面對(duì)用戶的實(shí)際情況，尋求最佳的系統(tǒng)全壽命費(fèi)效比。本文提出的一種基于北斗衛(wèi)星通信的智能配網(wǎng)解決方案，是智能配網(wǎng)的一種新思路、新方法。實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，基于北斗系統(tǒng)的智能配網(wǎng)系統(tǒng)能夠降低系統(tǒng)全壽命周期費(fèi)用，提高配電系統(tǒng)的全壽命費(fèi)效比。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇海鋒.配電系統(tǒng)規(guī)劃全壽命周期管理理論和方法研究[D].華北電力大學(xué),2012.

[2]日比宗平.壽命周期費(fèi)用評(píng)價(jià)法一方法及實(shí)例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1984.