在电力行业中深化全寿命周期管理的探讨

陈海华

(福建省电力勘测设计院，福建福州350003)

LCC是从整个项目生命周期出发进行思考，侧重于从项目决策、设计、施工、运行维护等各阶段全部造价的确定与控制，使LCC最小的一种管理理念和方法[1]。国家可再生能源发展战略表明，在今后很长的一段时间内将会大力发展可再生能源技术，在电力行业中许多新兴种类的分布式能源将会获得巨大的发展[2]，由于分布式能源缺乏长期运行经验的积累，更有必要进行LCC分析，这就为LCC的分析研究提出了更高的要求。

1 我国电力系统全寿命周期成本管理现状分析

LCC最早起源于瑞典的铁路系统，我国自1987年开始引进LCC技术，2008年国家电网公司年中工作会议对全面推进资产全寿命周期管理提出了明确要求，并依托500 kV安庆变等一系列工程作为试点，组织开展设计竞赛活动进行大力推广。

我国电力系统LCC的计算方法目前主要采用费用分解结构(cost breakdown structure,CBS)计算法，即把LCC中各种费用进行分解并按照一定的属性进行分类，分别计算各类费用后再汇总整个项目LCC的计算方法，在经过一段时间的应用后，该方法逐渐遇到了瓶颈，主要体现在LCC计算不能真实反应出工程全寿命的费用，部分取值受主观影响较大，或者计算结果不够清晰以至于不便于工程决策。很多方案由于不能很好地对输入数据进行控制，甚至造成了与实际情况相反的结论，因此在项目决策过程中，其结论的有效性也遭到质疑，不能很好发挥作用。

2 现阶段LCC应用方法存在的局限性

现阶段LCC具体的计算模型主要有：

式中：LCC为全寿命周期成本；IC为一次投资成本；OC为运行维护成本；FC为中断供电损失成本；DC为报废成本。

在计算模型中，LCC分类后在各环节进行综合计算比较，最终得出LCC最小值供决策参考。该方法具有可量化分析、结论直观的特点，但存在以下局限性：

(1)由于我国电力系统的LCC研究尚未达到完善的阶段，大量的输入数据主要靠分析人员凭经验得出，受主观影响较大。如在对变压器残值的取值时，有选取30%~40%[3]，也有选择50%[4]，而变压器本身的设备价较高，这两种取值的结论差别很大。

(2)敏感性参数考虑不充分。对于大型建设项目，由于建设和运营的周期较长，有些参数可能会发生变化，一些重要参数的变化甚至会造成最终结论的变化，如果不充分考虑这些参数可能带来的影响，得出的结论与实际情况存在一定的偏差，会影响决策的正确性。如在对500 kV容量为1 140 MVA的三相变压器进行询价时发现，对于同一个制造厂家，其2008年的报价为4 900万元，而2010年的报价仅为3 450万，两次报价差值高达1 450万，这对于项目LCC计算会造成很大的影响，因此在项目初期决策过程中，若没有预先判断到这种情况，就有可能做出错误的判断。

(3)LCC分析过程中只考虑了财务分析，缺乏对国家和社会利益的整体考虑。在项目决策中要实现科学发展观，必须坚持以人为本，促进经济社会和人的全面发展，统筹人与自然的和谐发展，实现永续的可持续发展。财务分析主要是从企业的角度考察项目的效益，不能正确反映项目的经济效率和社会福利的净贡献，因此对于大型项目的决策不具备全局统筹考虑的效果。

(4)在项目的整体过程中，有很多不确定的因素，对项目的不同方面造成不同程度的影响，有些是可以忽略的，有些是可以控制的，而有些则是颠覆性的。电力工程项目不但耗费大量资金、物资和人力等宝贵资源，且具有一次性和固定性的特点，一旦建成，难以更改。现行LCC分析方法没有考虑风险可能带来的影响，是比较片面的，对于高风险的项目来说，如果忽略了对风险影响的估计，就有可能造成项目费用的增加，甚至导致整个项目的失败。

3 对现行LCC应用方法的改进

3.1 指标性数据的统一

LCC计算中有很多费用是依靠基础输入数据得出的，例如设备检修费、保险费等是以设备采购费的一定百分比计算，停电损失费是建立在设备故障率基础上的。检修费率、保险费率及设备故障率等可以认为是指标性数据，根据其特点可以统一取值。指标性数据需要有一个积累的过程，需通过长期的工程经验得出，因此需要权威部门进行收集并参与制定。对于电力行业而言，LCC推广的前提条件需要电网企业的领导重视并逐步推广至各层工作人员，在全企业建立“自上而下”的LCC管理理念[5]，加强对基础数据的收集和整理。

3.2 敏感性分析的引入

敏感性分析是用于技术经济分析的一种可行性分析方法,常用来研究项目中相关不确定因素的变化对项目经济效益的影响[6]。在LCC应用中引入敏感性分析，即对影响项目的不确定因素进行分析，测算这些因素的变化对项目效益造成的影响，找出最主要的敏感因素及其临界点，并估计项目效益对这些因素的敏感程度，对原LCC结论进行更深层次的分析，以便于项目的决策。

敏感性分析的流程中比较关键的环节在于敏感性因素的选取，一般应考虑：(1)该因素的不确定性大；(2)该因素占LCC计算的比重大；(3)该因素的取值主要靠主观推断得出或该取值存在较大争议。

LCC计算中有经济性参数和可靠性参数两大类，当经济性参数和可靠性参数发生变化时,LCC计算结果也将相应地发生变化[7]。根据项目的情况不同，敏感性因素可以选取单因素或多因素，考虑到多因素综合计算的结果不直观，有时也不能体现出某个因素变化所带来的结果，一般情况下建议采用单因素分析，多因素比对的方式，以达到统筹兼顾，突出重点的目的。

表1是国家电网公司220 kV泰和变设计竞赛中，关于主变选择所进行的敏感性分析。

表1 最大负荷利用小时数灵敏性分析

在工程分析中最大负荷利用小时数是按平水年4 000 h考虑的，而枯水年及丰水年时，最大负荷利用小时数变化较大。对该因素做灵敏性分析，根据计算结果，当最大负荷利用小时数增加的时候，采用自耦主变压器的LCC与采用三绕组主变压器的LCC相比优势将增大。

对于一些有多重影响的因素，也可以用曲线的方式加以描述，例如在国家电网公司220 kV泰和变设计竞赛中，若以年贴现率i为变化因素，那么自耦变压器LCCF(i)和普通三绕组变压器LCCG(i)可以表示为：

以曲线表示如图1~3。

从图中曲线可以看出，当年贴现率i增加时，采用自耦主变压器的LCC与采用三绕组主变压器的LCC相比优势将减小。用曲线进行敏感性分析，其结果更加简洁明了，更有利于工程决策者做出科学的判断。

图1 自耦变压器LCC F(i)变化曲线图

图2 普通三绕组变压器LCC G(i)变化曲线图

图3 以自耦变压器为基础的LCC价差[G(i)－F(i)]的变化曲线图

3.3 经济分析的引入

研究表明，工程全寿命周期设计是贯彻落实科学发展观、建设节约型社会、发展循环经济等科学理念的重要体现[8]。经济分析的目的在于，将LCC分析中没有考虑到的一些国家性的和社会性的费用进行比对，提高资源配置的有效性，进一步完善LCC的计算结果。对电力项目进行经济分析须考虑以下几点因素：

(1)对可能造成国家性的和社会性的费用进行全面识别。例如在进行主变压器选择时，损耗一般仅仅单纯按照电能损失计算，若进行经济分析，则需考虑主变压器噪音污染、损失电能附加的发电污染治理费用等。随着发展循环经济和建设节约型社会理念的深入，电网企业的资产全寿命周期成本将考虑计入环境成本，并以资源消耗最小作为评价目标。

(2)要合理考虑经济效益的时间跨度，对于可能造成长远影响的项目，不仅要分析项目的近期影响，而且需要分析项目将带来的中期、远期影响，以及由此带来的费用。

(3)在经济分析中对费用的计量应适当，过高估计会影响决策者的判断，使项目的进程受阻，而估计不足则不能真正体现出经济分析中的意义，分析就会流于形式，应当尽可能地通过以往项目中可以参照的费用或国家权威机构发布的指标来确定。

全寿命周期设计目标必须对产品整个寿命周期的所有费用、资源消耗、环境代价及扩展回收等进行整体分析与规划，使其达到社会、企业、用户等各方面满意，并体现工程对社会和历史负责的精神，承载人们所期冀的使命。

3.4 风险分析的引入

在LCC应用中引入风险分析，有助于通过信息反馈改进或优化方案，降低风险，避免损失，并且利用综合分析结果建立风险管理系统，防范项目全过程中的风险。风险分析一般采用流程[9]如图4所示。

图4 风险分析流程

风险识别是研究和确定项目中存在的风险因素，研究对项目所可能带来的影响，并分析其具体原因。现代科学研究表明，工程系统及环境的不确定性具有多种多样的表现形式[10]，对于电力行业，在进行风险识别时，要注意与项目的具体情况相结合。一般来说，电力行业的风险因素要考虑：(1)市场风险，即项目主要材料的供应条件和价格变化对项目效益产生影响；(2)工程风险，即项目中各种技术因素改变致使原方案发生重大改变甚至于不可行；(3)组织管理风险，即项目全过程各组织环节发生脱节，导致整体计划改变，增加项目投资；(4)新设备性能风险，我国分布式能源技术近年来大量引进新设备，这一点尤为值得关注。

风险估计是估计风险发生的可能性以及其对项目可能造成的影响。建立在LCC应用基础上的风险估计，主要是利用风险影响估计法，采用概率树分析、蒙特卡洛模拟等方法，对项目的LCC应用进行进一步的计算，根据计算结论给出一定概率条件下的LCC值，使其更有利于项目决策。

风险评价是在风险估计的基础上，通过对LCC结论的分析，对风险程度进行划分，以揭示影响项目全寿命周期成本的关键性因素，并将其纳入到项目LCC管理中，作为关键点予以控制。

风险对策和风险监控是指根据风险评价的结论，提出针对性的对策，避免风险的发生或把风险的影响程度降到最低，并在项目中予以监控，从而在项目的全过程中真正实现LCC最小化的目的。

在项目的开始阶段，不确定因素较多，风险发生的概率较大，但是通过很小的风险控制成本却能够避免后期较大的风险损失；而随着项目的实施，使得各种因素越来越明确，不确定性将会减少，但是由于大量的项目资源投入使用，避免和处理风险损失的成本也在上升。

3.5 敏感性分析与风险分析的区别

风险分析与敏感性分析的不同点在于，敏感性分析仅针对某项不确定因素的影响趋势，并没有明确可能发生的概率，因此不能直接证明对项目的影响结果，因此只能作为初步的决策参考，但其方法较为简单，比较适宜操作；此外，敏感性分析一般只在项目的某个领域中做LCC分析，也没有提出具体的解决方式，而风险分析一般要着眼于全局，统筹兼顾，并提出有针对性的对策，因此工作量比较大，对于一般性的项目，采用敏感性分析即可满足要求，对于重大项目或风险很大的项目，宜采用风险分析。

4 结论

LCC分析在国内外众多的领域中已经取得了显著的效果，能提高项目的整体效益，有利于社会资源的优化，有着强大的生命力和广阔的应用前景。为保证LCC管理模式能在电力行业中发挥效用，为电力建设提供坚强支持，在分析过程要本着公平、客观、科学的原则，实事求是地收集原始数据，并用先进的方法进行分析，综合考虑各方面因素的影响，得出可为决策参考的结论。要避免主观意见影响分析过程，特别不能为了结论而拼凑LCC计算环节，影响LCC分析的正确性。

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[5]戈京.电网生产部门全寿命周期管理措施初探[J].华东电力，2009,37(5):745-748.

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[7]李林，刘芳芳，谢光彬.基于全寿命周期成本理论的架空线选型方法研究[J].华北电力大学学报，2010,37(6):23-28.

[8]韩豫，成虎.工程全寿命周期设计框架研究[J].科技进步与对策，2010,27(19):32-35.

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