基于全寿命周期管理的电网规划实践

唐浩，伍俊，李勇，崔景顺

(1.宜昌电力勘测设计院有限公司，湖北宜昌443003;2国网四川省电力公司遂宁供电公司，四川遂宁629001)

基于全寿命周期管理的电网规划实践

唐浩1，伍俊1，李勇2，崔景顺2

(1.宜昌电力勘测设计院有限公司，湖北宜昌443003;2国网四川省电力公司遂宁供电公司，四川遂宁629001)

随着电网快速发展，传统的资产管理方式存在诸多不足，如设备寿命短、使用效率低、技改投入大、维护成本高等问题逐渐显现。为统筹处理好安全、效能和周期成本三者的关系，实现资产的全过程、精益化管理，根据国家电网公司要求开展资产全寿命周期管理工作。本文结合该项工作在宜昌当阳市电网规划试点情况，对全寿命周期管理在电网规划中的应用进行探讨。

全寿命周期;电网规划;SEC

1 绪论

随着电网快速发展，传统的资产管理方式存在诸多不足，如设备寿命短、使用效率低、技改投入大、维护成本高等问题逐渐显现。为统筹处理好安全、效能和周期成本三者的关系，实现资产的全过程、精益化管理，国家电网公司下发《国家电网公司关于印发2013年资产全寿命周期管理工作计划的通知》(国家电网安质〔2013〕204号)要求开展资产全寿命周期管理工作。该工作总体目标是以电网主要实物资产为对象，建立各业务部门、各单位资产全寿命周期管理横向协调、纵向贯通、目标统一、运转流畅的工作体系，力争在“十二五”内初步实现具有国际先进水平的资产全寿命周期管理体系的有效运转。

根据国家电网安质〔2013〕204号文件精神，资产全寿命周期管理关键业务试点就包括资产策略制定、电网规划方案比选、“资产墙”风险控制、设备招标采购策略优化、工程设计方案比选、设备检修策略优化、设备退出处置优化七个方面。

2 国内外研究动态

国外电力公司非常重视全寿命周期管理，通过资产管理计划制定资产的全寿命周期管理策略，如英国NG公司、法国EDF Energy公司、新加坡电力公司等多家国际知名电力公司。NG公司将资产生命周期划分为四个主要阶段:电网资产绩效表现评估、资产策略制定、网络规划设计和电网建设。四个环节不断地循环、完善和融合，辅以信息系统支持，大大提高了资产管理流程的效率和准确性。NG公司掌控资产本身及与之相关的人力资源、资本性投入、资产采购、运维成本和停电安排，各项计划从长期计划、中期计划、年前计划到当年计划不断作细，同时，由于前期计划的不断校核和修正，当年计划的变化控制在较小的范围内，对保证项目的顺利实施、电网停电的风险、人力资源的配置等都提前作了准备，各项成本能被有效控制。

在国内，全寿命管理广泛应用于航空航天、武器装备等领域，目前在火箭、卫星、武器等国家重要装备管理上积累了很多经验，效果十分显著。但在国网公司系统，仅有部分单位围绕资产全寿命周期管理理念进行了某一方面或某个阶段的尝试，取得了一些效果。例如:上海公司在2005年启动了资产管理项目，通过国际对标和咨询，制定了一系列的整改措施，在资产清理、拓展资产管理范畴、全寿命周期成本、管理工作和设备监造抽检工作等方面取得了初步成果。并以部分项目为切入点，推进资产全寿命周期成本管理和应用，如在泰和220kV变电站GIS设备的改造工程、世博变电站主设备招投标中应用全寿命周期成本管理理念，取得了很好的效果。

3 主要研究内容及工作思路

3.1 主要研究内容

以国网公司资产全寿命周期管理评价模型为基础，通过对模型中相关成本、效能和安全指标参数进行分解，得到评价模型需要收集的基础数据，对设备的初始投资成本、运维检修及故障处置成本、报废处置成本等进行量化，得到单一设备安全效能成本指标(SEC)。

将资产全寿命周期管理理念应用于电网规划修编工作中，在规划方案制定和选取的过程中应用资产全寿命周期管理评价模型并结合单一设备SEC对规划项目进行评估，通过分析计算规划项目的安全效能成本指标(SEC)，对规划方案进行技术经济和敏感性分析，对滚动规划成果进行评价，选取安全、效能、寿命周期成本等综合评价最优的规划方案。

3.2 主要工作思路

首先，对资产全寿命周期管理理论及方法研究，搭建出针对电网规划的资产全寿命周期指标评估体系。分别将整体网架规划多方案、局部网架规划多方案、规划项目多方案代入资产全寿命周期管理指标评价体系，对其周期成本、安全、效能指标进行计算，得出各个规划方案的综合年度安全效能成本指标(SEC)并进行分析，最后根据各个规划方案的SEC，进行规划方案比选。

全寿命周期管理规划方案比选工作流程如图1所示。

如图1所示，应用资产全寿命周期管理评价体系对规划方案比选，从整体网架比选，延伸到局部网架比选，最后细化到规划项目比选，从整体到局部再到规划项目，对各类规划多方案进行比选，从全寿命周期管理角度选出合理规划方案，以此指导电网规划。

图1 全寿命周期方案比选工作流程

4 基于全寿命周期管理的电网规划实践

4.1 试点对象概况

本次规划实践选取当阳市作为试点对象。当阳市为宜昌市下辖的一个县级市，国土总面积2159平方公里，2013年底总人口为48.48万人，是“宜荆荆”城市群的中心区域，区位条件良好，县域经济发展迅速。“十一五”期间当阳市GDP增长1.85倍，全社会用电量增长2.66倍。2013年当阳市GDP达到360.9亿元，在湖北省县域经济发展排名第7位。“十二五”以来当阳市全社会用电量也高速增长，由2011年的19亿千瓦时增长至2013年的22.96亿千瓦时，年均增长9.93%。

当阳电网位于宜昌电网的东端，由当阳市供电公司管理。当阳市供电公司于2010年正式成立，由原当阳电力联营公司整体划转省电力公司而成。当阳电网因原联营体制，电网投资力度不大，电网基础较为薄弱，急需更好的发展。通过认真分析评估，选取当阳市作为基于全寿命周期管理的配电网规划的试点。

4.2 电网规划方法探索

以国网公司资产全寿命周期管理评价模型为基础，通过对模型中相关成本、效能和安全指标参数进行分解，得到评价模型需要收集的基础数据，对设备的初始投资成本、运维检修及故障处置成本、报废处置成本等进行量化，得到单一设备安全效能成本指标(SEC)。

将资产全寿命周期管理理念应用于当阳市配电网规划修编工作中，在规划方案制定和选取的过程中应用资产全寿命周期管理评价模型并结合单一设备SEC对规划项目进行评估，通过分析计算规划项目的安全效能成本指标(SEC)，对规划方案进行技术经济和敏感性分析，对滚动规划成果进行评价，选取安全、效能、寿命周期成本等综合评价最优的规划方案。

资产全寿命周期管理电网规划不仅要完成常规电网规划的全部内容，还需要对初始投资、人工费用、设备寿命、设备残值、设备故障时间、检修抢修费用数据进行收集和分析。规划的目标电网在常规电气计算的基础上，还要对不同目标电网的SEC指标(年度安全效能成本指标)进行计算比选，才能得到理想的规划目标。

4.3 资产全寿命评估体系

SEC是年度安全效能成本指标的英文简称，表示在安全、效能水平相当情况下，单位(容量)资产每单位有效利用时间对应的总成本，单位是元/kVA。其实质就是在电力公司资产全寿命管理的基础上，通过对资产的安全、效能、周期成本进行综合评价和分析，促进公司资产管理的安全、效能、周期成本三者的综合平衡和有机统一，提高电力公司资产管理水平。

电网设备SEC指标围绕资产安全、效能和周期成本三个战略目标构成，其总体结构如图2所示。

图2 电网设备SEC指标总体结构图

SEC要求电网企业要统筹协调安全、效能和周期成本三者的关系，在确保电网安全可靠的同时，提高电网资产质量和使用效率，优化资产全寿命周期成本，SEC体现了电力公司资产全寿命周期管理综合平衡，SEC值越小越好。本次计算模型结合电网设备实际管理情况，对国家电网公司提出的电网资产SEC结果性指标进行了细化，并应用于电网规划方案比选。

4.4 SEC计算过程

根据变压器、架空线路及电缆线路类资产分类年度安全效能成本指标(SECj)计算方法:

其中，Cj为第j类资产单体设备年度成本;Sj为变压器设备容量或线路设备的等效容量(kVA);f(R)为根据容载比R折算的资产等效利用率。

收集当阳市全寿命周期管理电网规划的相关参数，得出110kV网架规划方案设备参数见表1。

表1

其中:初始投资即设备一次性投资费用包括设备购置费、建筑工程费、安装工程费。费用标准取自《湖北电网工程可研投资估算指标(2012年水平)》。设备运维检修、抢修费用取自《湖北省电力公司电网检修和运营管理成本标准(2012年修订版)》，其中不包括人工费用及线损。

人工费用:统计当阳市供电公司员工年人均人工成本约为14.93万元(包括员工的工资及社会保险、住房公积金、劳动保护费、教育培训、工会经费及福利等全部成本费用)，再根据《国家电网公司供电企业劳动定员标准－第4部分:“大检修”体系》定员标准丘陵地区110kV输电线路单位长度运维检修抢修的定员配置约为2.6人/百公里，计算得出线路单位长度运维检修抢修所需人工费用3883元/km。

4.5 当阳市2030年目标网架方案明细

根据当阳市电网规划(2013年滚动修编)提出的当阳市负荷饱和年(2030年)110kV网架，共计三种方案，具体如下。

方案一:至2030年110kV电网目标网架接线均为典型接线模式，整体网架满足线路N－1校验。长坂坡变至胡场变的坡胡线、双莲变至半月变线路为备用线路，官当变、胡场变、半月变、草埠湖变以220kV紫盖寺变为上级电源。地理接线图如图3所示。

图3 当阳市110kV电网2030年方案一地理接线图

方案二:至2030年110kV电网目标网架接线模式均为典型接线，城区以双侧电源不完全双回链结构为主，整体网架满足线路N－1校验。长坂坡变至胡场变的坡胡线至报废期后退运，育溪变至官当变线路、双莲至鸦鹊岭线路为备用线路，官当变、胡场变、半月变、草埠湖变以220kV紫盖寺变为上级电源。地理接线图如图4所示。

方案三中，至2030年110kV电网目标网架接线模式均为典型接线，城区以双侧电源不完全双回链结构为主，整体网架满足线路N－1校验。长坂坡变至胡场变的坡胡线π开接入110kV官当变，胡场变至官当变线路、双莲至鸦鹊岭线路为备用线路，官当变、胡场变、半月变、草埠湖变以220kV紫盖寺变为上级电源。地理接线图如图5所示。

图4 当阳市110kV电网2030年方案二地理接线图

图5 当阳市110kV电网2030年方案三地理接线图

上述三套方案工程量对比如表2所示。

表2

4.6 规划方案的资产全寿命周期比选

确定110kV变电站及线路项目建设时序，对规划所得出的三套2030年整体网架规划方案的综合年度安全效能成本指标(SEC)进行计算分析，比选各个规划方案的SEC值(以各方案中2013至2030年期间投资新建或改造的线路设备为比选主体)。

通过对三种规划方案所构成的网架进行电气计算，三种方案短路电流处于合理水平，各线路均能通过“N－1”校验，三种网架均能满足安全性要求。

三套规划方案的综合年度安全效能成本指标(SEC)计算结果如表3所示。

表3

由计算结果可知:三种方案初始投资相差很小，因此高出的周期成本以设备的运维检修及损耗成本为主。通过对三种当阳市负荷饱和年110kV电网整体网架规划方案进行SEC计算分析，整体网架规划方案中的方案二为最优方案。因此推荐方案二为当阳市2030年110kV目标网架。

5 结语

全寿命周期管理可用于电力系统全寿命周期的各个阶段，但其重点是规划设计阶段。电网规划项目的全寿命周期过程中运营时间占的比例最大，这可以使得基于全寿命周期管理的规划设计方法在运营阶段显现出显著效益。通过引入“全寿命周期管理”的理念，进一步明确了电网规划的创新思路，提高了电网规划效率，使配电网规划更加清晰、标准。

但在本次实践中也发现了一些不足。首先，在建立电网设备全寿命周期信息管理系统方面还需加强，提供准确的历史数据和实时数据对提高决策准确性和工作效率至关重要;其次，要加强对未来成本与系统性能预测的准确性，将不确定性处理方法、风险处理方法、预测技术等应用于全寿命周期成本分析具有重要意义。

［1］王颖.基于全寿命周期成本的配电网规划方案评估［J］.农业科技与装备，2013(8):15－17.

［2］程林，焦岗，田浩.可靠性与经济性相协调的配电网规划方法［J］.电网技术，2010(11):39－41.

The Electric Network Project Practice Based on Full Life Cycle Management

TANG Hao1，WU Jun1，LI Yong2，CUI Jing-shun2
(1.Yichang Power Survey and Design Institute Co.，Ltd.，Yichang 443003，China;2.Suining Power Supply Bureau，Sichuan Power Company，Suining 629001，China)

With the rapid development of electric networks，there are a lot of problems for traditional property supervisor mode，such as equipment in short life，low efficiency in use，and so on.The paper discusses full life cycle management for electric metwork project.

ful life cycle;network project;SEC

TM72

B

1004－289X(2016)04－0094－05

2015－11－13

唐浩(1984－)，硕士研究生，工程师，研究方向:电力系统规划，主要从事电力系统规划设计工作。