一种基于全寿命周期管理的配电网规划方案比选方法

吕晓英　章寒冰　周利骏　邢志斌

摘要：为了全面评估电网规划方案的经济性和可靠性，在电网规划成本中引入资产全寿命周期管理的概念，本文从资产全寿命周期管理理论出发，分析电网资产全寿命周期管理的特点，然后通过对典型地区规划方案全寿命成本的计算进行方案比选，结论表明全寿命周期管理能够为企业节约可观的成本，促进经济效益的显著提升。

关键词：配电网 规划方案 全寿命周期管理 方案比选

Abstract：In order to fully evaluate the economy and reliability of power grid planning schemes， introduce the concept of the life cycle management in power grid planning cost. Improve the economy selection process of power grid planning schemes， and achieve good results. On the basis of the life cycle management theory， this paper analyzes the characteristics of life cycle management of the power grid assets， compare different scenarios by calculating the full life-cycle cost of typical areas afterwards. The results showed that the full life-cycle management can save significant cost for the enterprise and improve economic benefits significantly.

Key words：power grid； planning schemes； life cycle management； selection process.

一、引言

为保证电网安全、稳定、经济运行，电网规划的关键环节是电网公司长期发展目标与电网建设必须相衔接。近年来，在科学领导技术的前提下，电网公司已经开始全面引入电力资产全寿命周期管理[[1-3]]（Life Cycle Asset Management，简称LCAM）理念和方法。

全寿命周期管理是实现系统优化的一种科学方法。资产的规划设计、采购、建设、运行、检修、技改、报废的全过程都离不开周期管理和系统研究。这就要求建立在全寿命周期范围内的成本模型和效益模型，定

量计算方案的投资运行维护成本、增加供电量效益、可靠性效益和节能降损效益。

传统的资产管理模式，强调阶段的划分和有序性，对各部门的工作分配不同，也难以统一一个总体目标和想法。国家电网公司从2008年就已经对开展资产全寿命周期管理工作进行了积极研究和探索，并取得了一定成果。管理技术总体方案实现模式及技术方式，使企业管资产、管人、管事相结合，责、权、利相结合，技术、经济、管理相结合，企业资产管理技术、现代企业制度建立、企业文化相结合。

对设备全寿命周期的成本跟踪和全过程质量监控，优化相应配电网规划方案，正确处理好电网资产安全、寿命、周期，是提高电网资产运营效益和全寿命周期水平，确保电网的安全稳定运行和可靠供电的必要措施。

二、配电网规划方案的LCC实用计算模型

（一）初始投入成本CI

CI=配电网规划方案新建设备的数量×设备综合建设单价

设备综合建设单价包括设备购置费、建筑安装工程费、其他费用折旧损失等。

（二）考虑资金时间价值的初始成本

三、典型地区—四平社区规划方案的比选分析

（一）典型地区概况

本次选取市区四平社区作为10kV电网规划的典型地区。四平社区位于内环线内杨浦区的中部，属于A+类地区。四平社区位于中央分区杨浦中次分区内，包括四平路街道的全部以及控江路街道的部分，由黄兴路—控江路—大连西路—密云路—中山北二路所围合的区域，总用地面积348.4公顷。

四平社区功能以商办、教育科研、居住为主。四平社区以四平路、江浦路为界划分成为3个编制单元：四平路西侧为编制单元C090301，总用地面积115.2公顷；四平路东侧、江浦路西侧为编制单元C090302，总用地面积158.4公顷；江浦路东侧为编制单元C090303，总用地面积74.8公顷。

（二）2013年-2020年10kV配电网规划方案

四平社区内目前有3座高压配电变电站，分别为110kV鞍山站、35kV彰武站和35kV赤峰站。110kV鞍山站的供电范围主要为四平社区东部地区，35kV彰武站的供电范围主要为四平社区中部地区，35kV赤峰站的供电范围主要为四平社区西部地区。

四平社区10kV配电网以电缆为主，架空为辅。架空网普遍采用多分段多联络的接线模式；以K型站作为分配电源，通过P型站和WX型站作为环网点。区内的部分架空线路在跨越主要道路时采用了电缆。

由于四平社区架空网已成熟，并且架空网不再新接入负荷，因而2015年架空网无变化。对于10kV电缆网，接线模式已标准化，现状无重载和不满足“N-1”的线路，因而电缆网规划的重点不在于薄弱环节的改造，而是对电网结构的优化，优化的关键是加强变电站之间的负荷转移能力，从而提高供电可靠性。

规划方案一：通过K型站（开关站）进线的割接，将现状电源来自同一变电站不同母线的6座K型站（开关站），改接为电源来自不同变电站，改接过程中尽量利用现有电源线路和通道，新建10kV电缆0.9km，占有已有通道0.3km。

规划方案二：K型站之间新建电缆线路，建立K型站（开关站）之间的联络，进而建立变电站之间的联络，需新建10kV电缆1.6km，增加10kVK型站（开关站）出线开关12个，新建电缆排管1.6km

（三）10kV配电网规划方案全寿命成本计算

1、初始投入成本CI

初始投入成本按规划方案设备投资计算，具体如表3-1所示。

2、考虑资金时间价值的初始成本

经计算，方案一年运行费用为15.6万元，方案二年运行费用为31.9万元。

4、故障成本CF

5、规划方案年费用成本计算结果

按上述计算结果，可得到规划方案年费用总成本，具体见下表所示。

（四）方案比选

经过潮流、可靠性计算、经济技术分析后，典型地区两个10kV配电网规划方案在技术上均满足《配电网规划设计技术导则》（Q/GDW738-2012）中2013—2020年的目标，在提高变电站负荷转移能力上的效果一致，但在经济性上，方案一年费用成本仅为方案二的三分之一，因而确定本次规划方案一为2013—2020年市区典型地区10kV配电网的推荐方案。

四、结束语

全寿命周期管理涵盖了工程从立项到报废的全部过程，从长期运行角度来看，方案的初始资、运行与维护成本对降损节能收益具大影响.因此不但要考虑工程的初始投资，更要考虑在工程整个寿命周期内的运行、维护、更新、直至报废过程需要的成本。在确保设计质量的前提下，实现工程全寿命周期成本相对最小化，同时实现工程建设最优经济效能和最大社会效益。

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