电力设备全寿命周期成本管理方法

熊云鹏

（浙能天然气运行有限公司，浙江杭州 310051）

0 引言

电力系统的完整性是由其间的各个环节共同协作而构成的[1]。不同的电网环节，需要专门的机构进行管理和维护，确保各个环节的运行正常。以配电环节为例，不同部门管控不同方面，如配电设备的规划、采购、安装、运营、退役等[2]。一旦某个环节同其他环节的协调出错，势必造成资源的浪费，更会威胁配电环节的安全运行。在实践中，各个部门在工作时，往往只考虑自己的环节，只能实现自己环节的最优化，缺乏全局意识。因此，实践中很难达到全局最优或者全寿命周期最优[3]。对电力设备后期的扩建和改造十分不利，对电力企业成本控制和科学决策也有不良影响。

1 全寿命周期成本管理概述

1.1 寿命周期

任何设备都是有“寿命周期”，具体指的是从规划设计设备开始，一直到设备报废为止的过程[4]。因此，从长度上以及定义上，可以将设备的“寿命周期”具体分为4 个大类。

1.1.1 使用寿命

设备的自然寿命也称使用寿命，是指设备物理上的寿命。具体是指从设备投运开始，一直到设备因为物理原因而不能使用，最终进行设备报废为止的这段时长。一般来说，除了特殊原因，否则设备的使用寿命是固定的。

1.1.2 技术寿命

如果说，使用寿命反映的是设备使用的过程，技术寿命则反映的是设备在使用过程中的磨损过程。具体指从设备投运开始，一直到设备因为磨损原因而不能使用，最终进行设备报废为止的这段时长。不同于使用寿命，设备的技术寿命可以因不断提高的制造工艺而得以延长。因此，在设备的技术寿命表现为动态的变量。延长的技术寿命可以让新设备在旧设备被淘汰前进行替换。对设备技术寿命的确定，可以提高设备的经济性。

1.1.3 折旧寿命

不同于使用寿命和技术寿命，设备的折旧寿命表达的是设备的剩余价值。具体指从设备投运开始，设备的剩余价值就一直在变小，当设备的剩余价值为零时，这段时期称为折旧寿命。需要注意的是，折旧寿命≠使用寿命。在实践中，常常出现设备使用寿命没到，但折旧寿命已过的情况。以我国现行的设备折旧办法为例，大部分情况下是将折旧寿命等同于使用寿命，造成设备折旧率低，折旧年限长的情况。

1.1.4 经济寿命

设备的经济寿命设备经济性的一种体现。具体指从设备投运开始，到设备经济性不在、或设备运行成本增加时，这段时期称为设备的经济寿命。具体来说，在经济前景分析中，一台设备被另一台设备替代所经历的时间。在计算中，一般用设备总成本最低值出现时对应的时间作为该设备的经济寿命。

1.2 寿命周期成本分析法及分析步骤

在明确设备各种寿命周期所代表的含义后，进行项目中与设备有关的决策，可以采取寿命周期成本分析法，以此为辅助手段，进行最终方案的选择[5]。在进行寿命周期成本分析时，需要考虑整个寿命周期内设备的投入、运行、维护和最终处置成本及费用。具体来说，需要提供工程设计数据、设备的可靠性与维修性、设备的价格以及使用设备过程中的运行数据、操作数据和后期维修、保障的数据[6]。如图1 所示。

图1 寿命周期费用分析所需数据

此外，还可以采取施耐德电气设备全寿命周期管理5 步曲（图2）。①明确电力设备全寿命周期成本分析的任务和目标；②列出设备运行期间，可以完成项目的多种方案；③明确设备全寿命周期成本分析所要评价的要素以及量化方法；④提供科学、合理的设备全寿命周期成本评价方案；⑤依据研究结果，编制电力设备全寿命周期成本评价报告。

2 全寿命周期成本管理应用于电力设备管理的意义

同传统的概念和方法相比，全寿命周期成本管理应用于电力设备管理符合当前设备运行的经济性，可以有效提高企业的资源合理分配[7]。在实践中，全寿命周期成本管理具有以下特点：

（1）除了要考虑设备的初始所需费用之外，还需将设备的技术寿命、折旧寿命和经济寿命考虑在内。

（2）研究设备可行性之前，需要对设备的各种寿命周期加以考虑。

（3）对设备全寿命周期费用的考量，作为主要因素与其他技术规定一样，设计开发之初就应考虑。

（4）深入研究初始成本与运营维护成本之间的权衡，系统效用与全寿命成本之间的合理权衡，以及生命周期成本与开发设置所需时间之间的合理有效的权重分配。

（5）为达到最佳权衡及获得最佳方案，要选多种方案对系统各组成部分进行论证。

（6）准备可利用的费用数据库。

上述各点的满足情况直接决定了全寿命周期成本的评价结果。如果以上各要点不充分，则全寿命周期成本分析不会对正确的决策提供指导。

图2 施耐德电力设备全寿命周期管理5 步曲

3 全寿命周期成本管理的具体应用

3.1 重视电力设备的安装与维护

根据目前的计划维护系统，对电力设备进行4 年大修和2年小修，平时需要进行故障修复工作，导致设备的过度维护。从某种意义上说，将大大缩短电力设备的使用寿命。为了保证电力设备运行的持续与高效，必须以预防为主，将故障检修和状态检修同期进行。在电力机械生产运维中，应用全寿命管理，建立电力设备的履历表，通过履历表对现有的电力机械设备的使用情况、机械寿命做到一目了然，进而实现有效管理。如表1 所示。

表1 大型电力机械投入和使用例表

3.2 将使用过程中对电力设备的影响降到最低

电力设备在日常运行中会受到各种因素的影响。如在长期运行中，电力设备因雷击、风暴、复冰等外界影响；机械转子运作过程中发生碰撞产生机械疲劳等，最终导致机械的寿命周期缩短，严重的甚至造成电力设备发生安全和运行事故，增加维修成本。依据全寿命成本管理，采取机械“浴盆曲线”原则（图3），分析设备的早期故障、偶发故障以及耗损故障，做到定期有针对性的检查，将使用过程中对电力设备的影响降到最低。

3.3 实施状态监测与故障诊断

图3 浴盆曲线

旋转机械转子系统因其复杂的特性和支撑条件，在运行过程中常常受到非线性因素的影响，导致发生各种故障，影响旋转机械寿命的同时，还会造成安全隐患和安全事故。

不断进步的光纤与传感技术，使电力设备运行维护中开始大力应用电子信息技术。在电力设备生产运维中，系统监控起着重要的作用。应用现代的系统监控，不仅节省人力，对提升电力设备的检修效率也有巨大的作用。在实践中，通过系统监控实现全方位、多维度诊断电力设备运行状态，节省大量的设备检修与维护时间。以美国和英国为例，应用全寿命管理前后机械维修费用支出明显减少（表2）。

表2 应用全寿命管理前后机械维修费用支出

4 结语

综上所述，我国电力企业在现阶段的发展具备规模大、增长快以及种类多的特点。因此，对企业设备有着完好率以及可持续利用率的高要求。为此，需要相关从业人员，在实践工作中总结经验，为电力设备全寿命周期管理提供更好的方法。电力设备全寿命周期成本管理方法正是基于此开发出来。在实践中，应用电力设备全寿命周期成本管理方法可以有效协调资产管理水平，提高运营效率、转变管理方式、优化电网资产成本效益、提升资产质量、延长设备使用寿命。