浅谈输电线路工程的全寿命周期成本分析欧阳枫

浅谈输电线路工程的全寿命周期成本分析欧阳枫

欧阳枫

（国网湖南省电力公司长沙供电分公司湖南长沙410015）

摘要：着眼新的一代智能化电网建设理念，在标准化建设的成果基础上，创新设计理念，提升工程设计质量，降低工程造价，提出了引入全寿命周期成本分析的理念，开展输变电工程全寿命周期设计。

关键词：全寿命周期成本分析；运用方法；数据模型；输电线路设计；管理应用

着眼新的一代智能化电网建设理念，在标准化建设的成果基础上，创新设计理念，提升工程设计质量，降低工程造价，提出了引入全寿命周期成本分析的理念，通过开展输变电工程全寿命周期设计，实现“资源节约型、环境友好型，新技术、新材料、新工艺”输电线路建设。全寿命周期成本管理是从项目的长期经济效益出发，在保证安全可靠的前提下，全面考虑建设项目的规划、设计、施工、运行、维护、改造、更新，直至拆除后报废回收的全过程，使全寿命周期成本最小的一种全新的管理理念和方法。

1、开展电网建设寿命体系和寿命匹配理论研究，在全寿命周期成本分析中引入价值工程理念，达到寿命协调、功能匹配、费用平衡。应用项目全寿命周期管理理念和方法，在确保输电线路功能可靠地前提下，节约走廊资源，提高线路输送容量，降低建设和运行总体成本。

2、创新设计理念和方法，推广应用新技术、新工艺、新材料，鼓励优化设计和创新设计。针对优化设计、运维一体的功能要求更加注重系统优化、全局优化、费用优化，注意工程全寿命周期分析方法的应用。

3、更加注重智能化电网的建设，技术上实现信息化、自动化、数字化、互动化、结合线路工程特点，注重实现勘测数字化、设计可视化、移交电子化、运行状态化、信息标准化和应用网络化。功能配置与智能电网发展、生产要求相协调，更具可实施性、可发展性。

一、全寿命周期成本管理运用方法和数学模型

输电线路工程因其涉及的地域范围较广，造成的环境影响和社会影响较大，其外部效果和外部影响不容忽视，社会科学问题难以量化，社会因素变化难以预测。为将这一理念运用到工程设计，我们采用以下原则来构建模型，以期寻求一种较为科学简便的方法：

1、将工程化整为零

将输电线路工程作为一个整体进行全寿命周期内的成本效益分析，在项目决策阶段有其积极意义。为了尽可能将理论付诸实践并且使之具有可操作性，适当的将输电工程化整为零可大大降低参数取得与预测的难度，这种思路也符合国家大力提倡的“工业化”的精神。

2、强调方案对比，只进行增量费用分析

全寿命周期成本理念要在实际工作中发挥作用，其实用性应当体现在对比当中。在比较过程中，我们采取只计算增量费用的方法，即不考虑整个方案的费用，只计算两方案之间的差值来进行比较，这样做的最大好处是可以大大降低具体操作的难度。

3、合理简化价格取值及预测方法

对于价格的变化问题，采用基价体系来代替实价体系。对于本工程而言，因其项目受益期长达五十年，从整个寿命期来看，物价的相对变动在方案的增量费用对比时是可以忽略的，因此在比较中采用基价体系，即不考虑价格变动，从而固定收益率与物价水平的相对关系来进行计算和比较。LCC全寿命周期成本管理的数学模型可以表达为：LCC=CI+CO+CM+CF+CD

其中：LCC-全寿命周期成本；CI-投资成本；CO-运行成本；CM-检修维护成本；CF-故障成本；CD-退役处置成本。

全寿命周期管理理念下的设计是一种在设计阶段就考虑产品整个周期内价值最优化的方法，其目标是所设计的产品对社会的贡献最大，对建设方、施工方、用户和环境成本最小。全寿命周期意味着在设计阶段考虑到设计成品寿命历程的所有环节，以求全寿命周期所有相关因素在成品设计阶段就能得到综合规划和优化。

二、输电线路设计全寿命周期成本分析

输电线路设计是输电线路工程建设全寿命周期中的重要环节，包括路径选择、勘测、基础设计、杆塔设计、架线、接地设计等流程，对一次投资成本起决定性作用，对施工中所采用的工艺、机械设备等也具有导向作用，同时直接影响运行后的运行维护成本、电晕电阻损失成本及故障、退役处置成本。在设计阶段，需要通过优化设计方案减少全寿命周期总费用。

输电线路作用是输送电量，连接发电厂、变电站和用户，构成输电网和配电网，运行可靠性水平的高低对整个电力系统产生较大的影响。因此，分析研究影响架空输电线路全寿命周期管理的元素，对保证输电线路能够安全、稳定、连续带电运行具有很重要的意义。架空输电线路具有投资小、建设速度快、施工简单方便，容易发现各种故障和隐患，并且能够及时的对各种故障进行维修和处理，便于维修等特点，远距离输电线路多采用架空输电线路。架空输电线路主要由基础、杆塔、绝缘子、各种金具、导线、地线、接地装置等部件组成。架空输电线路为野外露天架设，分布面积广，所经过区域的环境较为复杂，容易受到种种因素的制约与影响，只有对各种制约因素进行统计、分析，寻找技术上、管理上的措施，并且加以实施，才能不断的提高线路的设计、施工、运行等水平。从以下几个方面来初步分析影响工程建设全寿命周期管理的因素。

1、项目决策正确性和建设周期的合理性是影响输电线路全寿命周期管理的首要因素。

2、架空输电线路设计技术水平和理念是影响其全寿命周期管理的最基本因素。

3、构成架空输电线路各元件、材料质量的好坏是影响全寿命周期管理的直接因素。

4、架空输电线路施工质量的高低是影响其全寿命周期管理的重要因素。

5、架空输电线路运行维护水平是影响全寿命周期管理的关键因素。

6、电力系统内部及与外系统法律、法规、规范、规程缺少兼容性等是需要解决的影响全寿命周期管理的其他因素。

四、全寿命周期管理设计应用

设计应树立工程建设全寿命周期管理服务意识，设计理念不仅要技术先进、经济合理，还要从全寿命周期管理的角度进行技术经济比较，合理安排全寿命周期管理各个环节的投资，最大限度的发挥投资效益。在设计阶段，充分考虑地形、地质条件，施工机械系列配置，优化路径选型、导线选型、铁塔结构、基础形式及其他金具、绝缘子、接地装置等，通过线路各设计专业的全过程机械化施工设计，实现设计与施工有机且有效衔接，同时兼顾到投运后的运行维护成本及故障、退役处置成本，最终确定出最优化的设计方案。

在设计阶段，就要按照全过程机械化施工的要求，充分考虑地形、地质条件，合理施工系列配置，在设计时形成适合机械化施工的基础形式的以实现设计与施工有机、有效衔接。通过地质勘探，摸清地质情况后，为避免施工中机械和工艺不适用，造成人财物的浪费。

从项目全寿命周期出发，结合沿线地质、交通条件、施工与装备技术状况，对路径、塔位选取、运输规划等开展多种设计方案必选，为线路后续的优化、运行、维护和检修创造有利条件，实现工程综合指标的先进合理及整个寿命周期总成本的最小化。通过优化路径、优化导线选型、优化杆塔结构、优化基础配置等，同时也充分考虑建设前期投入后，能够为项目施工带来便利，为后续投产节约运行维护成本。

通过分析，全寿命周期成本管理中一次投资成本、运行成本、检修维护成本、故障成本、退役处置成本相辅相成的，在项目寿命周期内，能够运用最少的投资获得最大的回报。