基于资产全生命周期理念的变电站工程项目管理探讨

摘要：随着电力建设规模不断扩大，提升项目管理水平和资产管理水平，提高投资资金利用效率，从根源上管好国有资产,是摆在电力企业面前的新课题。全生命周期管理既是一种先进的管理理念，也是一种科学的管理方法，它将推进电网企业的成本节约和效益提升。本文基于全生命周期管理理论，对变电站工程的项目管理进行分析探讨。

关键词：资产全生命周期管理；项目管理；变电站工程

资产全生命周期管理实质上是系统工程理论在资产管理上的应用。资产全生命周期管理是以资产作为研究对象，从系统的整体目标出发，统筹考虑资产的规划、设计、采购、建设、运行、检修、技改、报废等全生命周期，在满足安全、效能的前提下追求资产全生命周期成本最优，实现系统优化的科学方法。

从项目建设源头做好资产全生命周期管理，具体来说，需要建立以下六个管理机制:一是建立基于全生命周期成本的电网项目规划设计方案决策、评价机制；二是建立设备供应商管理策略及设备采购的LCC评价机制，把好设备入网关；三是建立基于资产全生命期管理的设备采购融资优化决策机制；四是建立工程承包商管理策略及施工、验收标准，把好施工质量关；五是建立基于资产全生命周期管理的电网项目建设绩效评价和考核机制；六是建立实施资产全生命周期管理的项目建设管理的激励机制。

一、基于全生命周期成本的电网规划设计方案

变电站的全生命周期是从规划开始，经历设计、建造、设备采购、运营维护、技改等阶段，最后以退运回收结束寿命的过程。如图1 所示，在变电站全生命周期的各个阶段中，设计是最为关键的一环。这是因为设计阶段不仅基本大致确定了变电站的全生命周期成本（Life Cycle Cost，LCC ），而且是关系到全生命周期管理理念是否能实现的关键环节。在规划设计阶段引入全生命周期理念，建立新的能适应这一评价目标的评价方法和模型，从而从方案选择的源头上确保电网规划设计方案不但技术可行、经济合理，而且长期运行的经济效果和社会效果最佳。

图1变电站全生命周期图示

1、电网规划设计方案全生命周期成本的计算模型

综合考虑电网规划设计方案的初始投资、运行成本、可靠性成本、环保成本等，并参考设备全生命周期成本的计算模型，可以建立如下的电网规划设计方案的全生命周期成本计算模型：

（1）或 （2）

其中：PV表示方案的现值，AV表示方案的年费用，r为折现率，T为电网的寿命周期；

表示方案i的初始投资，它与土地成本、设备选型相关，其中设备应遵循全生命周期成本最优的选取原则；

表示方案i第t年的运行费用，它与选取的方案和设备相关，通常可以表示为 ， 为年运行费率;

表示方案i第t年的可靠性成本，它与选取的方案和设备相关，本文将采取停电时间与可靠性电价来计算;

表示方案i第t年的环保成本，它与选取的方案和设备相关，通常可以表示为为年环保费率;

又:表示电网寿命周期T结束时的残值，是整个寿命周期研究的时间终点时电网设备的剩余价值与拆除费用之差。

以某750MVA变电站规划设计方案评价为例，对电网建设的初始投资、运行费用、可靠性成本、设备残值等统筹考虑，采用上述电网规划设计方案的LCC计算模型对不同方案进行比较，最终选出全生命周期最优的电网规划设计方案。

对于该变电站设计方案，经过相关技术计算和可靠性校核后，最终可供选择的有两种方案:方案一和方案二。根据专家经验和有关测算，上述两个方案的主要技术经济参数见表1所示。

表1方案主要技术经济参数表

2、基于全生命周期成本的电网规划设计方案评价

根据上面电网规划设计方案的LCC计算模型，首先计算方案一的各项费用：(l)初始投资： =35000；(2)年运行费用:=35000×2%=70；(3)年可靠性成本:=0.4×24×5500/876O×75×2=904.11，这里年故障时间需要按照年最大运行小时数进行折算；(4)年环保成本:=35000×0.5%=175；(5)设备残值 :由于本模型的计算周期取为40年，故设备残值取为0。然后，根据公式(1-2)计算方案一的全生命周期成本，采用折现率8%求年费用：AV

同理，按照上述步骤可以计算出方案二的各项费用和全生命周期成本，两种方案的最终计算结果见下表2:

表2基于全生命周期成木评价方法的方案对比表(单位:万元)

按照电网规划设计方案的LCC评价方法及以上数据比较，方案二的年费用要比方案一低，因此应优选方案二作为该变电站工程的设计方案。

3、LCC的影响因素分析

3.1计算周期对LCC的影响分析

在上述算例分析中，计算周期取的是40年，而在传统技术经济评价中计算周期一般取25年。为此，需要对计算周期变化对结果的影响进行分析，计算结果对比见图2。

图2不同计算周期的评价结果对比图

从图2中可以看出，计算周期越长，方案二与方案一相比经济性越好。因此，通过合理和维护和大修延长电网设备的寿命，给电网企业带来的经济节约效果将更加明显，而此时电网项目的初始投资也不再是关键单一影响要素。

2、可靠性成本对LCC的影响分析

在上述算例分析中，电网可靠性成本按2元/千瓦时考虑。应该说，这个成本主要考虑的是电网企业的停电直接损失，并未完全考虑停电用户的损失以及社会损失，若考虑这些间接损失电网可靠性成本将更高。为此，需要对可靠性成本变化对结果的影响进行分析，计算结果对比见图3。

图3 不同可靠性成木的评价结果对比图

从图3中可以看出，随着可靠性成本的增大，方案二与方案一相比经济性越

好。并且，通过计算可得当可靠性成本为1.1元/千瓦时，方案二与方案一的经济性相当;当可靠性成本低于1.1元/千瓦时，方案一的经济性优于方案二;而当可靠性成本高于1.1元/千瓦时，方案二的经济性优于方案一。而当前电网可靠性要求越来越高，单位电量消耗产生的社会价值越来越大，因此选择方案二更有利于提高电网运行的可靠性，减少电网故障发生和停电损失，给电网企业带来经济效益和社会效益的提高。

总之，电网企业应通过合理的技术延长电网设备的使用寿命，由此将给电网企业带来显著的经济节约效果。随着社会和电力企业对可靠性要求越来越高，可靠性成本必然越来越大，电网企业应加大可靠性投入以减少电网故障发生和停电损失，这将给电网企业带来经济效益和社会效益的提高。

二、基于全生命周期成本的电网工程设备采购

在电网工程规划设计方案确定后，就进入了电网项目建设的实施阶段，此时决定电网工程全生命周期成本的关键环节就是设备采购。通常，电网工程主要设备(变压器、断路器、架空线路等)投资在电网工程项目建设投资中要占到60%以上，并且电网工程主要设备的使用寿命、运行维护成本、故障等因素又直接决定了电网项目后期的运行成本和全生命周期成本。因此，在项目实施阶段选择全生命周期成本最低的设备是实施资产全生命周期管理在项目建设阶段的必然要求，这其中关键就是选择合适的方法对设备的全生命周期成本进行评价。

某变电站工程建设需要采购1台500kV三相自耦变压器，容量为750MVA，满足要求的投标厂家较多，为分析问题方便本案例采取进口、合资、国产三类厂家进行分析，分别用A、B、C代表。三类厂家在投标报价时设备的主要技术经济参数如下表3所示。

表3三类厂家设备的主要技术经济参数表

1、设备采购的LCC评价

为计算三类厂家设备的LCC评价成本，需要计算各个厂家设备的故障率。首先，由历史资料统计出三类厂家设备8个部位发生故障的概率，然后由专家根据各厂家投标设备的有关技术参数对统计出的各部位故障概率作适当调整，最终整理出的故障概率数据如表4所示。在此基础上，采用PSO- SVR模型对三类厂家所生产变压器的设备故障率进行预测，其结果如表4所示。

表4 6设备故障率预测结果表

根据预测的设备故障率数据以及表3中的其他参数，计算得出三类厂家设备的LCC评价成本分别为:

LCC = 31239.65万元，LCC =36189.39万元，LCC =36530.14万元

按照以上数据，从LCC评价成本比较角度上看，应该优择厂家A的设备。尽管其采购成本最高，但是其全生命周期成本最低，比厂家B和C的设备要低5000万元左右，节省的费用接近一台变压器设备的采购价格。

设备采购是电网企业实施资产全生命周期管理的关键环节，要确保采购的设备全生命周期成本最低，必须采用合适的方法对设备的全生命周期成本进行评价，尤其是对电网设备的故障成本进行评估。

三、结束语

在新的形势下，资产全生命周期管理已经被赋予了更多的新的含义和新的内

容，资源成本、环境成本和社会成本已成为项目全生命周期管理必须加以考虑的要素。作为一种新的管理思想、管理理念和管理方法，资产全生命周期管理运用落地需要电网企业的决策者和管理者改变传统思维、改变传统管理模式和管理方法，建立资产全生命周期管理整体机制及各项职能策略。本文针对电网工程建设管理阶段实施资产全生命周期管理的有关问题进行了研究和探索，主要从设计及设备采购两个角度进行阐述，希望能为资产全生命周期管理运用提供一定借鉴作用。

参考文献

[1] 易永辉，等. 基于IEC 61850标准的新型集中式IED[J].电力系统自动化，2008，32（12）：36-40.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。