隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷增大，先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備投入的不斷增多，配電網(wǎng)的投資規(guī)模也迅速增加，如何提高電網(wǎng)的投資效益，確保電網(wǎng)企業(yè)的良好持續(xù)發(fā)展是電網(wǎng)工程項(xiàng)目建設(shè)的重點(diǎn)工作。
本文利用全生命周期管理理論，建立了配電網(wǎng)工程項(xiàng)目全生命周期管理的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)計(jì)算對(duì)電網(wǎng)工程項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，得出電網(wǎng)項(xiàng)目的成本消耗，為電網(wǎng)項(xiàng)目的優(yōu)化改良提供了理論依據(jù)。
近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，電力行業(yè)也產(chǎn)生了翻天覆地的變化。配電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)模和投資越來(lái)越大，然而電力項(xiàng)目的管理往往存在很多不足，嚴(yán)重影響了配電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目的投資收益和項(xiàng)目效果。
本文通過(guò)引入配電網(wǎng)項(xiàng)目全生命周期管理的理念，從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保以及社會(huì)影響等多方面因素入手，對(duì)配電網(wǎng)項(xiàng)目投資的成本和收益進(jìn)行了綜合管理和分析，提高了配電項(xiàng)目的綜合效益[1]。通過(guò)工程實(shí)例對(duì)該方法進(jìn)行了驗(yàn)證，從而確保了配電網(wǎng)工程全生命周期管理的科學(xué)性和實(shí)用性。
1 配電網(wǎng)工程全生命周期管理模型
1.1 配電網(wǎng)工程項(xiàng)目全生命周期的成本構(gòu)成
配電網(wǎng)全工程項(xiàng)目的全生命周期成本由一次性投資成本、運(yùn)營(yíng)成本、故障成本以及廢棄和環(huán)境成本構(gòu)成[2]。其中，一次性投資指的是從設(shè)計(jì)到項(xiàng)目驗(yàn)收合格的整個(gè)建設(shè)周期內(nèi)，電網(wǎng)建設(shè)所需的全部投資費(fèi)用，主要包括設(shè)備和材料采購(gòu)、設(shè)備安裝和調(diào)試等費(fèi)用[3]。
項(xiàng)目方案確立之后，工作人員可以根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)方案對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行造價(jià)估算。項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)成本是指維持設(shè)備正常運(yùn)行所需的各項(xiàng)資金消耗的和，主要包括人員工資/設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)費(fèi)用以及能源損耗等費(fèi)用。故障成本主要由故障損失和故障恢復(fù)兩方面構(gòu)成。故障損失是指故障造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響，故障恢復(fù)成本是指排除故障所需的資金投入。廢棄成本是指項(xiàng)目停運(yùn)后所產(chǎn)生的人工、設(shè)備處理以及環(huán)保投入等方面的費(fèi)用。
1.2 配電網(wǎng)工程項(xiàng)目全壽命周期的成本分析模型
配電網(wǎng)的全生命周期管理充分考慮了項(xiàng)目從立項(xiàng)到停止運(yùn)營(yíng)的整個(gè)生命周期內(nèi)的全部費(fèi)用的總 和[4]。在分析過(guò)程中，對(duì)工程項(xiàng)目各方面的成本進(jìn)行估算并進(jìn)行累加，從而得到最終的結(jié)果。通過(guò)對(duì)項(xiàng)目的成本和效益進(jìn)行分析，最終確定最佳的方案組合。
為了簡(jiǎn)化模型，把項(xiàng)目有關(guān)經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境保護(hù)等多方面指標(biāo)都計(jì)算到成本里。其中經(jīng)濟(jì)和項(xiàng)目運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)可以通過(guò)故障成本來(lái)衡量，設(shè)備可靠性高、電能供應(yīng)能力強(qiáng)則故障成本低。環(huán)境保護(hù)的成本可以通過(guò)專家估算得出[5]。在計(jì)算過(guò)程中，各階段的成本需最終折算到初始年度的價(jià)值，最終，計(jì)算模型歸納到成本計(jì)算中。
全生命周期的成本主要包括一次投資成本、后期的運(yùn)行維護(hù)成本以及最終的報(bào)廢成本，而各時(shí)期的成本是不能簡(jiǎn)單的直接累加的，需要以初始年度的現(xiàn)值為參考進(jìn)行折現(xiàn)處理。
因此，從成本的投入次數(shù)考慮，配電網(wǎng)工程成本包括一次投入成本和重復(fù)成本。
配電網(wǎng)的一次性成本投入到總價(jià)值如下式所示：
（1）
式中，PC1表示一次性成本的現(xiàn)有價(jià)值；A1表示一次性成本在t時(shí)刻的價(jià)值；PV表示一次性成本的成本折算系數(shù)；d表示項(xiàng)目的實(shí)際折算比率；t表示計(jì)算時(shí)間。
而配電網(wǎng)工程的重復(fù)成本折算價(jià)值的計(jì)算如下所示：
（2）
式中，PC2表示重復(fù)成本的現(xiàn)有價(jià)值；A0表示t時(shí)刻重復(fù)成本現(xiàn)有價(jià)值的總和；PVsum表示重復(fù)成本的折算系數(shù)；t表示參數(shù)計(jì)算時(shí)間。
在對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全生命周期的成本分析過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)不同方案不同階段資金投入的情況，從而確定成本投入最小的方案，降低電網(wǎng)的成本投入，提升電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)效益。
總起來(lái)講，全生命周期管理的成本分析主要通過(guò)對(duì)工程項(xiàng)目整個(gè)運(yùn)作過(guò)程中，對(duì)影響成本的各因素進(jìn)行充分考慮，通過(guò)專家評(píng)分等手段將各種因素進(jìn)行量化處理，最終通過(guò)分析模型進(jìn)行綜合分析計(jì)算，綜合分析計(jì)算各影響因素，得出工程項(xiàng)目的最終成本。
1.3 電網(wǎng)項(xiàng)目成本投入到分析決策流程
配電網(wǎng)工程項(xiàng)目的全壽命周期的資金投入決策流程如圖1所示：
①應(yīng)確定項(xiàng)目目標(biāo)，項(xiàng)目目標(biāo)包括項(xiàng)目最終的整體效果目標(biāo)和具體的分項(xiàng)目標(biāo)。項(xiàng)目的整體目標(biāo)指的是電網(wǎng)配合所屬區(qū)域發(fā)展制定的目標(biāo)，如供電量和供電質(zhì)量等，而具體目標(biāo)指的是項(xiàng)目各分項(xiàng)所應(yīng)達(dá)到的具體目標(biāo)[6]。在目標(biāo)確立過(guò)程中在考慮地區(qū)負(fù)荷未來(lái)發(fā)展的同時(shí)，也應(yīng)考慮項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，即在確保項(xiàng)目目標(biāo)達(dá)成的前提下，盡可能降低成本；
②應(yīng)進(jìn)行項(xiàng)目信息的收集。信息收集指的是項(xiàng)目進(jìn)行所需的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，主要包括項(xiàng)目的設(shè)計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)、設(shè)備和基礎(chǔ)建設(shè)數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)以及財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)等，這些信息的匯總為方案分析提供了數(shù)據(jù)支持[7]；
③進(jìn)行方案的確定，應(yīng)設(shè)立多個(gè)方案進(jìn)行選擇，進(jìn)行全壽命周期的成本分析，并進(jìn)行成本對(duì)比，選擇成本投入最低的方案作為最終方案。
圖1 配電網(wǎng)項(xiàng)目全壽命周期的決策流程
2 配電網(wǎng)工程全壽命周期管理的應(yīng)用
2.1 配電網(wǎng)工程項(xiàng)目方案的經(jīng)濟(jì)性分析
為簡(jiǎn)化分析模型、降低分析模型的計(jì)算和分析難度，在計(jì)算過(guò)程中對(duì)于不同方案的成本相同的部分不進(jìn)行考慮，只對(duì)成本有差別的部分進(jìn)行分析[8]。同時(shí)由于初期設(shè)計(jì)成本和最終的廢棄成本對(duì)壽命周期成本的影響較小，因此不進(jìn)行考慮。
而項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的噪聲和輻射影響，可能引起居民的投訴，影響項(xiàng)目進(jìn)度，此時(shí)，則需將這部分成本進(jìn)行充分考慮[9]。最終配電網(wǎng)工程項(xiàng)目的全壽命周期成本的簡(jiǎn)化模型如圖2所示。
圖2 配電網(wǎng)工程項(xiàng)目全壽命周期成本模型
配電網(wǎng)工程的年費(fèi)用的計(jì)算如下式所示：
（3）
式中，Ca表示配電網(wǎng)工程項(xiàng)目在n年內(nèi)的平均年度總費(fèi)用；CI表示配電網(wǎng)的建設(shè)費(fèi)用；CO配電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)年度費(fèi)用，其主要包括了輸電線路的損耗消耗以及備件損耗等維護(hù)費(fèi)用；CF表示配電網(wǎng)項(xiàng)目的停電年度總損失，停電損失一方面包括了停電所造成的電網(wǎng)公司的損失，另一方面還包括了電網(wǎng)停電所造成的社會(huì)影響和其他企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失；n表示配電網(wǎng)項(xiàng)目運(yùn)行年限，r0代表了折現(xiàn)率。
此外，由于電網(wǎng)的運(yùn)行狀況、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及電網(wǎng)的自然環(huán)境直接影響了電網(wǎng)的環(huán)保成本，所以直接計(jì)算環(huán)保成本難度較大[10]。因此，本文也將環(huán)保成本的計(jì)算簡(jiǎn)化，只考慮環(huán)保的前期工作成本和環(huán)境協(xié)調(diào)成本，對(duì)于環(huán)保成本可以根據(jù)相關(guān)專家的估算直接獲得。
2.2 配電網(wǎng)工程項(xiàng)目的全壽命周期分析的應(yīng)用
1）項(xiàng)目方案的基本情況
為適應(yīng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，某地進(jìn)行了某變電站建設(shè)項(xiàng)目，項(xiàng)目同期實(shí)施了4條10kV的配電線路建設(shè)。線路的運(yùn)行壽命為30年，對(duì)于該項(xiàng)目設(shè)計(jì)出基于表1和表2的兩種方案。
2）方案的全壽命周期成本計(jì)算
配電網(wǎng)工程的一次性投資成本見(jiàn)表3。
表1 方案一的工程量統(tǒng)計(jì)
表2 方案二的工程量統(tǒng)計(jì)
表3 一次性投資費(fèi)用表
對(duì)于配電網(wǎng)的運(yùn)行成本，主要包括設(shè)備的日常維護(hù)和檢修，我們主要結(jié)合廠家和日常維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算出運(yùn)行和維護(hù)成本見(jiàn)表4。
表4 年運(yùn)行成本
配電網(wǎng)的故障損失成本見(jiàn)表5。
表5 配電網(wǎng)的故障損失成本
該配電網(wǎng)的環(huán)保成本經(jīng)折算后，方案一的花費(fèi)為0，方案二的損耗為12萬(wàn)。
通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析可知，方案一的一次性投入費(fèi)用為502萬(wàn)元，年運(yùn)行費(fèi)用為69萬(wàn)元，年度停電損失為20.1萬(wàn)元，方案一的全壽命周期的費(fèi)用為129萬(wàn)元。而方案二的一次性投入費(fèi)用為216萬(wàn)元，年運(yùn)行費(fèi)用為82萬(wàn)元，年度停電損失為25.1萬(wàn)元。
方案二的全壽命周期的費(fèi)用為138萬(wàn)元。經(jīng)過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，方案一的年總費(fèi)用比較低，因此方案一為該配網(wǎng)項(xiàng)目的最優(yōu)方案。
結(jié)論
全壽命周期的成本分析在配電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目的應(yīng)用，使得工程項(xiàng)目的成本得到控制，項(xiàng)目的綜合效益得到提高。本文對(duì)配電網(wǎng)工程項(xiàng)目的全壽命周期管理模型進(jìn)行了研究和分析，介紹了項(xiàng)目分析的流程，并對(duì)實(shí)際應(yīng)用的不同方案進(jìn)行對(duì)比分析，最終得出了最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。
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