基于全壽命周期管理的電網(wǎng)規(guī)劃實踐

唐浩，伍俊，李勇，崔景順

(1.宜昌電力勘測設(shè)計院有限公司，湖北宜昌443003;2國網(wǎng)四川省電力公司遂寧供電公司，四川遂寧629001)

基于全壽命周期管理的電網(wǎng)規(guī)劃實踐

唐浩1，伍俊1，李勇2，崔景順2

(1.宜昌電力勘測設(shè)計院有限公司，湖北宜昌443003;2國網(wǎng)四川省電力公司遂寧供電公司，四川遂寧629001)

隨著電網(wǎng)快速發(fā)展，傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理方式存在諸多不足，如設(shè)備壽命短、使用效率低、技改投入大、維護成本高等問題逐漸顯現(xiàn)。為統(tǒng)籌處理好安全、效能和周期成本三者的關(guān)系，實現(xiàn)資產(chǎn)的全過程、精益化管理，根據(jù)國家電網(wǎng)公司要求開展資產(chǎn)全壽命周期管理工作。本文結(jié)合該項工作在宜昌當陽市電網(wǎng)規(guī)劃試點情況，對全壽命周期管理在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用進行探討。

全壽命周期;電網(wǎng)規(guī)劃;SEC

1 緒論

隨著電網(wǎng)快速發(fā)展，傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理方式存在諸多不足，如設(shè)備壽命短、使用效率低、技改投入大、維護成本高等問題逐漸顯現(xiàn)。為統(tǒng)籌處理好安全、效能和周期成本三者的關(guān)系，實現(xiàn)資產(chǎn)的全過程、精益化管理，國家電網(wǎng)公司下發(fā)《國家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)2013年資產(chǎn)全壽命周期管理工作計劃的通知》(國家電網(wǎng)安質(zhì)〔2013〕204號)要求開展資產(chǎn)全壽命周期管理工作。該工作總體目標是以電網(wǎng)主要實物資產(chǎn)為對象，建立各業(yè)務(wù)部門、各單位資產(chǎn)全壽命周期管理橫向協(xié)調(diào)、縱向貫通、目標統(tǒng)一、運轉(zhuǎn)流暢的工作體系，力爭在“十二五”內(nèi)初步實現(xiàn)具有國際先進水平的資產(chǎn)全壽命周期管理體系的有效運轉(zhuǎn)。

根據(jù)國家電網(wǎng)安質(zhì)〔2013〕204號文件精神，資產(chǎn)全壽命周期管理關(guān)鍵業(yè)務(wù)試點就包括資產(chǎn)策略制定、電網(wǎng)規(guī)劃方案比選、“資產(chǎn)墻”風險控制、設(shè)備招標采購策略優(yōu)化、工程設(shè)計方案比選、設(shè)備檢修策略優(yōu)化、設(shè)備退出處置優(yōu)化七個方面。

2 國內(nèi)外研究動態(tài)

國外電力公司非常重視全壽命周期管理，通過資產(chǎn)管理計劃制定資產(chǎn)的全壽命周期管理策略，如英國NG公司、法國EDF Energy公司、新加坡電力公司等多家國際知名電力公司。NG公司將資產(chǎn)生命周期劃分為四個主要階段:電網(wǎng)資產(chǎn)績效表現(xiàn)評估、資產(chǎn)策略制定、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計和電網(wǎng)建設(shè)。四個環(huán)節(jié)不斷地循環(huán)、完善和融合，輔以信息系統(tǒng)支持，大大提高了資產(chǎn)管理流程的效率和準確性。NG公司掌控資產(chǎn)本身及與之相關(guān)的人力資源、資本性投入、資產(chǎn)采購、運維成本和停電安排，各項計劃從長期計劃、中期計劃、年前計劃到當年計劃不斷作細，同時，由于前期計劃的不斷校核和修正，當年計劃的變化控制在較小的范圍內(nèi)，對保證項目的順利實施、電網(wǎng)停電的風險、人力資源的配置等都提前作了準備，各項成本能被有效控制。

在國內(nèi)，全壽命管理廣泛應(yīng)用于航空航天、武器裝備等領(lǐng)域，目前在火箭、衛(wèi)星、武器等國家重要裝備管理上積累了很多經(jīng)驗，效果十分顯著。但在國網(wǎng)公司系統(tǒng)，僅有部分單位圍繞資產(chǎn)全壽命周期管理理念進行了某一方面或某個階段的嘗試，取得了一些效果。例如:上海公司在2005年啟動了資產(chǎn)管理項目，通過國際對標和咨詢，制定了一系列的整改措施，在資產(chǎn)清理、拓展資產(chǎn)管理范疇、全壽命周期成本、管理工作和設(shè)備監(jiān)造抽檢工作等方面取得了初步成果。并以部分項目為切入點，推進資產(chǎn)全壽命周期成本管理和應(yīng)用，如在泰和220kV變電站GIS設(shè)備的改造工程、世博變電站主設(shè)備招投標中應(yīng)用全壽命周期成本管理理念，取得了很好的效果。

3 主要研究內(nèi)容及工作思路

3.1 主要研究內(nèi)容

以國網(wǎng)公司資產(chǎn)全壽命周期管理評價模型為基礎(chǔ)，通過對模型中相關(guān)成本、效能和安全指標參數(shù)進行分解，得到評價模型需要收集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對設(shè)備的初始投資成本、運維檢修及故障處置成本、報廢處置成本等進行量化，得到單一設(shè)備安全效能成本指標(SEC)。

將資產(chǎn)全壽命周期管理理念應(yīng)用于電網(wǎng)規(guī)劃修編工作中，在規(guī)劃方案制定和選取的過程中應(yīng)用資產(chǎn)全壽命周期管理評價模型并結(jié)合單一設(shè)備SEC對規(guī)劃項目進行評估，通過分析計算規(guī)劃項目的安全效能成本指標(SEC)，對規(guī)劃方案進行技術(shù)經(jīng)濟和敏感性分析，對滾動規(guī)劃成果進行評價，選取安全、效能、壽命周期成本等綜合評價最優(yōu)的規(guī)劃方案。

3.2 主要工作思路

首先，對資產(chǎn)全壽命周期管理理論及方法研究，搭建出針對電網(wǎng)規(guī)劃的資產(chǎn)全壽命周期指標評估體系。分別將整體網(wǎng)架規(guī)劃多方案、局部網(wǎng)架規(guī)劃多方案、規(guī)劃項目多方案代入資產(chǎn)全壽命周期管理指標評價體系，對其周期成本、安全、效能指標進行計算，得出各個規(guī)劃方案的綜合年度安全效能成本指標(SEC)并進行分析，最后根據(jù)各個規(guī)劃方案的SEC，進行規(guī)劃方案比選。

全壽命周期管理規(guī)劃方案比選工作流程如圖1所示。

如圖1所示，應(yīng)用資產(chǎn)全壽命周期管理評價體系對規(guī)劃方案比選，從整體網(wǎng)架比選，延伸到局部網(wǎng)架比選，最后細化到規(guī)劃項目比選，從整體到局部再到規(guī)劃項目，對各類規(guī)劃多方案進行比選，從全壽命周期管理角度選出合理規(guī)劃方案，以此指導電網(wǎng)規(guī)劃。

圖1 全壽命周期方案比選工作流程

4 基于全壽命周期管理的電網(wǎng)規(guī)劃實踐

4.1 試點對象概況

本次規(guī)劃實踐選取當陽市作為試點對象。當陽市為宜昌市下轄的一個縣級市，國土總面積2159平方公里，2013年底總?cè)丝跒?8.48萬人，是“宜荊荊”城市群的中心區(qū)域，區(qū)位條件良好，縣域經(jīng)濟發(fā)展迅速?！笆晃濉逼陂g當陽市GDP增長1.85倍，全社會用電量增長2.66倍。2013年當陽市GDP達到360.9億元，在湖北省縣域經(jīng)濟發(fā)展排名第7位?！笆濉币詠懋旉柺腥鐣秒娏恳哺咚僭鲩L，由2011年的19億千瓦時增長至2013年的22.96億千瓦時，年均增長9.93%。

當陽電網(wǎng)位于宜昌電網(wǎng)的東端，由當陽市供電公司管理。當陽市供電公司于2010年正式成立，由原當陽電力聯(lián)營公司整體劃轉(zhuǎn)省電力公司而成。當陽電網(wǎng)因原聯(lián)營體制，電網(wǎng)投資力度不大，電網(wǎng)基礎(chǔ)較為薄弱，急需更好的發(fā)展。通過認真分析評估，選取當陽市作為基于全壽命周期管理的配電網(wǎng)規(guī)劃的試點。

4.2 電網(wǎng)規(guī)劃方法探索

以國網(wǎng)公司資產(chǎn)全壽命周期管理評價模型為基礎(chǔ)，通過對模型中相關(guān)成本、效能和安全指標參數(shù)進行分解，得到評價模型需要收集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對設(shè)備的初始投資成本、運維檢修及故障處置成本、報廢處置成本等進行量化，得到單一設(shè)備安全效能成本指標(SEC)。

將資產(chǎn)全壽命周期管理理念應(yīng)用于當陽市配電網(wǎng)規(guī)劃修編工作中，在規(guī)劃方案制定和選取的過程中應(yīng)用資產(chǎn)全壽命周期管理評價模型并結(jié)合單一設(shè)備SEC對規(guī)劃項目進行評估，通過分析計算規(guī)劃項目的安全效能成本指標(SEC)，對規(guī)劃方案進行技術(shù)經(jīng)濟和敏感性分析，對滾動規(guī)劃成果進行評價，選取安全、效能、壽命周期成本等綜合評價最優(yōu)的規(guī)劃方案。

資產(chǎn)全壽命周期管理電網(wǎng)規(guī)劃不僅要完成常規(guī)電網(wǎng)規(guī)劃的全部內(nèi)容，還需要對初始投資、人工費用、設(shè)備壽命、設(shè)備殘值、設(shè)備故障時間、檢修搶修費用數(shù)據(jù)進行收集和分析。規(guī)劃的目標電網(wǎng)在常規(guī)電氣計算的基礎(chǔ)上，還要對不同目標電網(wǎng)的SEC指標(年度安全效能成本指標)進行計算比選，才能得到理想的規(guī)劃目標。

4.3 資產(chǎn)全壽命評估體系

SEC是年度安全效能成本指標的英文簡稱，表示在安全、效能水平相當情況下，單位(容量)資產(chǎn)每單位有效利用時間對應(yīng)的總成本，單位是元/kVA。其實質(zhì)就是在電力公司資產(chǎn)全壽命管理的基礎(chǔ)上，通過對資產(chǎn)的安全、效能、周期成本進行綜合評價和分析，促進公司資產(chǎn)管理的安全、效能、周期成本三者的綜合平衡和有機統(tǒng)一，提高電力公司資產(chǎn)管理水平。

電網(wǎng)設(shè)備SEC指標圍繞資產(chǎn)安全、效能和周期成本三個戰(zhàn)略目標構(gòu)成，其總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 電網(wǎng)設(shè)備SEC指標總體結(jié)構(gòu)圖

SEC要求電網(wǎng)企業(yè)要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)安全、效能和周期成本三者的關(guān)系，在確保電網(wǎng)安全可靠的同時，提高電網(wǎng)資產(chǎn)質(zhì)量和使用效率，優(yōu)化資產(chǎn)全壽命周期成本，SEC體現(xiàn)了電力公司資產(chǎn)全壽命周期管理綜合平衡，SEC值越小越好。本次計算模型結(jié)合電網(wǎng)設(shè)備實際管理情況，對國家電網(wǎng)公司提出的電網(wǎng)資產(chǎn)SEC結(jié)果性指標進行了細化，并應(yīng)用于電網(wǎng)規(guī)劃方案比選。

4.4 SEC計算過程

根據(jù)變壓器、架空線路及電纜線路類資產(chǎn)分類年度安全效能成本指標(SECj)計算方法:

其中，Cj為第j類資產(chǎn)單體設(shè)備年度成本;Sj為變壓器設(shè)備容量或線路設(shè)備的等效容量(kVA);f(R)為根據(jù)容載比R折算的資產(chǎn)等效利用率。

收集當陽市全壽命周期管理電網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)參數(shù)，得出110kV網(wǎng)架規(guī)劃方案設(shè)備參數(shù)見表1。

表1

其中:初始投資即設(shè)備一次性投資費用包括設(shè)備購置費、建筑工程費、安裝工程費。費用標準取自《湖北電網(wǎng)工程可研投資估算指標(2012年水平)》。設(shè)備運維檢修、搶修費用取自《湖北省電力公司電網(wǎng)檢修和運營管理成本標準(2012年修訂版)》，其中不包括人工費用及線損。

人工費用:統(tǒng)計當陽市供電公司員工年人均人工成本約為14.93萬元(包括員工的工資及社會保險、住房公積金、勞動保護費、教育培訓、工會經(jīng)費及福利等全部成本費用)，再根據(jù)《國家電網(wǎng)公司供電企業(yè)勞動定員標準－第4部分:“大檢修”體系》定員標準丘陵地區(qū)110kV輸電線路單位長度運維檢修搶修的定員配置約為2.6人/百公里，計算得出線路單位長度運維檢修搶修所需人工費用3883元/km。

4.5 當陽市2030年目標網(wǎng)架方案明細

根據(jù)當陽市電網(wǎng)規(guī)劃(2013年滾動修編)提出的當陽市負荷飽和年(2030年)110kV網(wǎng)架，共計三種方案，具體如下。

方案一:至2030年110kV電網(wǎng)目標網(wǎng)架接線均為典型接線模式，整體網(wǎng)架滿足線路N－1校驗。長坂坡變至胡場變的坡胡線、雙蓮變至半月變線路為備用線路，官當變、胡場變、半月變、草埠湖變以220kV紫蓋寺變?yōu)樯霞夒娫?。地理接線圖如圖3所示。

圖3 當陽市110kV電網(wǎng)2030年方案一地理接線圖

方案二:至2030年110kV電網(wǎng)目標網(wǎng)架接線模式均為典型接線，城區(qū)以雙側(cè)電源不完全雙回鏈結(jié)構(gòu)為主，整體網(wǎng)架滿足線路N－1校驗。長坂坡變至胡場變的坡胡線至報廢期后退運，育溪變至官當變線路、雙蓮至鴉鵲嶺線路為備用線路，官當變、胡場變、半月變、草埠湖變以220kV紫蓋寺變?yōu)樯霞夒娫?。地理接線圖如圖4所示。

方案三中，至2030年110kV電網(wǎng)目標網(wǎng)架接線模式均為典型接線，城區(qū)以雙側(cè)電源不完全雙回鏈結(jié)構(gòu)為主，整體網(wǎng)架滿足線路N－1校驗。長坂坡變至胡場變的坡胡線π開接入110kV官當變，胡場變至官當變線路、雙蓮至鴉鵲嶺線路為備用線路，官當變、胡場變、半月變、草埠湖變以220kV紫蓋寺變?yōu)樯霞夒娫础５乩斫泳€圖如圖5所示。

圖4 當陽市110kV電網(wǎng)2030年方案二地理接線圖

圖5 當陽市110kV電網(wǎng)2030年方案三地理接線圖

上述三套方案工程量對比如表2所示。

表2

4.6 規(guī)劃方案的資產(chǎn)全壽命周期比選

確定110kV變電站及線路項目建設(shè)時序，對規(guī)劃所得出的三套2030年整體網(wǎng)架規(guī)劃方案的綜合年度安全效能成本指標(SEC)進行計算分析，比選各個規(guī)劃方案的SEC值(以各方案中2013至2030年期間投資新建或改造的線路設(shè)備為比選主體)。

通過對三種規(guī)劃方案所構(gòu)成的網(wǎng)架進行電氣計算，三種方案短路電流處于合理水平，各線路均能通過“N－1”校驗，三種網(wǎng)架均能滿足安全性要求。

三套規(guī)劃方案的綜合年度安全效能成本指標(SEC)計算結(jié)果如表3所示。

表3

由計算結(jié)果可知:三種方案初始投資相差很小，因此高出的周期成本以設(shè)備的運維檢修及損耗成本為主。通過對三種當陽市負荷飽和年110kV電網(wǎng)整體網(wǎng)架規(guī)劃方案進行SEC計算分析，整體網(wǎng)架規(guī)劃方案中的方案二為最優(yōu)方案。因此推薦方案二為當陽市2030年110kV目標網(wǎng)架。

5 結(jié)語

全壽命周期管理可用于電力系統(tǒng)全壽命周期的各個階段，但其重點是規(guī)劃設(shè)計階段。電網(wǎng)規(guī)劃項目的全壽命周期過程中運營時間占的比例最大，這可以使得基于全壽命周期管理的規(guī)劃設(shè)計方法在運營階段顯現(xiàn)出顯著效益。通過引入“全壽命周期管理”的理念，進一步明確了電網(wǎng)規(guī)劃的創(chuàng)新思路，提高了電網(wǎng)規(guī)劃效率，使配電網(wǎng)規(guī)劃更加清晰、標準。

但在本次實踐中也發(fā)現(xiàn)了一些不足。首先，在建立電網(wǎng)設(shè)備全壽命周期信息管理系統(tǒng)方面還需加強，提供準確的歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)對提高決策準確性和工作效率至關(guān)重要;其次，要加強對未來成本與系統(tǒng)性能預(yù)測的準確性，將不確定性處理方法、風險處理方法、預(yù)測技術(shù)等應(yīng)用于全壽命周期成本分析具有重要意義。

［1］王穎.基于全壽命周期成本的配電網(wǎng)規(guī)劃方案評估［J］.農(nóng)業(yè)科技與裝備，2013(8):15－17.

［2］程林，焦崗，田浩.可靠性與經(jīng)濟性相協(xié)調(diào)的配電網(wǎng)規(guī)劃方法［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2010(11):39－41.

The Electric Network Project Practice Based on Full Life Cycle Management

TANG Hao1，WU Jun1，LI Yong2，CUI Jing-shun2
(1.Yichang Power Survey and Design Institute Co.，Ltd.，Yichang 443003，China;2.Suining Power Supply Bureau，Sichuan Power Company，Suining 629001，China)

With the rapid development of electric networks，there are a lot of problems for traditional property supervisor mode，such as equipment in short life，low efficiency in use，and so on.The paper discusses full life cycle management for electric metwork project.

ful life cycle;network project;SEC

TM72

B

1004－289X(2016)04－0094－05

2015－11－13

唐浩(1984－)，碩士研究生，工程師，研究方向:電力系統(tǒng)規(guī)劃，主要從事電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計工作。