基于全壽命周期價(jià)值理論的配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

齊霞 安磊 張曉曼 張昊昱

摘 要：配網(wǎng)建設(shè)在一定程度上存在方案選取隨意，缺乏地域適應(yīng)性，前瞻性差的缺陷，帶來設(shè)計(jì)、采購、施工及運(yùn)維成本居高不下的負(fù)面影響，造成配電網(wǎng)投資效益下降，阻礙了配電網(wǎng)的健康發(fā)展。本文基于全壽命周期成本理論，通過對(duì)《國家電網(wǎng)公司配電網(wǎng)工程典型設(shè)計(jì)》（2016年版）各備選方案進(jìn)行全壽命周期成本分析，按照設(shè)備生命周期的運(yùn)行規(guī)律，以量化值為基礎(chǔ)進(jìn)行決策，最終在每個(gè)設(shè)計(jì)模塊中選出適合冀北地區(qū)特點(diǎn)的典型方案，達(dá)到了杜絕盲目投資，全壽命周期成本最優(yōu)的目標(biāo)，可為配網(wǎng)建設(shè)方案選擇提供一定參考。

關(guān)鍵詞：資產(chǎn)全壽命；配電網(wǎng)；標(biāo)準(zhǔn)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.169

1 目的和意義

“十三五”是我國全面建成小康社會(huì)、全面深化改革的攻堅(jiān)階段，城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)一體化發(fā)展、電力行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、新一輪電力體制改革加速推進(jìn)，配電網(wǎng)發(fā)展面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。國家發(fā)展改革委出臺(tái)《關(guān)于加快配電網(wǎng)建設(shè)改造的指導(dǎo)意見》，國家能源局印發(fā)《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃》，有效加大配電網(wǎng)資金投入，“十三五”期間累計(jì)投資不低于1.7萬億。

國家電網(wǎng)公司實(shí)施新一輪農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)工程，“十三五”規(guī)劃投資5222億元，啟動(dòng)“兩年攻堅(jiān)戰(zhàn)”，投資大、時(shí)間緊、任務(wù)重。冀北公司身處“環(huán)首都”經(jīng)濟(jì)圈，在京津冀協(xié)同發(fā)展的背景之下，冀北地區(qū)配電網(wǎng)從用電需求到用電結(jié)構(gòu)，都在隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)等區(qū)域環(huán)境的變化而不斷發(fā)展前行，加之電力體制改革深化以及分布式能源、電動(dòng)汽車廣泛應(yīng)用所帶來的影響，冀北地區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展形勢已從“順應(yīng)發(fā)展需求”逐步向“主動(dòng)迎合改變”跨越。但冀北配網(wǎng)建設(shè)依然存在薄弱點(diǎn)，部分地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理，配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架不清晰，配電網(wǎng)建設(shè)不能滿足供電質(zhì)量和可靠性要求，中低壓網(wǎng)絡(luò)與上級(jí)電網(wǎng)銜接不足。因此，為了確保冀北配電網(wǎng)在“環(huán)首都”背景下健康可持續(xù)發(fā)展，盡快縮小與京津配電網(wǎng)的現(xiàn)實(shí)差距，國網(wǎng)冀北公司全面啟動(dòng)了配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作，深入推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，強(qiáng)化“標(biāo)準(zhǔn)、簡化”理念，全面應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化物料，優(yōu)化簡化設(shè)備類型，提高互換性和通用性。

然而，在現(xiàn)階段的農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)決策過程中涉及到的建設(shè)方案選取、投資效益預(yù)期等等方面仍缺乏指導(dǎo)性原則，可以遵循的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)都很少，尤其是在成本效益分析方面的具有普遍適用性的結(jié)論更少。《國家電網(wǎng)公司配電網(wǎng)工程典型設(shè)計(jì)》（2016年版）中設(shè)計(jì)方案多樣，現(xiàn)實(shí)操作難免存在方案選取隨意，缺乏地域適應(yīng)性，前瞻性差的缺陷，帶來設(shè)計(jì)、采購、施工及運(yùn)維成本居高不下的負(fù)面影響，造成配電網(wǎng)投資效益下降，阻礙了配電網(wǎng)的健康發(fā)展。

因此本文基于全壽命周期成本理論，通過對(duì)《國家電網(wǎng)公司配電網(wǎng)工程典型設(shè)計(jì)》（2016年版）各備選方案進(jìn)行全壽命周期成本分析，按照設(shè)備生命周期的價(jià)值規(guī)律，對(duì)每個(gè)可選方案進(jìn)行定量分析，以量化值為基礎(chǔ)進(jìn)行決策，最終在每個(gè)設(shè)計(jì)模塊中選出適合冀北地區(qū)特點(diǎn)的典型方案就顯得尤為重要，以便達(dá)到有效地杜絕盲目投資，全壽命周期成本最優(yōu)的目標(biāo)。

2 全生命周期成本理論方法

全生命周期成本 LCC（Life Cycle Cost）是指一個(gè)事物從產(chǎn)生到發(fā)展再到消逝的全生命周期中所付出的代價(jià)或所耗費(fèi)的資源。就一個(gè)產(chǎn)品而言，是指其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、使用、報(bào)廢等過程中耗費(fèi)的全部費(fèi)用。就一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目而言，為在其生命周期內(nèi)設(shè)計(jì)、研究與開發(fā)、制造、使用、維修和保障直至報(bào)廢所需的直接、間接、重復(fù)性、一次性和其他有關(guān)費(fèi)用之和。

即：

（1）

LCC——全壽命周期成本；

CI——投入成本；

CO——運(yùn)行成本；

CF——故障成本；

CD——廢棄成本。

在式（1）中，CI 為投入成本，包括設(shè)計(jì)、采購及建設(shè)成本；CO 為運(yùn)行維護(hù)成本，即在生命期內(nèi)按照檢修要求定期更換零部件等備件的費(fèi)用，以及搶修、維護(hù)、試驗(yàn)、巡檢等所需要的材料費(fèi)、人工費(fèi)、交通費(fèi)等；CF 為故障成本，由停運(yùn)故障引起亦稱懲罰成本；CD 為廢棄成本，即設(shè)備資產(chǎn)退役后拆除、運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用減去變電設(shè)備報(bào)廢后可回收的費(fèi)用。

CI 是項(xiàng)目投運(yùn)前的資產(chǎn)費(fèi)用總和，對(duì)設(shè)備全生命周期的影響體現(xiàn)為以折舊的方式轉(zhuǎn)化為費(fèi)用成本，與總成本及年度折舊費(fèi)用成正相關(guān)關(guān)系。項(xiàng)目建成以后 CI 是不可改變的，在正常狀態(tài)下年度折舊費(fèi)用也不會(huì)發(fā)生變化；運(yùn)行維護(hù)成本中 CO 是為保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)而發(fā)生的費(fèi)用，與設(shè)備安全運(yùn)行有直接關(guān)系。必要的費(fèi)用既是安全運(yùn)行的保障，也會(huì)影響設(shè)備的使用生命以及 CF 的大小，但CO的發(fā)生也會(huì)影響設(shè)備總成本和各期間費(fèi)用的變化。設(shè)備報(bào)廢成本 CD 只對(duì)總成本產(chǎn)生影響，與設(shè)備安全運(yùn)行沒有直接關(guān)系。

當(dāng)一個(gè)項(xiàng)目的各個(gè)條件組合后能達(dá)到LCC成本最小時(shí)，即說明這個(gè)項(xiàng)目全生命周期成本最優(yōu)，此時(shí)各個(gè)條件的組合方式即是項(xiàng)目建設(shè)所需遵循的目標(biāo)。

全生命周期價(jià)值理論已經(jīng)有了完備的理論基礎(chǔ)，全生命周期成本分析的應(yīng)用也已經(jīng)受到了廣泛的認(rèn)可。其主要特點(diǎn)有：全生命周期成本考慮到工程的所有階段，具有全面性；從項(xiàng)目建設(shè)之前就進(jìn)行正確的成本分析，具有前瞻性，也體現(xiàn)全面成本管理的要求；為企業(yè)的信息平臺(tái)提供可靠成本信息數(shù)據(jù)支持，利于企業(yè)的信息化建設(shè)；有利于幫助企業(yè)制定資金的使用計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)投資的合理利用，降低偶然事件的發(fā)生造成到來不必要的偶然費(fèi)用的幾率。全生命周期成本在配電標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)中的應(yīng)用，就是利用全生命周期價(jià)值的理論優(yōu)勢，充分考量配電項(xiàng)目的全生命周期的費(fèi)用，以確保項(xiàng)目在建設(shè)工程中資金的保障以及合理利用，保證項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還要保證項(xiàng)目的安全穩(wěn)定性能，確保社會(huì)效益。

3 全生命周期成本分析

配電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目的成本主要包括設(shè)計(jì)成本、采購成本、建設(shè)成本、維護(hù)成本、以及故障成本和廢棄成本。設(shè)計(jì)成本主要包括與項(xiàng)目設(shè)計(jì)相關(guān)的調(diào)查分析、研究項(xiàng)目可行性、初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)等方面的費(fèi)用；采購成本主要包括購置設(shè)備、項(xiàng)目招投標(biāo)費(fèi)用等；建設(shè)成本包括征用土地的費(fèi)用、施工費(fèi)用等；維護(hù)成本主要涉及設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)、以及設(shè)備的維修和更新成本；故障成本主要是指發(fā)生供電事故時(shí)會(huì)造成的售電利潤的損失以及給社會(huì)生產(chǎn)生活帶來的間接損失。廢棄成本即為達(dá)到運(yùn)行年限設(shè)備的殘余價(jià)值。配電網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)的全生命周期成本管理要求在初始投資階段就要充分考慮到對(duì)購買設(shè)備的評(píng)價(jià)以及設(shè)備運(yùn)行階段的運(yùn)行維護(hù)等費(fèi)用。

3.1 全生命周期成本模型

選取《國家電網(wǎng)公司配電網(wǎng)工程典型設(shè)計(jì)》（2016年版）中2進(jìn)4出10kV箱式開閉所為例，典型設(shè)計(jì)有HA-1和HA-2兩種方案，HA-1方案采用的是無電壓互感器、手動(dòng)、無自動(dòng)化接口的環(huán)網(wǎng)箱，后期需要進(jìn)行改造。HA-2方案采用的是帶電壓互感器、電動(dòng)、有自動(dòng)化接口的環(huán)網(wǎng)箱，后期不需要進(jìn)行改造。兩種建設(shè)方案的技術(shù)條件見表1。

兩種方案的生命周期均為15年，但由于HA-1方案沒有自動(dòng)化設(shè)備，運(yùn)行期間需要進(jìn)行智能化改造，這里按在運(yùn)行的第5年進(jìn)行改造來測算。

3.2 模型的LCC成本構(gòu)成

按式（1），本模型中CI、CO、CF及CD數(shù)據(jù)如下：

CI：兩種方案設(shè)計(jì)、施工成本無太大差異，故投入成本簡化為設(shè)備采購成本，HA-1約17萬元，HA-2約為24萬元。

CO：可分為兩個(gè)部分，即日常運(yùn)維成本和改造費(fèi)用，其中，co1運(yùn)維成本，HA-1方案是以日常維護(hù)為主，約2萬元/年，HA-2方案增加了智能設(shè)備，需要定期檢測，相應(yīng)增加維護(hù)成本，約2.1萬元/年。co2改造成本，由于HA-1方案無自動(dòng)化接口，為滿足運(yùn)行需要，后期需要進(jìn)行智能化改造，一次性改造費(fèi)用約15萬元，計(jì)劃在運(yùn)行的第5年進(jìn)行，改造后的HA-1 co1按2.1萬元/年。HA-2方案不存在改造費(fèi)用。

CF：兩種方案故障損失費(fèi)用基本相同，在計(jì)算LCC時(shí)可忽略。

CD：兩種方案運(yùn)行年限均按15年，按直線折舊，殘值5%。廢棄成本中拆除運(yùn)輸?shù)葟U舊物資處置費(fèi)用較低，可忽略，此時(shí)廢棄成本可簡化為設(shè)備殘值，殘值的計(jì)算考慮了HA-1方案在第5年進(jìn)行智能化改造。計(jì)算后廢棄成本HA-1方案為1.065萬元，HA-2方案為1.2萬元。

3.3 模型的凈現(xiàn)值LCC成本分析

電網(wǎng)設(shè)備壽命周期長，在對(duì)設(shè)備全壽命周期成本進(jìn)行估算時(shí)必須要考慮資金的時(shí)間價(jià)值，這樣的計(jì)算才會(huì)有實(shí)際意義。時(shí)間價(jià)值的計(jì)算一般采用凈現(xiàn)值法，LCC的凈現(xiàn)值形式可以表示為：

（2）

其中n為設(shè)備運(yùn)行年限，i為基準(zhǔn)收益率。

本例中n為15，綜合考慮現(xiàn)行利率和通貨膨脹率的預(yù)期，基準(zhǔn)收益率i取8%，將co1、co2及CD按式（2）分別折現(xiàn)后，兩種方案的LCC計(jì)算結(jié)果如表3。

可見兩種方案中雖然HA-1方案較HA-2方案期初投入低29%，但從全壽命周期成本來看仍比HA-2方案高出2.85萬元，可見采用HA-2方案更加科學(xué)合理。2017年冀北公司計(jì)劃建設(shè)箱式開閉232座，按全壽命周期價(jià)值理進(jìn)行論方案優(yōu)化選取后，實(shí)施HA-2方案在運(yùn)行周期內(nèi)可節(jié)約成本661.2萬元，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

4 推廣應(yīng)用

結(jié)合冀北地區(qū)現(xiàn)狀，基于上述全壽命周期價(jià)值理論進(jìn)行方案優(yōu)化，本次從《配電網(wǎng)建設(shè)改造標(biāo)準(zhǔn)物料目錄（2016版）》10kV部分中的 12類標(biāo)準(zhǔn)物料中，總計(jì)篩選出適合冀北地區(qū)的44種設(shè)備，精簡率91.71%，具體如表4所示。

2017年以后冀北公司的配電網(wǎng)建設(shè)將按表3中建議的標(biāo)準(zhǔn)物料實(shí)施，使資產(chǎn)全壽命管理的方式在實(shí)踐中得到落實(shí)，并經(jīng)受時(shí)間的檢驗(yàn)。本次優(yōu)化選出的10kV標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備都是固定型號(hào)和規(guī)格的，這樣就使得建設(shè)10kV標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備可以采用統(tǒng)一招標(biāo)采購的方式，同時(shí)也有利于物料的優(yōu)化配置，因此可以預(yù)見，在形成規(guī)模后期初投入成本CI還會(huì)進(jìn)一步下降，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）提高采購效率。其中包括縮短交易時(shí)間、實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)交貨，降低電力物資在各供電公司的庫存，減少電力物資的交易成本。

（2）通過標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，一方面使繪制配網(wǎng)工程圖的效率大大提高，圖紙、圖例更加統(tǒng)一規(guī)范，從而減少施工階段產(chǎn)生的設(shè)計(jì)變更。

（3）簡化后的設(shè)備選型可以進(jìn)一步精簡施工工藝過程，有利于規(guī)范施工工藝，縮短建設(shè)工期，使施工更規(guī)范、質(zhì)量更可控、投資更合理。

形成規(guī)模后運(yùn)維成本CO也會(huì)進(jìn)一步下降，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）運(yùn)維檢修工器具的配備更加精簡，提高了搶修人員的整體水平，使故障處理更加規(guī)范及時(shí)。

（2）運(yùn)維檢修流程更簡便。標(biāo)準(zhǔn)化方案后，通過流程簡化，減少了工單流轉(zhuǎn)、工作許可匯報(bào)環(huán)節(jié)，縮短了故障搶修時(shí)間，使運(yùn)行、搶修管理更高效、規(guī)范。

（3）備品備件采購，儲(chǔ)存管理更加簡化。

5 結(jié)論

目前，我國的電力建設(shè)行業(yè)對(duì)全壽命周期價(jià)值理論研究較多，但是實(shí)際應(yīng)用較少，在項(xiàng)目可行性研究，工程造價(jià)管理等階段，仍普遍注重工程建設(shè)成本，忽略了設(shè)備的檢修和維護(hù)的費(fèi)用，沒有把設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維檢修等項(xiàng)目添加到控制流程中，尤其在配電網(wǎng)建設(shè)過程中盲目投資，跟風(fēng)建設(shè)的情況仍有出現(xiàn)。相比之下，全生命周期成本分析則考慮更加全面和完善，能夠從項(xiàng)目計(jì)劃開始，到實(shí)施執(zhí)行、檢修維護(hù)反饋等部分對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全面充分的考量平衡，有著積極的推廣價(jià)值。隨著運(yùn)行數(shù)據(jù)的不斷積累，全壽命周期成本的測算也會(huì)進(jìn)一步精確，能夠提供的輔助決策價(jià)值也會(huì)更高，有助于從源頭提高系統(tǒng)效率，降低維護(hù)成本，在保證可靠性的基礎(chǔ)上使設(shè)備的全生命周期成本最低，使得電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)營效益日益提升，管理水平不斷提高。

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作者簡介：齊霞（1983-），女，北京人，碩士研究生，高級(jí)經(jīng)濟(jì)師，研究方向：電力工程造價(jià)管理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理。