全壽命周期成本（LOG）技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用綜述

王菁 許曉 國網(wǎng)遼陽供電公司

為了更好地實現(xiàn)“經(jīng)濟性”的要求，減少電力建設(shè)投資浪費，介紹了LOG技術(shù)的相關(guān)原理，分析了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分別研究了LOG技術(shù)在電力設(shè)備中、在電網(wǎng)規(guī)劃中以及在電力系統(tǒng)資產(chǎn)管理中的應(yīng)用。建立了考慮LOG的多目標(biāo)輸電網(wǎng)絡(luò)靈活規(guī)劃模型，考慮了負(fù)荷變化的不確定因素。提出了電力系統(tǒng)的二維LOG模型，包括系統(tǒng)級、設(shè)備級以及外部環(huán)境成本，考慮了以可靠性為中心的維護（RCM）技術(shù)的影響。指出了未來應(yīng)重點研究的關(guān)鍵問題，展望了LOG技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用前景，并提出相應(yīng)建議。

一、國內(nèi)研究現(xiàn)狀

在國內(nèi)，LOG技術(shù)還屬于發(fā)展研究階段。最初的應(yīng)用集中于設(shè)備狀態(tài)評估和檢修策略的制定上，工作局限于單個特定的設(shè)備及其運行維護階段。盡管我國全壽命周期成本技術(shù)的研究起步很晚，但發(fā)展很快，該技術(shù)在不少軍用和民用單位得到應(yīng)用并取得了較大的成果。在軍事領(lǐng)域里，國軍標(biāo)“裝備費用——效能分析”以及軍隊使用標(biāo)準(zhǔn)“武器裝備壽命周期費用估算”已分別在1993年、1998年頒布實施。在電力系統(tǒng)領(lǐng)域，華東電網(wǎng)、上海電力以及高校率先開始了LOG技術(shù)的研究。

二、LOG技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與展望

1.LOG技術(shù)在電力設(shè)備中的應(yīng)用與展望。LOG技術(shù)在電力設(shè)備中的應(yīng)用是其他所有應(yīng)用的基礎(chǔ)，目前已有一定基礎(chǔ)的工作，包括對變電站改造的經(jīng)濟性評價、對輸電線路絕緣設(shè)計方案的選擇、對變電站的設(shè)備規(guī)劃選擇等。其應(yīng)用范圍和內(nèi)容主要包括以下四個部分：（1）設(shè)備選型、采購；（2）設(shè)備運行檢修策略；（3）設(shè)備更新改造；（4）設(shè)備壽命評估與延長。LCC技術(shù)在電力設(shè)備中應(yīng)用的技術(shù)關(guān)鍵有：1）數(shù)據(jù)挖掘；2）設(shè)備狀態(tài)診斷；3）費用預(yù)測；4）風(fēng)險評估。從目前的工作狀況看，由于長期以來我國電力企業(yè)設(shè)備采購、運行、檢修管理等模式的限制，LOG技術(shù)實際應(yīng)用范圍不大且其理論及實踐效果尚難以評估。因此，LOG技術(shù)在電力設(shè)備中的應(yīng)用還需假以時日不斷完善，重點研究如下問題：①如何將LOG技術(shù)與數(shù)據(jù)挖掘、狀態(tài)診斷、費用預(yù)測技術(shù)相結(jié)合，建立LOG技術(shù)應(yīng)用的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)平臺？目前，LOG技術(shù)的零星應(yīng)用大都建立在經(jīng)典參數(shù)或者各自設(shè)定的參數(shù)基礎(chǔ)之上，沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)來源，缺乏可比性。建議著力開展高級量測技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)測手段的研究，采用智能方法處理分析預(yù)測所需要的數(shù)據(jù)，建立統(tǒng)一、透明的數(shù)據(jù)平臺進行存儲，并逐步納入電網(wǎng)統(tǒng)一信息平臺之中。②如何將LOG技術(shù)與風(fēng)險評估、可靠性評估相結(jié)合？LOG技術(shù)是一種同時考慮經(jīng)濟性和可靠性的有效方法，但是風(fēng)險成本或是可靠性成本在LOG總成本中所占的比重沒有得到充分重視。建議建立統(tǒng)一的風(fēng)險評估模型和可靠性模型，研究風(fēng)險成本和可靠性成本比重，權(quán)衡不同經(jīng)濟性和可靠性的要求。

2.LOG技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用與展望。LOG技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用包括有功規(guī)劃、無功規(guī)劃、無功補償規(guī)劃等，它以電力設(shè)備為基礎(chǔ)的，其關(guān)鍵模型是輸電線路和變電站。以輸電網(wǎng)絡(luò)的水平年靈活規(guī)劃為例，以全壽命周期成本值最小和最小切負(fù)荷量最小為多目標(biāo)，假設(shè)在電源規(guī)劃完成的基礎(chǔ)上考慮負(fù)荷變化的不確定性因素，LOG技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃中應(yīng)用的技術(shù)關(guān)鍵有：（1）不確定性因素建模；（2）模型求解算法。展望未來，LCC技術(shù)應(yīng)具備更高的可靠性和更多的柔性，要真正實現(xiàn)LOG技術(shù)在智能電網(wǎng)規(guī)劃中的全面應(yīng)用，對下述關(guān)鍵技術(shù)的研究是重點：（1）如何充分考慮各種不確定性因素的影響，建立相應(yīng)模型并有效求解？現(xiàn)有不確定性因素的建模方法大都針對某一種性質(zhì)的不確定性因素能夠取得較好的結(jié)果，而對于其他性質(zhì)的不確定性因素則能力有限。因此必須加快不確定因素建模的研究，全面準(zhǔn)確地對電力系統(tǒng)中的各種不確定性因素進行建模并有效求解。（2）如何基于LOG技術(shù)建立不同規(guī)劃目的的模型并有效求解？當(dāng)前電網(wǎng)規(guī)劃的目的更趨多樣性，例如考慮發(fā)電容量適應(yīng)性、考慮輸電阻塞和電網(wǎng)收益等。為了適應(yīng)未來柔性電網(wǎng)的規(guī)劃，建議建立不同規(guī)劃目的的LOG模型，同時尋求模型的最優(yōu)求解方法。

3.LOG技術(shù)在電力系統(tǒng)資產(chǎn)管理中的應(yīng)用與展望。LOG技術(shù)在資產(chǎn)管理中的應(yīng)用可簡稱為LCC管理，它是在可靠性的基礎(chǔ)上使系統(tǒng)的全壽命擁有成本為最低的管理。LOG技術(shù)在電力設(shè)備中的應(yīng)用也屬于LOG管理。LOG管理的實現(xiàn)需要建立在電力系統(tǒng)的LOG模型之上。與電力設(shè)備模型不同的是，電力系統(tǒng)的LOG模型是以電力系統(tǒng)整體為研究對象，充分考慮設(shè)備互聯(lián)的影響。展望未來，LOG技術(shù)在電力系統(tǒng)資產(chǎn)管理中的應(yīng)用最具挑戰(zhàn)性也最有意義，尚需重點研究如下問題：（1）如何定量研究發(fā)輸配變各個環(huán)節(jié)的外部環(huán)境因素成本？目前已有一些文獻(xiàn)對外部環(huán)境因素成本進行了定義，但是缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并且考慮不夠全面。因此建議結(jié)合環(huán)境工程理論，對排放污染、土地占用、電磁輻射、節(jié)能減排等因素進行統(tǒng)一量化定義，并納入電力系統(tǒng)LOG總成本中。（2）LOG管理是中國智能電網(wǎng)發(fā)展的必然選擇，是一項系統(tǒng)工程。以實現(xiàn)LOG管理為目標(biāo)，需要調(diào)研電力系統(tǒng)的管理現(xiàn)狀，明確電力系統(tǒng)的管理結(jié)構(gòu)，加強組織領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)一人員認(rèn)識，扎實推進基礎(chǔ)管理工作。

總之，在當(dāng)前世界資源越來越緊缺，國際競爭日趨激烈的條件下，為了更好地實現(xiàn)智能電網(wǎng)的“經(jīng)濟性”，引入了LOG技術(shù)。對LOG技術(shù)進行了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述，全面分析了LOG技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括應(yīng)用范圍、內(nèi)容及其技術(shù)關(guān)鍵。建立了多目標(biāo)輸電網(wǎng)絡(luò)靈活規(guī)劃模型，提出了電力系統(tǒng)的二維LOG模型。最后對LOG技術(shù)在未來智能電網(wǎng)下的應(yīng)用進行了展望和建議。