全壽命周期成本方法在電網工程設計中的運用

林春欽，林章歲，周加和

(福建省電力勘測設計院，福建 福州 350003)

1 概述

為了實現工程建設能力和水平再上新臺階，國家電網公司要求全力實施全壽命周期管理，在電網工程項目管理中，運用全壽命的周期成本的先進管理理念和管理思想，對電網項目各階段進行全面、全過程、精益化管理。

傳統的電網工程項目管理，重視項目建設過程中的質量、工期、造價三大目標為核心，由此產生了項目管理的三大控制系統。這種以工程建設過程為主要對象的管理目標是有局限性的，主要體現對項目的建設實施階段的造價控制，而相應地弱化項目的未來的運行成本、可靠性及報廢的成本管理。

全壽命周期成本(Life Cycle Cost，LCC)是從設備/項目的長期經濟效益出發，全面考慮設備/項目或系統的規劃、設計、制造、購置、安裝、運行、維修、改造、更新、直至報廢的全壽命周期中所發生的成本。項目全壽命周期成本的管理理念，突破了注重項目實施階段的局限性，工程項目的成本的計算，要從項目的產生到消亡的全壽命周期的成本，作為電網規劃設計優化決策的計算模型。

2 全壽命周期成本的計算模型

2.1 全壽命周期不同階段成本費用分析

電網工程項目壽命的階段劃分，在不同的場合有不同的劃分標準和相應的階段名稱。本文為敘述的方便，將項目的全壽命劃分為項目實施、項目生產運行和項目報廢共三個階段。各個階段的費用的發生時點是不一樣的，實施階段的投資和報廢階段的費用(或者報廢的收益)相隔可能達到30～40年。從工程經濟學的觀點，涉及到資金的時間價值，比較時必須要對不同的時間點的費用進行貼現計算，然后采用年費用法或現值法等計算方法進行全壽命周期成本費用計算。本文除注明外，選擇年費用評價指標，作為計算模型及說明依據。

⑴ 項目實施階段成本費用

項目實施階段，包括項目規劃、可研、初設、施工圖、招投標、施工直到移交生產，涉及項目投資對項目壽命期成本的影響。輸變電項目在實施階段，其工期長短與項目的情況有關，因此項目實施階段成本費用相差還是比較大的，可以依據項目的情況，將建設期間發生的費用，折算到投產時的費用。假定移交生產時的工程投資P，建設期間的工程投資，已經通過折算到投產時的工程投資。投資對項目壽命期成本的影響(設為Ct)

式中：n為項目壽命期的年數， 為電力行業資金的基準收益率。

⑵ 項目的生產運行階段成本費用

項目的生產運行階段是指從項目的移交生產到項目的壽命期末的階段，此階段中除涉及項目的壽命成本主要有：正常的運行和維修費用，還有在運行過程中出現的故障的搶險費用、停運過程的損失費用等。

①項目正常的運行和維修費用，設為CY。依據實際的運行統計數據，可以經轉換、折算為投產初期投資為基數P乘以正常的運行和維修費用系數的K1，即

② 搶險費用和停運過程的損失費用，設為Pq。

⑶ 項目的報廢階段成本費用

如：在某房屋建設工程中，建筑尺寸的準確性成為影響施工質量的主要因素，經監理人員查明，導致建筑尺寸不足的主要原因為使用不合格的鋼尺進行放線，同時相關工作人員未能及時發現，繼而導致整棟樓房均存在尺寸不足的隱患。通過法院最終判決，房產開發公司不僅需要補交罰款同時要退賠資金給用戶。由此可見，即使再小的細節也會影響施工質量，帶來巨大隱患。不僅如此，在監理工程開工前，必須要檢測待使用準備使用設備的質量、性能等，必要時需要對相關技術檢測合格證進行審查，滿足要求后才可投入使用。在使用各種設備、器材、材料時必須要詳細記錄，做好備案。及時妥善處理不合格設備，重新配備合格產品并達標后才能繼續使用。

項目的報廢階段成本費用包括壽命期末到拆遷、清理完畢的費用。報廢發生的費用(設為Cb)，依據實際的運行統計數據，可以經轉換、折算為投產初期投資為基數P乘以相應系數K2，即Cb＝PK2。報廢的費用是在壽命的期末，需將該費用折為年費用，可以是收入也可以是付出。

式中：Cb為項目壽命期末為報廢發生的費用，K2為項目報廢時資產費用率。

2.2 全壽命周期成本計算模型

從以上三個階段發生的費用分析可以得出，全壽命周期內成本費用可分為兩類，一類是確定性費用，另一類是不確定性費用。確定性的費用有投資的年費用Ct、維護費用CY、報廢費用Cb；不確定性有因故障而發生的搶修和故障的損失。為了方案的優化、比選，必須同時計入確定性的費用和不確定性的費用。假定確定性費用發生的概率kq(對于確定性費用，其kq＝1)、不確定性的概率kbt，則全壽命周期成本LCC的數學期望為：

式中：Pq為因故障而發生的搶修和故障的損失等不確定性費用，Kt為不確定費用等年值系數。

3 全壽命周期成本計算模型應用中的若干問題及其措施建議

從LCC計算公式可以看出，當前全壽命周期成本計算涉及到以下幾個問題：

⑴ 電力行業基準收益率i：項目年費用的計算，其中一個關鍵是考慮資金時間價值，這與基準收益率有很大關系。目前的銀行的五年期以上的貸款利率，一直在變化，而電力行業的基準收益率一直沒有個權威單位以文件的形式給予確認，導致不同的項目其取值的不同，直接影響到項目優化與方案的取舍。

⑵ 經濟壽命期：對于一個特定的項目，在投資、基準收益率確定的情況下，不同的壽命期得出的年費用必然的不同。如某項目投資1000萬元、基準收益率10%，對于20年、30年不同的壽命期，其年費用分別為117.46萬元、106.08萬元。

⑶ 運行和維修費用系數的K1：目前電網工程經濟評價實施細則的有文件依據的還是原電力工業部頒發的電計[1998]134號文-《電網建設項目經濟評價暫行辦法》。只有針對整個電網工程的維修費率，而沒有具體項目、設備、材料的維修費率，給全壽命的具體應用帶來困難。如鍍鋅構支架與離心水泥桿的比較時，其維修費用，直接決定了方案的取舍；對進口、合資、國產的設備材料的比較，維修費率也是非常關鍵的參數。

⑷ 正常的報廢拆除費用系數的K2：項目到經濟壽命期末，都要進發生拆除、清理等費用，是全壽命周期成本的組成之一，再加上環保意識的大幅提高，使得期末的處理費用大幅增加，此外還涉及拆除后廢物余值回收的問題。

⑸ 可能的故障搶險費用、停運過程的損失費用Pq：這塊的費用計算，是全壽命應用最為困難與核心的問題，存在著定量計算缺乏具體的規范，主要體現：①故障概率：電網工程發生的故障，存在著不確定性問題，即設備、材料發生故障的概率，現行的規范缺乏設備、材料發生故障的概率，更沒有不同廠家、不同品牌的設備和材料發生概率，給全壽命在設計過程的設備、材料的優化和比選帶來困難。②發生故障的損失額：發生故障時需要的搶險費用、停運的時間、造成的損失范圍，以及損失額的計算，這些需要的計算參數，目前規范還沒有明確的規定。③故障可能發生的時點：由于全壽命的計算模型選擇的年費用，而故障發生的未來值，需要貼現計算，需要發生的年份。

為了解決問題以上問題，本文提出以下措施建議：

⑴ 基準收益率：在進行項目財務評價、方案比選與優化，必須要用到該數據。從純理論的角度，確定行業的基準收益率，涉及資金成本、資金機會成本、項目風險、通貨膨脹等。建議國家有關部門或電力行業權威部門在充分調研的情況下，定期頒發一個基準收益率或頒發基準收益率計算公式，例如基準收益率可與人民銀行的五年期貸款掛鉤，i＝五年期貸款利率×K，便于技術經濟人員及時更新，作出合理的評價結論。

⑵ 經濟壽命期：目前對于整個完整的輸變電工程，已有規定：例如線路30年、變電設備20年、建筑物50年。然而，在全壽命比選時，由于比選的對象的不同，還需要有設備、材料的壽命期。為此，除了規定輸變電項目的經濟壽命期外，還要統一規定輸變電工程設備、材料(含不同廠家、不同品牌)的經濟壽命、不同建構筑物的經濟壽命(如變電站構支架中的水泥桿、鋼管、角鋼)。

⑶ 正常的運行和維修費用系數的K1：在進行全壽命周期成本的計算時，可以是項目之間的比選，更多的是具體設備、材料及構支架的方案之間的比選等。由于不同廠家、不同品牌的設備與材料(包括進口、合資、國產的)；不同類型的材料(如線路的絕緣子有合成、陶瓷；銅芯和鋁心電纜等)；不同類型的構支架(如水泥桿、鋼管、角鋼)，其實際的運行維修成本是肯定不同的。可以在已有的數據基礎上，針對電力工程設計、采購等需要的邊界參數(見表1)，逐步補充、修改和完善，使全壽命的應用建立在統一規范的基礎上。

⑷ 正常的報廢拆除費用系數的K2：從全壽命成本的大小角度來說，該項的成本是不大，但全壽命應用必須有該費用。建議依據企業統計數據，在扣除余物回收后，針對不同類型的設備、材料、建構筑物的拆除及清理的費率。

⑸ 故障概率：需要有可靠的基礎數據。建議全面收集電力企業、電力行業基礎數據，建立和積累不同廠家、不同品牌的設備和材料全國性運行(包括故障)資料，對不同廠家、不同品牌的設備和材料的可靠性指標統計。為引入全壽命周期管理方法、更加科學合理進行設備和材料選型打下堅實的基礎。

⑹ 發生故障的損失額。主要包括兩部分：一部分是停電損失，通常可以采用每年的期望停電損失(EENS)這一指標進行計算，EENS通常可以根據設備或元件故障率并通過(電力系統)可靠性計算獲得；另一部分是設備、設施損壞而引起的修復費用、搶修費用等，可利用電網公司對歷史發生故障、搶修費用等進行計算，進而提出各種建構物、設備、材料故障的損失額。

4 結語

本文分析了在輸變電設計中全壽命周期成本，給出了相應計算模型；分析了全壽命周期成本方法在應用中的若干問題，就目前規范方面存在的不足提出了看法與建議。為了進一步推進全壽命周期成本方法在輸變電設計中的應用，必須逐步積累全壽命周期評價基礎數據，補充完善有關計算參數。為此，建議著手編制我國全壽命周期成本評價導則或規定，以規范全壽命周期評價辦法、應用范圍和計算參數等，推進全壽命周期成本方法在電網設計中的應用，引領電網的科學發展。

表1 電力工程設計、采購等需要的邊界參數