基于全壽命成本的輸電線路設計方法研究

楊科

摘要：輸電線路作為電力系統的重要組成部分，其有效應用有利于保證電力系統供電安全、持續、穩定進行。當然，輸電線路在應用中容易受到多種因素影響，導致輸電線路老化、腐蝕等現象發生。為了盡量避免此種情況發生，應當基于全壽命成本分析的理念，對輸電線路進行科學設計。文章分析了基于全壽命成本的輸電線路設計方法。

關鍵詞：全壽命成本；輸電線路；設計方法；電力系統；供電安全 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM753 文章編號：1009-2374（2016）16-0016-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.16.007在我國現代化建設步伐不斷加快的今天，輸電系統受其影響有很大程度的進展，為國民經濟發展及人們生產生活做出了突出貢獻。但是，隨著人們生產生活用電需求不斷增大，供電企業需要不斷擴大供電量，因此所設置的輸電線路規模越來越大，相應的建設成本費用隨之增加，加之輸電線路維修維護費用，使得電力企業所獲得經濟效益降低，不僅影響電力企業發展，也不利于國民經濟的提高。基于此，應當從全壽命成本出發，對輸電線路進行科學地設計，提高輸電線路的環保性、經濟性、實用性，如此才能改善現狀，使輸電線路有效應用且為企業創造較高的經濟效益。所以，基于全壽命成本的輸電線路設計是非常必要的。

1 基于全壽命成本的輸電線路設計

1.1 全壽命成本分析

全壽命成本是指工程項目建設全程所用成本的總和，包括項目規劃、方案設計、施工、運行、老化等環境的所用費用。而全壽命成本分析則是在工程項目全壽命周期內，考慮各個環節所用成本，盡可能地追求成本最小化、利益最大化。全壽命成本分析是一種經濟評估方式，通過對各個環節成本的分析及考慮，盡可能地降低成本使用及成本浪費，實現項目成本最低，項目方案最佳。所以在進行輸電線路設計中，基于全壽命成本展開設計，可以全方面地考慮輸電線路使用過程中可能存在的成本浪費情況，進而科學設計，必然能夠降低輸電線路成本，并且提高輸電線路應用效果。

1.2 基于全壽命成本的輸電線路設計理念

基于以上內容，對基于全壽命成本的輸電線路設計理念進行分析，確定設計理念的出發點是考慮輸電線路全壽命成本，對凡是在全壽命期內可能影響輸電線路的因素進行綜合分析與規劃，并以此為依據，科學、合理地進行輸電線路設計，提出最優方案。當然，在具體方案設計中，基于此理念出發進行輸電線路設計，因輸電線路實際使用存在不確定性，為了提高設計方案的應用性，應當高度重視以下兩方面的考慮：

1.2.1 輸電線路的安全性、經濟性、實用性。基于全壽命成本進行的輸電線路設計重點分析和考慮的是輸電線路各個環節成本問題，如若不注重輸電線路安全、經濟、實用方面的考慮，輸電線路設計方案的使用價值同樣會受到影響。所以在進行輸電線路設計中，注意在加強各個環節成本控制的同時，還要注意結合實際情況，合理選用施工方法、絕緣材料等，降低輸電線路成本，提高輸電線路的安全性、實用性。

1.2.2 依照全壽命成本方法，分析和研究線路及施工環節等。設置在露天環境的輸電線路在運行過程中易受到自然災害、運行消耗等方面的影響，導致線路老化或磨損等，增大成本且影響線路使用效果。出于輸電線路成本及實際應用的考慮，在進行輸電線路設計中，應當依照全壽命成本方法來進行線路分析及研究，尤其是施工環節，為經濟、安全、有效使用輸電線路奠定基礎。

2 基于全壽命成本的預測模型

輸電線路全壽命周期內所有成本的有效預測，有利于合理進行輸電線路設計。在具體進行輸電線路全壽命成本預測過程中，應當根據全壽命成本的比較，對原設計的輸電線路進行反饋，進而提出改進設計方案，如此可以符合輸電線路建設全壽命理念要求。

當然，構建輸電線路全壽命成本的預測模型是前提條件。理想化地進行輸電線路設計、施工、運用分析，在此基礎上構建輸電線路全壽命成本的預測模型，將原設計的輸電線路的反饋信息，代入到模型中，可以直接預測出輸電線路存在的缺陷，以此為依據進行科學的設計，有利于降低輸電線路成本，提高輸電線路使用性和安全性。

參考相關資料，確定輸電線路全壽命成本預測模型構建流程是：明確輸電線路的確定性已知條件→基于常規型設計經驗進行輸電線路后續本體設計假定→確定模糊的假設條件→全壽命成本設計→構建預測模型。另外，要想基于全壽命成本進行輸電線路設計，還要明確全壽命成本表示方法，確定模糊建設及條件及設計參數，計算路徑相關的成本現值、導地線的全壽命成本現值、桿塔的全壽命成本現值、基礎的全壽命成本現值、絕緣子的全壽命成本現值、金具的全壽命成本現值、防雷及接地的全壽命成本現值、其他成本的全壽命成本現值之和，即可得到輸電線路的全壽命成本。

3 基于全壽命成本的輸電線路設計方法

那么，如何運用基于全壽命成本的輸電線路設計方法呢？具體的做法是：

3.1 確定輸電線路全壽命成本構成

輸電線路全壽命成本構成：

3.1.1 基于輸電線路組成，確定輸電線路是由桿塔、導線、絕緣子、金具、防雷設施等部分組成，因此輸電線路全壽命成本包括基礎成本、桿塔成本、導線成本、絕緣子成本、金具成本、接地成本及其成本，如此可以計算出輸電線路組成方面的全壽命成本。

3.1.2 基于輸電線路運行，確定輸電線路運行方面的全壽命成本，即建設成本、檢修成本、失效成本、能耗成本等，進而計算出輸電線路運行方面的全壽命

成本。

3.2 選用恰當方法建立預測模型

在明確輸電線路全壽命成本構成之后，需要構建全壽命成本預測模型。全壽命成本預測模型構建方法以類比法、參數法、仿真法為主。其中類比法是先擬建輸電線路結構形式、規模等，選擇與之相似的輸電線路項目，進而利用其成本計算模型，結合此次輸電線路項目情況，構建輸電線路全壽命成本預測模型；參數法同樣是先選用與此次輸電線路項目相似的項目，了解相似輸電線路的物理特性、成本數據、性能參數等，基于數學方法，建立與成本相關的函數關系式，如成本與時間的函數關系式等，對函數關系式進行分析，確定成本與主要特征參數之間的普遍規律，進而構建此次輸電線路項目的預測模型；仿真法則是利用計算機模擬影響輸電線路基礎成本、導線成本、接地成本等方面成本的參數，進而得到成本模擬參數，利用此參數可以構建預測模型。以上三種模型構建方法優缺點各異，設計人員應當結合輸電線路項目，選擇適合的方法進行輸電線路全壽命成本預測模型構建。

3.3 確定預測模型的主要參數

輸電線路全壽命預測模型構建的目的，是通過模型獲得主要參數，進而進行輸電線路全壽命成本計算，參考計算結果進行輸電線路的優化設計。那么如何確定輸電線路預測模型的主要參數呢？通常情況下，參考相似輸電線路項目的相關數據，假定輸電線路的主要參數，進而進行輸電線路預測成本計算，結合輸電線路項目實際情況，得出主要參數。

3.4 全壽命成本計算

基于輸電線路全壽命成本預測模型，對輸電線路各個環節的成本進行計算，再將各個環節的成本相加，如此可以得到輸電線路全壽命成本。但是需要注意的是，輸電線路全壽命成本計算過程中，需要將相關參數帶入模型再進行計算。如計算輸電線路導線成本時，需要將材料成本、建造成本帶入到輸電線路全壽命成本模型

中，即：

式中：i為公里數。

4 結語

在我國大力推進電力事業的當前，輸電線路作為電力系統重要組成部分，其運行好壞直接影響電力系統質量、供電效果及電力企業經濟效益。為此，應當從輸電線路設計階段著手，優化設計，提高輸電線路的經濟性、安全性、實用性。基于全壽命成本的輸電線路設計方法是非常適合的，在具體進行輸電線路設計中，基于全壽命成本考慮，對輸電線路各個環節成本進行分析，同時優化輸電線路施方法、選材等方面的設計，如此可以使輸電線路經濟性、安全性、實用性得以提高。

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