基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計(jì)方法研究

葉世順 朱偉俊

（中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司湖南長沙410000）

基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計(jì)方法研究

葉世順 朱偉俊

（中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司湖南長沙410000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國電力系統(tǒng)的發(fā)展迅猛。為了保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，基于全壽命成本開展輸電線路設(shè)計(jì)具有重要意義。本文主要對全壽命成本分析的基本內(nèi)涵進(jìn)行了分析，并闡述了輸電線路全壽命成本的構(gòu)成，同時(shí)探討了基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計(jì)的影響因素，并提出了基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計(jì)方法，以供相關(guān)人員參考。

全壽命成本；輸電線路；設(shè)計(jì)方法

1 引言

輸電線路系統(tǒng)在電網(wǎng)中占據(jù)著重要的位置，絕大部分輸電線路均暴露在戶外，這在某種程度上會(huì)影響其使用壽命，維修頻繁，而在實(shí)際維修過程中，會(huì)造成人力、物力和財(cái)力不必要的浪費(fèi)，外加傳統(tǒng)的輸電線路設(shè)計(jì)中僅僅考慮了電氣、機(jī)械性能等方面的要求，缺少對經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等的考慮，因此，基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 全壽命成本分析的基本內(nèi)涵

（1）全壽命周期的經(jīng)濟(jì)分析是工程項(xiàng)目當(dāng)中對于投資決策的一種分析的工具，它主要運(yùn)用的是數(shù)學(xué)的方法，可以有效的指導(dǎo)人們?nèi)プ杂X的從工程項(xiàng)目的全壽命周期出發(fā)，綜合考慮所有的成本，從可行性的方案當(dāng)中，選擇最優(yōu)的投資方案；

（2）全壽命周期經(jīng)濟(jì)分析也是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種手段，它也可以利用計(jì)算來了解工程項(xiàng)目全壽命期限內(nèi)的直接的、間接的等多方面的成本，優(yōu)化設(shè)計(jì)施工的方案，指導(dǎo)對建筑材料的選擇，降低項(xiàng)目的全壽命成本，提高全壽命的效益；

（3）全壽命周期經(jīng)濟(jì)分析也是實(shí)現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)項(xiàng)目運(yùn)行的管理手段，主要是通過工程項(xiàng)目全壽命經(jīng)濟(jì)最有的原則，確定結(jié)構(gòu)在運(yùn)營期間的檢測維護(hù)、加固更換等措施；從上面的介紹來看，全壽命經(jīng)濟(jì)分析具有以下幾點(diǎn)較為明顯的特點(diǎn)：①全壽命經(jīng)濟(jì)分析的研究是貫穿了整個(gè)項(xiàng)目的壽命周期，考慮的時(shí)間有所增加，而且也非常符合項(xiàng)目的運(yùn)作；②全壽命經(jīng)濟(jì)分析的最終目標(biāo)是工程項(xiàng)目全壽命周期收益的最大化以及成本的最小化。

3 輸電線路全壽命成本的構(gòu)成

對輸電線路全壽命的成本構(gòu)成進(jìn)行分析主要指在輸電線路項(xiàng)目在全壽命周期中進(jìn)行規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)用以及老化直至廢除等一系列階段生成的成本總和，在設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)，輸電線路的全壽命成本會(huì)對輸線線路設(shè)計(jì)、施工以及實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行預(yù)測，但未對輸電線路全壽命周期中偶然事件以及突發(fā)事件進(jìn)行分析。要按照不同的性質(zhì)對輸電線路進(jìn)行劃分，而這些成本構(gòu)成的劃分方式未能夠在輸電線路全壽命的成本預(yù)測中得到較好的應(yīng)用，究其原因主要在于，各段線路的成本數(shù)據(jù)不夠完整，這樣一來盡管技術(shù)人員能夠?qū)υO(shè)計(jì)時(shí)期以及建設(shè)時(shí)期的成本進(jìn)行確定，但難以預(yù)測輸電線路后期運(yùn)營階段的成本，并且難以突出輸電線路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。另外，雖然輸電線路的結(jié)構(gòu)較為簡單，但是分布在輸電線路中不同部件的使用壽命長短不一，這就很容易導(dǎo)致輸電線路在實(shí)際運(yùn)營過程中計(jì)算不同種類的成本的難度有所增加。因此，為了有效的反映輸電線路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，技術(shù)人員可以按照輸電線路設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)過程，對主要部件的主要特性進(jìn)行分析，并分層次對其成本進(jìn)行分析。

4 基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計(jì)的影響因素

4.1 線路選擇

輸電線路在架設(shè)之前要規(guī)劃好具體的路徑，路徑方案的科學(xué)與否也是影響全壽命周期成本的一大因素。受各地政府規(guī)劃等因素限制，在路徑設(shè)計(jì)時(shí)往往出現(xiàn)“舍近求遠(yuǎn)、因小失大”，到工程結(jié)束后竣工核算才發(fā)現(xiàn)成本造價(jià)過高。具體表現(xiàn)：①路徑成本。若路徑方案設(shè)計(jì)不當(dāng)則會(huì)導(dǎo)致成本成倍增加，如：少數(shù)單位因確定線行時(shí)受外部因素影響，對野外郊區(qū)的地理環(huán)境不熟悉，輸電線路桿塔架設(shè)成曲線，使得輸電線路材料使用量增大，工程成本投資也明顯變多。②開發(fā)成本。由于輸電線路架設(shè)作業(yè)涉及范圍較廣，桿塔架設(shè)需要投入相應(yīng)的開發(fā)成本，即“賠償金額”。而電力部門因受地方政府規(guī)劃等因素影響，在線路建設(shè)中不得不開發(fā)林業(yè)區(qū)、采礦區(qū)、危險(xiǎn)區(qū)等地域，開發(fā)成本要比其它區(qū)域高很多。

4.2 線路絕緣設(shè)計(jì)

絕緣體能夠有效確保輸電線路的安全，當(dāng)線路絕緣配合設(shè)計(jì)失效時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致輸電線路發(fā)生故障的頻率有所增加，出現(xiàn)跳閘、雷擊、污閃等問題。此外，若包裹在輸電線路外部的絕緣層材料等級較差時(shí)也會(huì)縮短線路的壽命，影響到線路的全壽命周期。線路絕緣子受到雷擊、雨水、冰凍等自然環(huán)境影響后，絕緣性能均會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞，電力部門會(huì)及時(shí)搶修或更新絕緣子，由此產(chǎn)生的維修費(fèi)用也是全壽命周期成本的一部分。

4.3 導(dǎo)線選擇

在基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡量合理選擇輸電線路導(dǎo)線，導(dǎo)線選擇是應(yīng)影響輸電線路全壽命的最主要的因素。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，針對多種導(dǎo)線，需全面對比分析其性能、構(gòu)造和材料，然后依據(jù)具體的輸電線路設(shè)計(jì)方案合理選擇。

5 基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計(jì)方法

5.1 優(yōu)化選擇輸電線路

在輸電線路中應(yīng)科學(xué)優(yōu)化選擇，在選擇線路時(shí)，應(yīng)盡可能地規(guī)避受自然災(zāi)害影響比較多的地方，進(jìn)而確保輸電線路的安全性；在無法避免的線路中應(yīng)重新選擇輸電線路，還可以對其采用多種保護(hù)，因此，優(yōu)化選擇輸電線路異常重要。

5.2 全面分析客觀因素

在輸電線路的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)全面分析天氣因素，這主要是因?yàn)樘鞖庖蛩赜绊懼旊娋€路工程造價(jià)及其運(yùn)行安全性，應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r，制定相應(yīng)的輸電線路設(shè)計(jì)方案，如果風(fēng)力較大，則會(huì)影響電線桿的穩(wěn)定性，對此必須采取有效防護(hù)措施。另外，還應(yīng)盡量保護(hù)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，若因保護(hù)不合理施工引發(fā)水土流失，則會(huì)對電線桿的穩(wěn)定性構(gòu)成威脅，因此，應(yīng)全面分析客觀因素。

5.3 對輸電線路全壽命成本預(yù)測模型研究的流程

分析研究后輸電線路的全壽命周期成本實(shí)質(zhì)在于設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)，在系統(tǒng)所規(guī)定的決策信息的基礎(chǔ)下，對輸電線路的全壽命周期內(nèi)跟成本有關(guān)的問題都進(jìn)行預(yù)測，并按照全壽命的成本的比優(yōu)化輸電線路的設(shè)計(jì)，確保建設(shè)輸電線路能夠跟全壽命的理念要求相符合。具體的研究流程如下所述：①要對預(yù)測輸電線路全壽命成本的基本條件進(jìn)行界定，即在輸電線路正常的運(yùn)行過程中進(jìn)行此項(xiàng)工作，不需要對輸電線路全壽命周期中村的不穩(wěn)定因素進(jìn)行考慮。②確定了部分輸電線路后，在原先傳統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對輸電線路的后續(xù)線路進(jìn)行假定，即可以根據(jù)后續(xù)設(shè)計(jì)部件的一些參數(shù)，部件的大約型號等等，計(jì)算輸電線路各個(gè)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中的全壽命成本。

6 結(jié)語

總而言之，本文提出的這種基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計(jì)方法是一個(gè)較為新穎的輸電線路設(shè)計(jì)方法，它的出現(xiàn)對以后輸電線路的運(yùn)行以及創(chuàng)新都是具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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TM75

A

1004-7344（2016）30-0079-01

?析全壽命成本輸電線路設(shè)計(jì)的方法[J].大科技，2015（16）：23.

2016-10-6

葉世順（1975-），男，工程師，碩士，主要從事電力線路設(shè)計(jì)等工作。