電力設備全壽命周期成本管理方法

熊云鵬

（浙能天然氣運行有限公司，浙江杭州 310051）

0 引言

電力系統的完整性是由其間的各個環節共同協作而構成的[1]。不同的電網環節，需要專門的機構進行管理和維護，確保各個環節的運行正常。以配電環節為例，不同部門管控不同方面，如配電設備的規劃、采購、安裝、運營、退役等[2]。一旦某個環節同其他環節的協調出錯，勢必造成資源的浪費，更會威脅配電環節的安全運行。在實踐中，各個部門在工作時，往往只考慮自己的環節，只能實現自己環節的最優化，缺乏全局意識。因此，實踐中很難達到全局最優或者全壽命周期最優[3]。對電力設備后期的擴建和改造十分不利，對電力企業成本控制和科學決策也有不良影響。

1 全壽命周期成本管理概述

1.1 壽命周期

任何設備都是有“壽命周期”，具體指的是從規劃設計設備開始，一直到設備報廢為止的過程[4]。因此，從長度上以及定義上，可以將設備的“壽命周期”具體分為4 個大類。

1.1.1 使用壽命

設備的自然壽命也稱使用壽命，是指設備物理上的壽命。具體是指從設備投運開始，一直到設備因為物理原因而不能使用，最終進行設備報廢為止的這段時長。一般來說，除了特殊原因，否則設備的使用壽命是固定的。

1.1.2 技術壽命

如果說，使用壽命反映的是設備使用的過程，技術壽命則反映的是設備在使用過程中的磨損過程。具體指從設備投運開始，一直到設備因為磨損原因而不能使用，最終進行設備報廢為止的這段時長。不同于使用壽命，設備的技術壽命可以因不斷提高的制造工藝而得以延長。因此，在設備的技術壽命表現為動態的變量。延長的技術壽命可以讓新設備在舊設備被淘汰前進行替換。對設備技術壽命的確定，可以提高設備的經濟性。

1.1.3 折舊壽命

不同于使用壽命和技術壽命，設備的折舊壽命表達的是設備的剩余價值。具體指從設備投運開始，設備的剩余價值就一直在變小，當設備的剩余價值為零時，這段時期稱為折舊壽命。需要注意的是，折舊壽命≠使用壽命。在實踐中，常常出現設備使用壽命沒到，但折舊壽命已過的情況。以我國現行的設備折舊辦法為例，大部分情況下是將折舊壽命等同于使用壽命，造成設備折舊率低，折舊年限長的情況。

1.1.4 經濟壽命

設備的經濟壽命設備經濟性的一種體現。具體指從設備投運開始，到設備經濟性不在、或設備運行成本增加時，這段時期稱為設備的經濟壽命。具體來說，在經濟前景分析中，一臺設備被另一臺設備替代所經歷的時間。在計算中，一般用設備總成本最低值出現時對應的時間作為該設備的經濟壽命。

1.2 壽命周期成本分析法及分析步驟

在明確設備各種壽命周期所代表的含義后，進行項目中與設備有關的決策，可以采取壽命周期成本分析法，以此為輔助手段，進行最終方案的選擇[5]。在進行壽命周期成本分析時，需要考慮整個壽命周期內設備的投入、運行、維護和最終處置成本及費用。具體來說，需要提供工程設計數據、設備的可靠性與維修性、設備的價格以及使用設備過程中的運行數據、操作數據和后期維修、保障的數據[6]。如圖1 所示。

圖1 壽命周期費用分析所需數據

此外，還可以采取施耐德電氣設備全壽命周期管理5 步曲（圖2）。①明確電力設備全壽命周期成本分析的任務和目標；②列出設備運行期間，可以完成項目的多種方案；③明確設備全壽命周期成本分析所要評價的要素以及量化方法；④提供科學、合理的設備全壽命周期成本評價方案；⑤依據研究結果，編制電力設備全壽命周期成本評價報告。

2 全壽命周期成本管理應用于電力設備管理的意義

同傳統的概念和方法相比，全壽命周期成本管理應用于電力設備管理符合當前設備運行的經濟性，可以有效提高企業的資源合理分配[7]。在實踐中，全壽命周期成本管理具有以下特點：

（1）除了要考慮設備的初始所需費用之外，還需將設備的技術壽命、折舊壽命和經濟壽命考慮在內。

（2）研究設備可行性之前，需要對設備的各種壽命周期加以考慮。

（3）對設備全壽命周期費用的考量，作為主要因素與其他技術規定一樣，設計開發之初就應考慮。

（4）深入研究初始成本與運營維護成本之間的權衡，系統效用與全壽命成本之間的合理權衡，以及生命周期成本與開發設置所需時間之間的合理有效的權重分配。

（5）為達到最佳權衡及獲得最佳方案，要選多種方案對系統各組成部分進行論證。

（6）準備可利用的費用數據庫。

上述各點的滿足情況直接決定了全壽命周期成本的評價結果。如果以上各要點不充分，則全壽命周期成本分析不會對正確的決策提供指導。

圖2 施耐德電力設備全壽命周期管理5 步曲

3 全壽命周期成本管理的具體應用

3.1 重視電力設備的安裝與維護

根據目前的計劃維護系統，對電力設備進行4 年大修和2年小修，平時需要進行故障修復工作，導致設備的過度維護。從某種意義上說，將大大縮短電力設備的使用壽命。為了保證電力設備運行的持續與高效，必須以預防為主，將故障檢修和狀態檢修同期進行。在電力機械生產運維中，應用全壽命管理，建立電力設備的履歷表，通過履歷表對現有的電力機械設備的使用情況、機械壽命做到一目了然，進而實現有效管理。如表1 所示。

表1 大型電力機械投入和使用例表

3.2 將使用過程中對電力設備的影響降到最低

電力設備在日常運行中會受到各種因素的影響。如在長期運行中，電力設備因雷擊、風暴、復冰等外界影響；機械轉子運作過程中發生碰撞產生機械疲勞等，最終導致機械的壽命周期縮短，嚴重的甚至造成電力設備發生安全和運行事故，增加維修成本。依據全壽命成本管理，采取機械“浴盆曲線”原則（圖3），分析設備的早期故障、偶發故障以及耗損故障，做到定期有針對性的檢查，將使用過程中對電力設備的影響降到最低。

3.3 實施狀態監測與故障診斷

圖3 浴盆曲線

旋轉機械轉子系統因其復雜的特性和支撐條件，在運行過程中常常受到非線性因素的影響，導致發生各種故障，影響旋轉機械壽命的同時，還會造成安全隱患和安全事故。

不斷進步的光纖與傳感技術，使電力設備運行維護中開始大力應用電子信息技術。在電力設備生產運維中，系統監控起著重要的作用。應用現代的系統監控，不僅節省人力，對提升電力設備的檢修效率也有巨大的作用。在實踐中，通過系統監控實現全方位、多維度診斷電力設備運行狀態，節省大量的設備檢修與維護時間。以美國和英國為例，應用全壽命管理前后機械維修費用支出明顯減少（表2）。

表2 應用全壽命管理前后機械維修費用支出

4 結語

綜上所述，我國電力企業在現階段的發展具備規模大、增長快以及種類多的特點。因此，對企業設備有著完好率以及可持續利用率的高要求。為此，需要相關從業人員，在實踐工作中總結經驗，為電力設備全壽命周期管理提供更好的方法。電力設備全壽命周期成本管理方法正是基于此開發出來。在實踐中，應用電力設備全壽命周期成本管理方法可以有效協調資產管理水平，提高運營效率、轉變管理方式、優化電網資產成本效益、提升資產質量、延長設備使用壽命。