變電站主變壓器布置方式技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

周 波，丁 榮，徐 寧，徐 楠

（國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，河北 石家莊 050021）

0 引言

2018 年初，國(guó)家電網(wǎng)有限公司提出了工程造價(jià)管理“四個(gè)必須、八個(gè)轉(zhuǎn)變”的工作部署，全力推進(jìn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理工作的高質(zhì)量發(fā)展，技術(shù)經(jīng)濟(jì)專(zhuān)業(yè)管理應(yīng)以全生命周期成本（Life Cycle Cost，LCC）最優(yōu)為目標(biāo)，其中明確指出“根據(jù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)部門(mén)提供的電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行、故障處理等運(yùn)行維護(hù)成本數(shù)據(jù)，統(tǒng)籌考慮項(xiàng)目的建設(shè)成本和運(yùn)行維護(hù)成本，使用全生命周期分析方法，對(duì)工程設(shè)備選型、布局方案等進(jìn)行統(tǒng)籌優(yōu)化，確保全生命周期成本最優(yōu)”。

國(guó)內(nèi)外基于LCC 分析的設(shè)備管理相關(guān)研究已有較多成果。在變電工程LCC 模型構(gòu)建方面：臧寶剛、張林、崔新奇等根據(jù)變電項(xiàng)目成本特點(diǎn)，建立了變電站各類(lèi)設(shè)備的LCC模型［1-3］；郭基偉等［4］將Monte-Carlo 方法應(yīng)用于主變壓器運(yùn)行的故障情況模擬，可準(zhǔn)確模擬主變壓器LCC 費(fèi)用；李濤等［5］針對(duì)變電設(shè)備LCC 管理中的不確定性因素，將盲數(shù)理論引入模型，通過(guò)置信區(qū)間測(cè)算提升了結(jié)果的可信度；姜益民等［6］構(gòu)建了電力變壓器的LCC 測(cè)算模型；Hoskins R P 等［7］結(jié)合電力企業(yè)資產(chǎn)管理實(shí)際，提出了結(jié)構(gòu)化的設(shè)備成本管理模型；殷可等［8］對(duì)500 kV變壓器LCC 分析選型方案進(jìn)行了深入分析；孫鵬等［9］建立了基于Marquardt 法參數(shù)估計(jì)的變電設(shè)備故障概率評(píng)估模型，趙建利等［10］建立了基于威布爾分布的電氣設(shè)備缺陷率分析模型，并測(cè)算確定了最佳擬合分布函數(shù)參數(shù)。現(xiàn)有研究重點(diǎn)聚焦于變壓器LCC 測(cè)算、設(shè)備選型對(duì)比、故障概率擬合等方面，尚無(wú)針對(duì)變電站主變壓器不同布置方式下的LCC 對(duì)比測(cè)算成果。

對(duì)變電站主變壓器不同布置方式下的LCC 進(jìn)行對(duì)比測(cè)算，包括初始投資成本、運(yùn)行維護(hù)成本、故障成本、退役處置成本等，建立了基于威布爾分布并用遺傳算法求解的故障率模型，提出了一種主變壓器布置方式技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析模型。

1 變電站主變壓器布置方式全生命周期成本評(píng)價(jià)

在開(kāi)展主變壓器布置方式LCC 分析中，成熟的評(píng)價(jià)方法分為兩大類(lèi)： 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法和效益分析法。技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法主要有：凈現(xiàn)值、凈年值、內(nèi)部收益率、投資回收期法；效益分析法主要有費(fèi)用效益法。內(nèi)部收益率、投資回收期法主要用于項(xiàng)目方案的可行性評(píng)價(jià)，而不能用于方案的優(yōu)化比選；費(fèi)用效益法常應(yīng)用于工程建設(shè)的后評(píng)價(jià)，應(yīng)用于方案決策階段時(shí)，準(zhǔn)確度不夠高。故進(jìn)行全壽命周期變電設(shè)備布置方式的評(píng)價(jià)和決策時(shí)，主要考慮凈現(xiàn)值法和凈年值法。

1）凈現(xiàn)值法。

凈現(xiàn)值法將主變壓器全生命周期內(nèi)各年的成本按一定的折現(xiàn)率折現(xiàn)為現(xiàn)值的代數(shù)和，再進(jìn)行比較，計(jì)算公式為

式中：CI為現(xiàn)金流入；CO為現(xiàn)金流出；（CO-CI）t為第t年的成本；i 為綜合考慮時(shí)間價(jià)值和通貨膨脹率之后的折現(xiàn)率；VNP為凈現(xiàn)值；n 為計(jì)算期。

2）凈年值法。

凈年值法將變電設(shè)備全生命周期內(nèi)各年的成本按一定折現(xiàn)率折現(xiàn)并分?jǐn)偟接?jì)算期內(nèi)各年的等額年值進(jìn)行比較，計(jì)算公式為

LCC 管理的目的是分析測(cè)算不同方案之間的成本差異，為決策提供一個(gè)統(tǒng)一的量化依據(jù)。在建模前做出如下約定： 在對(duì)不同方案的LCC 進(jìn)行測(cè)算對(duì)比時(shí)，不再將其共同擁有且對(duì)成本差異影響敏感度較低的費(fèi)用計(jì)列在內(nèi)；測(cè)算的成本費(fèi)用均為單位設(shè)備成本費(fèi)用；采用凈現(xiàn)值和凈年值對(duì)比結(jié)果完全相同，為計(jì)算簡(jiǎn)便統(tǒng)一采用凈現(xiàn)值。

2 主變壓器布置方式技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析模型

2.1 成本構(gòu)成分析

變電設(shè)備LCC 是指在滿(mǎn)足穩(wěn)定性、可靠性的基礎(chǔ)上，各類(lèi)設(shè)備從采購(gòu)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)直至設(shè)備退役期間產(chǎn)生所有的成本。根據(jù)變電工程實(shí)際情況，可將成本費(fèi)用分為以下4 項(xiàng)內(nèi)容：投資成本、運(yùn)行維護(hù)成本、故障成本、退役處置成本。

1）初始投資成本。

初始投資成本是指在變電站正式投入運(yùn)行以前，建設(shè)和調(diào)試期內(nèi)所產(chǎn)生的全部費(fèi)用，主要由設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、建安工程費(fèi)組成。

設(shè)備購(gòu)置費(fèi)包括設(shè)備費(fèi)和運(yùn)輸費(fèi)。其中設(shè)備費(fèi)主要指設(shè)備的采購(gòu)價(jià)格（含包裝的費(fèi)用）；運(yùn)輸費(fèi)包括了設(shè)備的交通（從生產(chǎn)廠(chǎng)家至施工現(xiàn)場(chǎng)）費(fèi)用、上下站裝卸費(fèi)、報(bào)關(guān)費(fèi)、運(yùn)輸保險(xiǎn)費(fèi)等。

建安工程費(fèi)由建筑工程費(fèi)和安裝工程費(fèi)組成。建筑工程費(fèi)是指在建筑生產(chǎn)過(guò)程中直接消耗在建筑對(duì)象上的有關(guān)費(fèi)用和為工程項(xiàng)目服務(wù)的有關(guān)費(fèi)用，包括完成變電工程各類(lèi)建筑物等設(shè)施的建設(shè)所發(fā)生的直接費(fèi)、間接費(fèi)、利潤(rùn)和稅金。安裝工程費(fèi)，是指在安裝設(shè)備過(guò)程中花費(fèi)的所有費(fèi)用，包括完成變電工程各類(lèi)設(shè)備、管道、線(xiàn)纜及輔助設(shè)施的組合、裝配、調(diào)試所發(fā)生的直接費(fèi)、間接費(fèi)、利潤(rùn)和稅金。

2）運(yùn)行維護(hù)成本。

運(yùn)行維護(hù)成本指的是在變電設(shè)備運(yùn)行期間所發(fā)生的一切費(fèi)用的總和，包括運(yùn)行成本、維護(hù)成本。鑒于變電設(shè)備發(fā)生故障具有一定偶然性和突發(fā)性，因此將故障成本單獨(dú)計(jì)列。

運(yùn)行成本是設(shè)備運(yùn)行期間一切費(fèi)用的總和。主變壓器運(yùn)行成本，主要是指變壓器的運(yùn)行損耗，即電能損耗，包括單臺(tái)變壓器的空載有功損耗（即鐵損）和單臺(tái)變壓器的短路有功損耗（即銅損）。

維護(hù)成本是變電站設(shè)備在壽命期間內(nèi)定期更換零部件以及搶修、維護(hù)時(shí)所需要的人工費(fèi)、材料費(fèi)、機(jī)械費(fèi)等，可以分為日常巡視維護(hù)費(fèi)用、例行檢查費(fèi)用以及大修費(fèi)用。

3）故障成本。

故障成本指的是在運(yùn)行過(guò)程中，由于變電設(shè)備發(fā)生缺陷、故障導(dǎo)致停電所帶來(lái)的人工費(fèi)、材料費(fèi)、機(jī)械費(fèi)、電費(fèi)損耗等。故障成本一般由變電站平均年故障率、故障發(fā)生時(shí)間、中斷供電功率和相關(guān)用戶(hù)性質(zhì)等因素所決定。

4）退役處置成本。

在設(shè)備無(wú)法達(dá)到使用性能或安全性能的要求時(shí)，應(yīng)該及時(shí)退役舊設(shè)備并更換新設(shè)備。退役處置成本指的是設(shè)備被淘汰后，清理、銷(xiāo)毀該產(chǎn)品所需支付的費(fèi)用。部分電氣設(shè)備退役時(shí)還具有殘值，可回收部分費(fèi)用。

2.2 基于遺傳算法的主變壓器布置方式LCC 測(cè)算模型

主變壓器全生命周期成本LCC的數(shù)學(xué)模型可以表示為

式中：IC初始投資成本；OCj為第j 年的運(yùn)行維護(hù)成本；GCj為第j 年的故障成本；DC為退役成本。

1）初始投資成本。

初始投資成本IC包括設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、建安工程費(fèi)。即

式中：IC0為單位設(shè)備的初始投資成本，包括設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用ICB和建安工程費(fèi)ICC；i 為折現(xiàn)率；k 為設(shè)備投入運(yùn)行的年份，針對(duì)當(dāng)年建成投產(chǎn)的工程，k=0。

2）運(yùn)行維護(hù)成本。

運(yùn)行維護(hù)成本包括運(yùn)行成本和維護(hù)成本。即

式中：OC為運(yùn)行維護(hù)成本，包括運(yùn)行成本OCO和維護(hù)成本OCM。

設(shè)變壓器每年的電能損耗為ΔW，則可表示為

式中：ΔW 為電能損耗，MWh；P0為單臺(tái)變壓器的鐵損（即空載有功損耗），MW；P1為單臺(tái)變壓器的銅損（即短路有功損耗），MW；T0為變壓器年運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，h；β 為變壓器的負(fù)載率；τ 為年最大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，h。

可得運(yùn)行成本計(jì)算公式為

式中：E0為電價(jià)，元／kWh。

維護(hù)成本通常是使用者根據(jù)一定的經(jīng)驗(yàn)和設(shè)備運(yùn)行規(guī)律按照一定的時(shí)間間隔進(jìn)行周期性維護(hù)。維護(hù)成本計(jì)算公式為式中：t 為主變壓器運(yùn)行年限；T 為主變壓器維護(hù)周期；f（x）為整數(shù)函數(shù)（如果x 為整數(shù)，則函數(shù)輸出為1；如果x 不為整數(shù)，則函數(shù)輸出為0）；OCM0為主變壓器維護(hù)一次的費(fèi)用。

3）故障成本。

為方便計(jì)算，將故障成本進(jìn)行區(qū)分如下：一是設(shè)備發(fā)生故障造成的故障停電成本；二是故障發(fā)生后對(duì)設(shè)備進(jìn)行搶修產(chǎn)生故障修復(fù)成本；三是故障停電給電力用戶(hù)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，即設(shè)備故障引起的故障懲罰成本。變壓器的故障成本公式為

式中：α 為停電區(qū)域的平均售電價(jià)格；W 為故障設(shè)備的平均輸出功率；TD為故障持續(xù)時(shí)間；λ（R+C）為設(shè)備發(fā)生故障后的修復(fù)成本和懲罰成本；λ 為變電設(shè)備的年平均故障數(shù)；R 為故障的搶修成本；C 為故障的懲罰成本（即故障停電導(dǎo)致的用戶(hù)停電損失）。

在成本計(jì)算中，通過(guò)設(shè)備發(fā)生不同類(lèi)型缺陷的概率及缺陷引發(fā)故障的概率測(cè)算故障成本。

文獻(xiàn)［10］發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷率函數(shù)遵循威布爾分布，表示為

式中：β 為形狀參數(shù)，描述曲線(xiàn)的開(kāi)關(guān)；η 為曲率參數(shù)，表示坐標(biāo)尺度。當(dāng)β=1 時(shí)，缺陷率呈常數(shù)，可描述缺陷模型中的偶然缺陷期；當(dāng)β>1 時(shí)，缺陷率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，可描述缺陷模型中的耗損缺陷期。通過(guò)對(duì)同一類(lèi)型電氣設(shè)備的歷史缺陷率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可對(duì)基于威布爾分布的缺陷率曲線(xiàn)分段擬合，求得各階段的參數(shù)β和η。

文獻(xiàn)［10］指出，偶然缺陷期函數(shù)分布與設(shè)備狀態(tài)無(wú)關(guān)，此時(shí)缺陷率較小，往往傾向于確定的數(shù)值；隨著設(shè)備進(jìn)入耗損缺陷期，此時(shí)設(shè)備缺陷的發(fā)生率與設(shè)備運(yùn)行時(shí)間及自身狀況有關(guān)，并且隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，設(shè)備發(fā)生致命缺陷的概率也在增長(zhǎng)?；诖?，通過(guò)缺陷率函數(shù)構(gòu)造運(yùn)行的目標(biāo)函數(shù)，在迭代計(jì)算威布爾分布函數(shù)的過(guò)程中，識(shí)別出偶然期缺陷率數(shù)值偏小的特征，得到設(shè)備偶然缺陷期函數(shù)φ1（ti）和耗損缺陷期函數(shù)φ2（ti），以在分界點(diǎn)L 為節(jié)點(diǎn)，設(shè)定在L 之前，構(gòu)建以分布函數(shù)累加和最小為目標(biāo)的函數(shù)M（L）為：

本文在擬合設(shè)備缺陷率時(shí)所使用遺傳算法計(jì)算流程如圖1 所示，其中在適應(yīng)度函數(shù)的參數(shù)確定中，需滿(mǎn)足威布爾分布?xì)埐钇椒胶妥钚。幢ＷC最小。

圖1 遺傳算法擬合設(shè)備缺陷率流程

結(jié)合工程實(shí)際，將設(shè)備缺陷劃分為3 類(lèi)：一般缺陷、嚴(yán)重缺陷和危急缺陷。假設(shè)3 種缺陷中一般缺陷發(fā)生的概率為α1，嚴(yán)重缺陷發(fā)生的概率為α2，危急缺陷發(fā)生的概率為α3（α1+α2+α3=1），每次缺陷發(fā)生帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失為c1、c2、c3。假設(shè)缺陷發(fā)生導(dǎo)致故障發(fā)生的概率為γ，每次故障發(fā)生帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失為c4，設(shè)備每年對(duì)應(yīng)發(fā)生的缺陷率為φ（t），得到模型如下：

每臺(tái)設(shè)備每年發(fā)生缺陷的次數(shù)為

每臺(tái)設(shè)備每年發(fā)生故障的次數(shù)為

每年缺陷帶來(lái)的損失為

每年由于發(fā)生故障帶來(lái)的損失為

每年的故障成本為

4）退役成本。

綜合考慮設(shè)備退役的各項(xiàng)成本，將退役處置成本分解為設(shè)備退役處置費(fèi)用和設(shè)備退役殘值收入。

式中：DCO為設(shè)備退役處置費(fèi)用；DCI為設(shè)備殘值。

3 算例分析

3.1 A 市主變壓器布置方式分析

位于河北省東南部的A 市是臨?；こ鞘校黝?lèi)鋼鐵、化工廠(chǎng)相對(duì)集中，易形成酸雨和鹽霧，各類(lèi)電氣設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。

對(duì)A 市沿海地區(qū)的12 座220 kV 變電站開(kāi)展主變壓器運(yùn)行情況調(diào)研，收集包括主要變電設(shè)備基本參數(shù)、布置形式及設(shè)備運(yùn)行損耗、日常維護(hù)、缺陷消除、故障處理、退役處置在內(nèi)的700 余項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，針對(duì)沿海地區(qū)主變壓器設(shè)備布置方案以A 市的變電工程為基礎(chǔ)開(kāi)展測(cè)算。

1）人工費(fèi)為

式中：R 為人工費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，按照500 元／（天·人）計(jì)取；P為用工人數(shù)；D 為用工天數(shù)；Nb為變電站內(nèi)的主變壓器臺(tái)數(shù)；Ng為變電站內(nèi)的GIS 間隔數(shù)。

2）車(chē)輛使用費(fèi)為

式中：S 為車(chē)輛使用費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，按照400 元／（天·輛）計(jì)??；L 為用車(chē)數(shù)量。

3）設(shè)備缺陷次數(shù)按照遺傳算法擬合的威布爾分布函數(shù)進(jìn)行測(cè)算。

4）考慮退役成本按退役處置費(fèi)和退役殘值總和計(jì)算，按初始投資的5%計(jì)算。

5）以變電站投運(yùn)年為基準(zhǔn)年進(jìn)行測(cè)算，考慮資金的時(shí)間價(jià)值，折現(xiàn)率采用中國(guó)人民銀行長(zhǎng)期貸款利率，取4.99%。

3.2 A 市主變壓器布置方式LCC 測(cè)算

方案Ⅰ：220 kV 變電站戶(hù)內(nèi)布置主變壓器。投運(yùn)年按照2008 年計(jì)算，綜合考慮A 市沿海所有220 kV戶(hù)內(nèi)變電站情況進(jìn)行綜合測(cè)算。

方案Ⅱ：220 kV 變電站戶(hù)外布置主變壓器。投運(yùn)年按照2008 年計(jì)算，綜合考慮A 市沿海所有220 kV戶(hù)外變電站情況進(jìn)行綜合測(cè)算。

以2008 年為基準(zhǔn)年，考慮資金的時(shí)間價(jià)值，對(duì)沿海220 kV 戶(hù)內(nèi)變電站主變壓器和沿海220 kV 戶(hù)外變電站主變壓器的LCC 進(jìn)行測(cè)算，假定新建項(xiàng)目投資均發(fā)生在投產(chǎn)年年底，按凈現(xiàn)值折算后，折算為同等建設(shè)規(guī)模，得到2 個(gè)方案的凈現(xiàn)值成本情況。

1）初始投資成本。

初始投資成本包括建筑費(fèi)用、設(shè)備費(fèi)用、安裝費(fèi)用和其他費(fèi)用見(jiàn)表1。

表1 初始投資成本動(dòng)態(tài)投資對(duì)比表 萬(wàn)元

2）運(yùn)行成本。

2 種方案中，單臺(tái)變壓器銅損系數(shù)為689.5 kW，鐵損系數(shù)為114.4 kW，變壓器年運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)為8 760 h，變壓器負(fù)載率為34%，年最大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)為3 000 h，購(gòu)電價(jià)格按照0.45 元／kWh 計(jì)算，運(yùn)行年限40 年。

經(jīng)計(jì)算，2 種布置方式下主變壓器的運(yùn)行成本無(wú)差異，主變壓器運(yùn)行成本凈現(xiàn)值均為853.13 萬(wàn)元。

3）維護(hù)成本。

（a）日常維護(hù)成本。

方案Ⅰ日常維護(hù)方案為巡視周期為3 天1 次，每次需2 人，時(shí)長(zhǎng)2 h，1 輛皮卡。

方案Ⅱ日常維護(hù)方案為巡視周期為3 天1 次，每次需4 人，時(shí)長(zhǎng)4 h，2 輛皮卡。

按生命期40 年折算到基準(zhǔn)年，方案Ⅰ日常維護(hù)成本凈現(xiàn)值為22.51 萬(wàn)元，方案Ⅱ日常維護(hù)成本凈現(xiàn)值為45.03 萬(wàn)元。

（b）例行檢查維護(hù)成本。

2 種布置方式下的例行維護(hù)周期均為2 190 天1 次，每次檢查需1 天，每次檢查需60 人，材料費(fèi)214.28 元／次，機(jī)械費(fèi)1 900 元／次。

按生命期40 年計(jì)算，例行維護(hù)成本凈現(xiàn)值均為0.71 萬(wàn)元。

（c）大修成本。

按生產(chǎn)正常規(guī)定： 變壓器退役年限為40 年，戶(hù)外變壓器應(yīng)在20 年進(jìn)行一次大修，戶(hù)內(nèi)變壓器在壽命期內(nèi)不進(jìn)行大修。

方案Ⅰ戶(hù)內(nèi)站變壓器不發(fā)生大修。方案Ⅱ220 kV戶(hù)外變電站主變壓器壓器使用20 年時(shí)，進(jìn)行返廠(chǎng)大修，費(fèi)用依據(jù)大修合同計(jì)列，大修成本凈現(xiàn)值為12.48 萬(wàn)元。

4）故障成本。

（a）缺陷和故障處理方案。

2 種布置方式下主變壓器缺陷處理方案如下：一般缺陷處理每次需要檢修人員4 人，2 輛皮卡，時(shí)長(zhǎng)1 天；嚴(yán)重缺陷處理每次需要檢修人員8 人，2 輛皮卡，時(shí)長(zhǎng)2 天；危急缺陷處理每次需要檢修人員12 人，2 輛皮卡，時(shí)長(zhǎng)8 天；故障處理每次需要檢修人員15 人，2 輛皮卡，時(shí)長(zhǎng)15 天。

220 kV 主變壓器缺陷和故障處理費(fèi)用明細(xì)如表2 所示。

表2 缺陷、故障處理費(fèi)用明細(xì) 元／次

（b）缺陷和故障發(fā)生次數(shù)。

使用A 市沿海地區(qū)的12 座220 kV 變電站2008—2019 年的運(yùn)行維護(hù)實(shí)際計(jì)數(shù)據(jù)，采用2.2 節(jié)建立的遺傳算法擬合威布爾分布趨勢(shì)數(shù)據(jù)方法，擬合確定220 kV 戶(hù)內(nèi)變壓器設(shè)備缺陷率函數(shù)參數(shù)如表3 所示，220 kV 戶(hù)外變壓器設(shè)備缺陷率函數(shù)參數(shù)如表4 所示。

表3 220 kV 戶(hù)內(nèi)變壓器缺陷率函數(shù)參數(shù)

表4 220 kV 戶(hù)外變壓器缺陷率函數(shù)參數(shù)

根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果建立的220 kV 戶(hù)內(nèi)變壓器設(shè)備缺陷分布函數(shù)模型如式（20）所示，220 kV 戶(hù)外變壓器設(shè)備缺陷分布函數(shù)模型如式（21）所示。根據(jù)結(jié)果繪制2 種布置方式下的缺陷分布曲線(xiàn)如圖2所示。

圖2 220 kV 戶(hù)內(nèi)、戶(hù)外變壓器缺陷率擬合曲線(xiàn)

根據(jù)A 市沿海地區(qū)的12 座220 kV 變電站2008—2019 年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，3 種缺陷中一般缺陷發(fā)生的概率為80%，嚴(yán)重缺陷發(fā)生的概率為15%，危急缺陷發(fā)生的概率為5%，缺陷發(fā)生導(dǎo)致故障發(fā)生的概率為3%。

故障成本計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5?？梢钥闯觯桨涪蚺c方案Ⅰ相比，故障成本高14.06 萬(wàn)元。

表5 故障成本凈現(xiàn)值表 萬(wàn)元

5）退役處置成本。

考慮退役成本按退役處置費(fèi)和退役殘值總和計(jì)算，按初始投資的5%計(jì)列，方案Ⅰ退役處置成本凈現(xiàn)值為-8.62 萬(wàn)元，方案Ⅱ退役處置成本凈現(xiàn)值為-8.57 萬(wàn)元。

6）LCC。

2 個(gè)方案的主變壓器LCC 凈現(xiàn)值見(jiàn)表6。由此可得方案Ⅰ單位容量LCC 為8.86 萬(wàn)元／MVA，方案Ⅱ單位容量LCC 為9.04 萬(wàn)元／MVA。

表6 主變壓器LCC 凈現(xiàn)值 萬(wàn)元

由表6 可知，雖然將主變壓器布置在戶(hù)內(nèi)增加了初始投資成本，但在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，戶(hù)內(nèi)運(yùn)行主變壓器的維護(hù)成本顯著低于戶(hù)外運(yùn)行主變壓器，按照LCC 進(jìn)行測(cè)算，戶(hù)內(nèi)布置主變壓器的綜合成本反而低于戶(hù)外布置的主變壓器。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)A 沿海地區(qū)220 kV 主變壓器戶(hù)內(nèi)外布置方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比測(cè)算發(fā)現(xiàn)，主變壓器戶(hù)內(nèi)布置方案的初始投資高于戶(hù)外布置方案，但綜合考慮運(yùn)行、維護(hù)、故障及退役處置成本后，戶(hù)內(nèi)布置方案的全生命周期成本低于戶(hù)外布置方案。

優(yōu)化設(shè)計(jì)階段設(shè)備布置方式。在類(lèi)似沿海地區(qū)A 的環(huán)境條件下進(jìn)行變電站設(shè)備布置設(shè)計(jì)時(shí)，采用主變壓器戶(hù)內(nèi)布置方案，相比主變壓器戶(hù)外布置能夠顯著降低設(shè)備運(yùn)維成本和故障損失，提升經(jīng)濟(jì)性，減少因設(shè)備腐蝕而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。

加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行階段成本管理。加強(qiáng)電氣設(shè)備運(yùn)行階段的成本管理，針對(duì)戶(hù)外布置的已投運(yùn)電氣設(shè)備，綜合采用加蓋頂棚、增設(shè)圍墻等方式降低惡劣氣候?qū)υO(shè)備的腐蝕，通過(guò)增加技術(shù)改造、大修投資降低運(yùn)行維護(hù)成本和故障損失，實(shí)現(xiàn)LCC 最優(yōu)。