第８期总第２３０期 ２０１３年８月 农业科技与装备 Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＮＯ．８ Ｔｏｔａｌ ＮＯ．２３０ Ａｕ２．２０１３ 基于全寿命周期成本的配电网规划方案评估 王 颖 （九台市供电有限公司，长春１３０５００） 摘要：从配电网规划项目的全寿命周期出发，综合考虑配电网规划项目在规划期内各阶段发生的成本，计及资金的时间价值，同时 考虑配电网络的功率平衡等约束条件，以配电网网架多阶段规划方案的总费用成本现值和最小为目标函数，建立配电网网架多阶 段规划的数学模型，得出可靠性与经济性相协调的配电网网架多阶段规划最优规划方案。 关键词：配电网规划；全寿命周期成本；成本控制；经济性 中图分类号：ＴＭ７１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—１１６１（２０１３）０８—００５２—０２ 配电网直接与用户相连，整个电力系统的供电能 力和质量都必须通过配电网来体现。配电系统可靠性 是整个电力系统结构及运行特性的集中反映。其可靠 性评估是配电网规划的重要环节之一。将全寿命周期 管理理念应用于配电网规划中时，需综合考虑投资、 运维、故障直至废弃各阶段的成本，其中故障成本直 接由规划方案的可靠性指标及停电损失来体现。在此 情况下，选择科学合理的停电损失计算方法对计算规 划方案的故障成本具有重要意义。 ２）随着电网公司对电网建设项目后评估研究的 重视，配电网规划项目经济评估指标体系和评估方法 成为研究热点。 ３）建设智能配电网是当前电网公司关心的热点 问题．其中分布式电源的应用是核心问题之一．这将 促进含分布式电源的配电网规划研究不断深入。 ４）当前输配电价改革的呼声日益高涨，使得电 价制度变化及用户侧电力市场改革对配电网规划模 型的影响，成为具有重要前瞻意义的研究课题。 １ 配电网规划的目标及研究重点 配电网的规划和设计由长期规划、网络规划设计 和施工三部分组成，其中长期规划是电力企业规划的 基本环节。从系统长远发展的观点出发，为获得尽可 能大的经济效益，规划人员应综合考虑城市地价、城 市建设布局等，对城市用电情况进行详细分析，在负 荷预测的基础上确定最优网络接线形式．并确定送电 电压、范围及最优化投资成本。 配电网规划是根据规划期间负荷预测的结果和 现有网络的基本状况，确定最优系统建设方案，在满 足负荷增长和安全可靠供应电能的前提下．使配电网 的建设和运行费用最小。在规划的各阶段，及时调整 电网供电可靠性、安全性与经济性．并尽量较少系统 寿命周期内的总费用。在电网规划工程项目的周期 内，综合考虑规划过程中可能发生的各类成本．在满 足电网安全稳定运行及供电质量的前提下达到经济 最优。 配电网规划方面的研究重点为： ２基于全寿命周期成本的配电网网架规划 在配电网规划过程中．规划人员需对我国传统电 力建设全过程工程造价管理模式进行改进，自决策阶 段综合考虑一次性建设成本和未来的运维、故障成 本。以取得各成本间的最佳平衡。 ２．１ 全寿命周期成本 电网规划项目的全寿命周期成本（Ｌｉｆｅ Ｃｏｓｔ Ｃｙ． ｃｌｅ，ＬＣＣ）管理就是将全寿命周期的理念应用于电力 系统，以规划项目寿命周期阶段的各项成本为研究对 象，以规划项目全寿命周期经济性最优为目标函数， 寻求同时满足经济效益和社会效益的最佳规划方案。 在电网规划项目中实施全寿命周期管理理念，确保在 安全稳定供电的前提下，以更加合理化的成本获得最 高的经济收益，实现企业资产全寿命周期整体收益的 最大化。当前，全寿命周期理论已在电力系统中得到 广泛应用，并取得了良好的社会效益和经济效益。 我国全寿命周期成本技术的研究起步很晚，但发 展很快。在电力系统领域，华东电网、上海电力以及高 校率先着手全寿命周期技术研究。从国内外研究现状 来看，全寿命周期技术已经取得了一定的成就，但是 仍然存在一些不足之处和局限性。例如：过于针对单 阶段或产品．普遍缺乏实际的案例支持：模型相对 简单。与此同时，全寿命周期技术在我国的应用还并 不十分广泛，普遍缺乏考虑设备与系统之间的联系， 没有一个整体的概念。因此，全寿命周期技术在电力 一１）重新梳理配电网电压等级，降低配电网损耗。 电压等级的变化对配电网投资和运行的经济性影响 很大，值得研究。 收稿日期：２０１３—０７—１２ 作者简介：王 颖（１９７４一），女，助理工程师，从事电力工程管 理工作。 ２０１３年第８期 王 颖：基于全寿命周期成本的配电网规划方案评估 ５３ 系统中的应用在国际上仍然是前瞻的 ２．２基于全寿命周期成本的配电网网架多阶段优化 规划 的目的更趋多样性，例如发电容量适应性、输电阻塞 和电网收益等。为了适应未来柔性电网的规划，建议 建立不同规划目的的ＬＣＣ模型，同时寻求模型的最 优求解方法。 以配电网网架的全寿命周期成本为研究对象。综 合考虑建设过程中从研发设计到退役整个期间需要 的费用总和，寻求满足约束条件、规划方案可靠、经济 性最优的配电网网架多阶段规划方案。在不涉及变电 站站址、站容规划的情况下，根据配电网供电变电站 的布点、供电范围、负荷分布及其大小，参考现有网络 结构和参数，以馈线为研究对象。以配电网网架多阶 段规划方案全寿命周期供电总费用成本现值和最小 ２．４全寿命周期成本控制的意义 １）实现成本优化和资源节约。全寿命周期成本 控制的新思想、新方法可以指导人们自觉地、全面地 从建设项目全寿命周期出发，综合考虑项目的建造成 本和运营、维护成本，从而实现电网建设项目成本的 优化和节约。从全寿命周期角度审视建设项目成本控 制，可以综合考虑建设项目初始成本和未来成本．从 为目标函数，合理选择线路。 而实现电网建设项目寿命周期内资源消耗最低。 配电网网架多阶段规划的数学模型为： ２）有助于加快国家建筑行业的“绿色化”进程。 Ｎ ｍｉｎ ＝∑（∑（∑ ，ｉＸ ＋（ｃ ＋ ＋ “十一五”规划中要求进一步推广绿色建筑和节能建 筑，使全社会建筑总能耗达到节能６５％的总目标。对 电网项目整个寿命期所发生的全部费用进行分析和 Ｃ￣）ｘＰＶ ， 万 丽埘， ）） 评价，降低绿色建筑寿命周期成本。有利于推广绿色 ｉＥ ） ＼ ／ 约束条件：１）ＡＰ＝Ｄ；２）Ｐｉ＜Ｐｉｍ￣；３）辐射状网络 建筑，有利于加快我国建筑行业的“绿色化”进程。 运行方式。 ３ 结语 ２．３全寿命周期成本在电网规划中的关键技术 在长期的电网规划过程中．动态考虑不同阶段的 ２．３．１不确定性因素建模 不确定性因素建模是充分考 负荷变动情况，通过合理规划协调配电网可靠性与经 虑各种不确定性因素的影响。建立相应模型并有效求 济性之间的关系，力求在满足电网供电可靠性的同时 解。现有不确定性因素的建模方法大都针对某一种性 达到经济性最优是当前配电网规划研究的重点。全寿 质的不确定性因素能够取得较好的结果，对其他性质 命周期成本理念可使电网在全寿命周期内实现综合 的不确定性因素能力有限。因此。必须加快不确定因 效益最优，其模型确保该理论应用于电网规划。目前， 素建模研究，全面准确地对电力系统中各种不确定性 全寿命周期成本模型仍有需要改进的地方。通过全寿 因素进行建模并有效求解。 命周期成本在电网项目中的试点研究。建立更加合理 ２．３．２模型求解算法 模型求解算法即基于ＬＣＣ技术 有效的最优全寿命周期成本模型．为促进电网发展提 建立不同规划目的的模型并有效求解。当前电网规划 供动力。 参考文献 『ｌ１宋蒙．基于ＧＩＳ的城市配电网分区与网架优化规划『Ｄ１．西安：西安理工大学，２００６． 『２１ Ｅ．ＬＡＫＥＲＶＩ，Ｅ．Ｊ．ＨＯＬＭＥＳ．配电网络规划与设计『Ｍ１．范明天，张祖平，译．北京：中国电力出版社，１９９９． 『３１罗晓初，李乐．全寿命周期成本理论在配电变压器改造投资决策中的应用［Ｊ］．电网技术，２０１１，３５（２）：２０７—２１１ 【４】韦刚，吴伟力，张子阳，等．综合考虑可靠性成本与缺电成本的电网规划［Ｊ］．继电器，２００６，３４（１７）：３８—４１． 『５］于佳，朴在林，刘美菊，等．改进蚁群算法在配电网规划中的应用［Ｊ］．沈阳农业大学学报，２００８，３９（４）：５０９—５ｌ１． 『６］李思，宋瑁筝，沙立成．基于风险度评价和改进蚁群算法的配电网网架规划【Ｊ］．中国电力，２００９，４２（１１）：５２—５６． ｆ７１程林，焦岗，田浩．可靠性与经济性相协调的配电网规划方法［Ｊ］．电网技术，２０１０，３４（１１）：１０６一ｌ１０． 『８１黄莉，张雪松。杨卫星．变电站二次设备全寿命周期费用与可靠性关系模型『Ｊ］．浙江电力，２０１１（２）：８—１１． 『９１刘建强，钟立华，马仲能，等．资产全寿命周期管理在变压器招评标中的应用ｌＪ】．广东电力，２０１１，２４（３）：１７—２０． Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｌｉｆｅ Ｃｙｃｌｅ Ｃｏｓｔ ＷＡＮＧ Ｙｉｎｇ （Ｊｉｕｔａｉ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １ ３０５００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｃｙｃｌｅ ｏｆ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｓｔｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｓｔａｇｅ ｄｕｒｉｎｇ ｐｌａｎ— ｎｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔ，ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｍｏｎｅｙ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｂａｌａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ，ｔｏ ｍｉｎｉｍａｌ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｃｏｓｔｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｉｒｃｉｔｙ ａｓ ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｍｕｌｔｉ－ｓｔａｇｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ，ｔｈｅｎ ｗｅ ｗｉｌｌ ｇｅｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｔｈａｔ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｌａｎ；ｌｉｆｅ ｃｙｃｌｅ ｃｏｓｔ；ｃｏｓｔ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｅｃｏｎｏｍｙ
