设计-全寿命周期成本理论在电网建设评估中的应用研究.docx

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1、全寿命周期成本理论在电网建设评估中的应用研究摘要电力工程的特点是投资大、建设周期长。长期以来，工程建设重初期建设费用，轻后期运行管理费用，产生了设计缺乏灵活性、整体费用高等不良后果。全寿命周期成本分析是一种新的概念和决策方法，目的是为了提高系统的全寿命周期费用的经济性。同传统的方法相比，在选择系统时，不仅考虑初始费用，也要研究寿命周期内发生的其他费用。本文基于实现设备或工程整个寿命周期费用最小化，提出了应用全寿命周期成本理论，对变电工程的建设进行优化设计。主要研究内容如下：(1)全寿命周期成本理论的经济寿命确定，灵敏度分析。(2)LCC费用分解和估算以及基于运行年限和年利率的修正。(3)运用L

2、CC理论对变电工程设备和类型方案进行比较选择。关键词：全寿命周期成本；变电站；LCC估算；优化设计Theresearchonapplicationoflife-cyclecosttheoryinpowergrid,sconstructionandassessmentAbstractPowerconstructionhasthecharacteristicsoflargeinvestmentandlongconstructionperiod.Inthepast,theconstructionattachedgreatimportancetotheinitialconstructionandthe

3、costofoperationwasneglected.ltresultedinthelackofdesignflexibilityandthehighoverallcost.Thelifecyclecostanalysisisanewconceptanddecisionmethodandthepurposeistoreduceexpensesofthewholelifecyclecostoftheconstruction.Comparedwiththetraditionalmethod,notonlytheinitialcostbutalsotheotherexpensesofthelife

4、cycleareconsideredwhenschemeisdecided.Inthispaper,thelifecyclecostisproposedtodecidetheschemetominimizethecostofthewholelifecycleoftheequipmentortheproject.Themainresearchcontentsareasfollows:(1) theeconomiclifeofconstructionandthesensitivityanalysis.(2) 1.CCcostsdecompositionandestimationaswellasam

5、endmentsbasedontheoperatingperiodandannualinterestrates.(3) theuseofLCCtheorytocomparetheschemesofelectricsubstationKeywords：fulllifecyclecost;electricsubstation;LCCestimation;optimizationdesign目录摘要IAbstractIl目录IIl第一章绪论11.1 课题背景及目的11.2 国内外研究状况11.3 课题研究方法21.4 论文构成及研究内容2第二章LCC基本理论32.1 寿命周期32.1.1 寿命周期3

6、2.1.2 经济寿命确定32.2 全寿命周期成本阶段划分52.3 全寿命周期成本与可靠性62.4 变电站LCC的敏感因素分析62.5 变电工程成本估算方法7第三章变电工程LCC估算123.1 变电工程项目构成123.2 1.CC估算模型123.3 1.CC的修正14第四章LCC应用实例164.1 基于全寿命周期成本的变电站主变压器选择164.2 AIS与GlS比较选择184.3 综合自动化系统和常规保护系统比较204.3.1 综合自动化系统和常规保护系统LCC比较204.3.2 综合自动化系统灵敏度分析22结论24致谢25参考文献25第一章绪论11课题背景及目的目前变电站建设一般采用全过程造价

7、管理理论。全过程指的是从工程项目提出到工程竣工完成的整个过程，从工程的可行性研究和建议书阶段开始一直到工程竣工结算完成，包括项目的设计阶段，决策阶段，工程实施阶段和项目完成阶段。这种传统的变电工程项目建设模式重基本建设成本，轻未来的运营和维护成本会产生一些不良后果。一，以基本建设成本为为唯一依据的决策不合理。在长期范围内，设备的运行和维护费用远大于它的初始投资成本，而且前期基本建设造价对后期运行维护成本有很大影响，偏低的基本建设成本有可能带来未来运营维护成本的大幅度提高，使整个寿命周期内成本增加。二，限额设计制度缺乏灵活性。在初步设计和施工图设计前各个部分的投资已经确定，设计超出预算必须重新设

8、计。这样对设计的限制较多，使设计人员不敢轻易尝试设计较高造价但功能大幅提高的工程，大大降低了创新能力。为了实现建设项目整个寿命周期总造价最小化，采用全寿命周期成本理论。全寿命周期成本包括建设期、运行期、翻新期和报废期的所有费用。从全寿命周期成本出发对设备、设计方案进行选优。1.2国内外研究状况最初应用于美国国防部设备采购，预算收到国会制约，而武器设备购置费因科技发展不断增长，且武器使用与维护费远远高出购置费，使其必须把维护费放在一个重要的位置。这种以整个寿命周期内的费用为国防建设决策依据的做法有显著效果，LCC理论迅速推广到政府及民用部门。20世纪70年代后，LCC概念在美国、英国、澳大利亚等

9、发达国家已经普及。1975-1989年，LCC技术迅速发展并达到高潮，政府机构以及私人企业，都投入极大的热情和财力去研究和开发，LCC技术开始被广泛应用到各个领域，如电信、医疗、建筑业、汽车、航空、商业投资、计算机软件、制造业等。这一时期所发表的文献比较深入地研究了LCC理论的各个方面，包括全寿命周期成本的分解、建模、估算、修正、分析和评估。得氓!未找出引用”!未找“引用L1987年，中国设备协会成立LCC专业委员会，多次举办年会、学术会议和LCC讲习班,有力地推进了我国LCC理论工作进程。从接触、消化到理论研究和应用，在较短的时间里取得了显著成就。全球市场一体化对科技创新，降低成本提出了更高

10、的要求，LCC技术越来越重要。但现阶段我国的LCC技术应用发展在不同行业极不平衡，还有很大的发展空间，如上海的电力、钢铁、医药等行业应用开展较好，其他行业差距较大，甚至有些行业几乎没有LCC应用。1.3课题研究方法采用工程法，对系统寿命周期各主要费用相加得到总的全寿命周期费用。估算时可根据实际情况进行简化处理。允许不考虑共同拥有的费用，利用相对费用进行决策。考虑到货币在不同时间价值的不同，项目方案整个寿命周期内各年的收益、费用需要按照一定的折现率折算为现值代数和。分析周期可取两个方案周期的最小公倍数。公倍数较大时需以实际使用年限为基础。或者比较年平均费用。14论文构成及研究内容第一章，绪论：介

11、绍了选择LCC应用课题的背景和目的，LCC技术在国内外的发展状况和课题研究方法及论文构成。第二章，LCC理论：介绍了寿命经济周期的确定，灵敏度分析，对全寿命周期的阶段划分和估算方法以及LCC与可靠性的关系。第三章，LCC估算：介绍了变电工程的构成和LCC估算模型以及基于运行年限和年利率的修正。第四章，优化设计：利用LCC技术对变电工程设备和工程进行比较选优以及灵敏度分析。第二章LCC基本理论2.1寿命周期2.1.1寿命周期寿命周期是指设备从投入运行开始直到报废的整个时期。对于寿命周期的研究和界定，主要有使用寿命、技术寿命、折旧寿命和经济寿命。使用寿命又被叫做自然寿命或者物理寿命，是指设备从投入

12、使用，直到物质上自然报废,不能再继续使用为止所经历的全部时间。技术寿命指设备从开始使用到因技术条件而被淘汰所经历的时间。科学技术不断发展，技术上更先进、经济上更合理的设备被生产出来，使原有设备出现无形磨损，在设备在未自然报废前就被淘汰。折旧寿命指按照国家财政部门的规定，把设备价值的余额折旧到接近于零或规定的残值所经历的时间。设备的折旧寿命不等于使用寿命，事实上往往在折旧寿命已经结束后，设备仍在有效地继续使用。经济寿命指设备从开始使用到因继续使用会造成经济上不合理而退出运行为止的全部时间。从以上定义分析可知：经济寿命一般短于技术寿命；物理寿命一般常与技术寿命，但具有不确定性；对于折旧寿命，制定合

13、理的折旧率对设备更新和资本积累都具有重要意义。工程项目的寿命周期成本，是指工程项目在整个寿命周期内发生的的所有费用之和。项目寿命周期的选择直接影响到成本构成项目和成本计算年限的长短。因此，在研究工程项目的全寿命周期成本时，首先要确定其寿命周期的范围，并且在比较不同方案或者项目时，必须选用统一的标准。从经济角度考虑，工程项目的寿命周期应选经济寿命。2.1.2经济寿命确定设备经济寿命确定从设备购置费考虑，设备使用年限越长，分摊到每年的设备费用就越少。另一方面，设备使用时间长，因为设备受到磨损，运行费用逐年增加，处理价值越来越低。这两种因素共同作用，会使设备的年平均费用在某一使用期限最小。这个使用期

14、限就是设备的经济寿命。计算方法分为不计时间因素法和考虑时间因数法。不计时间因素法i/FS=%K。-ci-K.nLv1/JF(n),当使用年限为n年时的年平均总费用。N,设备使用年数。KO,设备购置费Km,设备使用n年后的处理价值。Ci,设备第i年的使用费。若设备使用费(包括能源消耗费、维修保养费、停工损失、废次品损失等)线性增长时,则第i年的使用费Ci=C0(i-l)g,CO,使用费第1年初始值g,每年平均递增值当使用年数为n时，n年内平均使用费为：C0+(n-l)g2总费用计算公式为：F(n)=(K0-Km)n+C0+(n-1)g2求极值，找出经济寿命：如%dn经济寿命T计算公式：T2(K0

15、-Km)考虑时间因素法考虑时间因素时，先将总费用变成现值，然后换算成每年当量均等支出额(年金)，取最小者对应的使用年限即为经济寿命T,r(l + r) w(l + r)?-!计算公式为:F(n)=K0-Km/(1+r)+ZCi/(1+r)/I=I计算中的设备各年处理价值，是从设备折旧观点考虑的，即设备处理价值等于原值减各年的设备折旧额，设备的折旧率d,按折旧计算中的定率法计算，公式为：d=1-N黑Km=K0(l-d)n2.2全寿命周期成本阶段划分变电工程全寿命周期成本LCC是指变电站在其经济寿命周期内所发生的的所有费用。由论证与设计费用、购置费用、建设安装费用、运营维护费用组成。通过对多个变电站历史资料研究可得，忽略报废成本时，各阶段所占全寿命周期费用的比例一般为：论证与设计费用7%,购置费用20%,建设安装费25%,运行维护费48%。变电工程全寿命周期成本阶段分布如下图2.1所示。母命周期费用运行维护费川建没安装费用购置俄设“论证17X3%2t ,图2.1变电工程全寿命周期成本阶段分布由图可知，运行维护费占了全寿命周期费用的很大比例，但这正是人们经常忽略的。全寿命周期费用的帕莱托曲线如下图2.2