全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型探讨

张凯

摘要： 笔者结合多年工作经验，从全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型基本控制条件着手，对导线选型模型构建以及系统实现及实例做了简要分析。

关键词： 全寿命周期成本评估；高压直流输电线路；导线选型；模型构建

中图分类号：TM721.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）34-0038-02

0 引言

伴随着经济的发展，城市规模不断扩大，社会对输电线路的输送能力提出了更高要求。为了将电能输送至全国各地，输电线路工程必须高度重视输电线路设计工作，导线选型是输电线路设计工作中的重要内容，是影响输电质量的关键因素，输电线路工程应该重视导线选型工作的重要性，采取有效措施选取优质的导线，为输电线路的安全运行提供动力保障。全寿命周期评估是近几年兴起的一种全新的输电线路评估方式，在实际应用中发挥着至关重要的作用。传统的输电线路设计没有综合考虑输电安全、环保以及再利用之间的关系，全寿命周期评估弥补了传统计算方式的不足，综合考虑了输电线路在实际运营过程中各种性能的发挥，是建设现代城市输电网的重要依据之一。

1 全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型基本控制条件

在进行全寿命周期评估时，必须综合考虑多种影响因素，如初建成本的差异、运行维护成本、实效维修成本以及维修残值等。全寿命周期技术由全寿命周期计算、评价、分析以及管理等内容共同组成，其中全寿命周期成本计算是评价分析、以及管理的基础。笔者结合多年工作经验，对全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型基本控制条件做了以下介绍。

1.1 电流密度 电流密度的选择要综合考虑多种影响因素，如导线的价格、最大负荷、线路长度以及导线的组成材料等。电流密度的取值受地区差异的影响，不同地区和不同国家选取的电流密度不尽相同。以我国输电线路设计为依据，电流密度通常以导线的最大负荷利用时间为依据，例如，如果最大负荷利用时间为4000小时左右，电流密度通常控制在1.15A每立方毫米左右；如果最大负荷利用时间在5000小时以上，电流密度通常控制在0.9A每立方毫米左右，确定合适的电流密度后对其进行经济性分析。

1.2 电磁环境限值 电磁环境限值要综合考虑以下因素：第一，线下地面合成电场的强度有严格控制，通常情况下小于或等于30kV每米；第二，地下地面离子密度与导线的质量有直接关系，其密度通常小于或等于100nA每立方米；第三，如果线路与用户住宅距离非常近，民房所在地面的未畸变合成电场强度的计算以湿导线计算条件为主；第四，直流线路的磁场与地磁大小相近，在选择导线型号时，不需要考虑磁场的影响。

2 全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型模型构建

2.1 导线全寿命周期成本模型 结合多年研究经验，我国输电线路设计人员针对全寿命周期设计理念建立了导线全寿命周期成本模型。导线全寿命成本模型如图1所示。

2.2 一次性投资成本的计算 结合行业发展经验可知，输电线路导线一次性投资成本必须综合考虑导线的实际费用、导线绝缘子金具和杆塔对输电线路的影响。一次性投资成本计算还需要对相关经济参数进行调整，将一次性投资值纳入到等年值的范畴之内，再乘以一个折现率即可以得到一次性投资成本。

2.3 运行损耗成本的计算 运行损耗成本是指输电线路在运行过程中产生的能耗总费用，影响能耗总费用的因素有很多，如电阻、电晕、地线感应、金具磁滞以及涡流等都会产生不同程度的能耗，其中底线感应和金具产生的损耗值非常小，通常不纳入运行损耗计算的范畴。

2.4 运行维护成本的计算 运行维护成本由日常维护和计划维护两部分组成，输电线路维护成本应该将人工费用纳入到运行维护成本的范围之内。实际运行过程中，运行检修费用是运行费维护成本计算的主要内容，计划检修受输电线路运行状况的影响，有时候需要大修、有时候只需要对某些部件进行微调。运行维护与其他成本计算模式先比最大的特点在于运行维护具有时间规律，设备维护的时间与生产厂家有直接关系，不同厂家的线路设备运行时间不同。

最后，基于全寿命周期成本评估的导线选型可以消除输电线路中存在的潜在威胁，这种模式的缺点在于它没有考虑经济因素，实际维修过程中容易出现维修不足或者维修过度等问题。

2.5 故障损失成本的计算 输电线路全寿命周期成本损失包括线路成本损失和社会经济损失两部分。由于故障损失将会产生严重的社会经济影响，研究人员通常采用产电比法计算故障损失成本。利用产电比法计算故障损失成本需要综合考虑输电电价、设备故障平均维修成本以及断电成本、设备平均修复时间等因素。

2.6 设备退役成本的计算 输电线路的使用寿命有限，输电线路生命周期结束后，工作人员必须对残缺的线路进行清理、回收以及销毁。后期的线路处理需要企业支付大量的建设资金，设备退役的成本与设备的型号、使用时间以及用途有直接关系，有的设备退役后需要花费大量的成本完成后期清理、销毁工作。结合我国电力企业发展的实际状况，设备退役成本通常以一次性成本的30%为计算标准，以宏观经济参与为依据，将设备退役成本折现成等年值。

3 系统实现及实例

以输电线路全寿命周期导线选型计算为依据，研究人员结合电力企业发展的实际状况，建立与之相关的导线选型辅助决策机制，本文以某工程全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型模型的评估结果为依据，将其评估结果做了以下介绍。

导线选型全寿命周期成本评估结果以正负800千伏特高压输电线路为主要计算对象，该路线四周地貌比较复杂，以山地和丘陵为主，系统的输送功率为7000MW；一旦发生事故，系统将自动输送9000MW功率；评估过程中使用的全寿命周期为30A，年利率和通货膨胀率分别为8%和4%。综合考虑以上因素选用多种导线进行分组计算，计算过程中要充分考虑以下因素：第一，不同型号导线对线路设备的影响；第二，导线长度对输电线路设备的影响；第三，导线组成材料对输电线路的影响。结合多种影响因素，选择最合适的导线型号。

4 结束语

总之，全寿命周期成本评估特高压主流输电线路导线选型在我国电力企业的发展建设中发挥着至关重要的作用。全寿命周期成本评估特高压直流输电线路需计算一次性投资成本、运行损耗成本以及运营维护成本等，结合全寿命周期成本评估，为电力企业导线选型提供可靠的依据。

参考文献：

[1]刘汉生，刘剑，李俊娥，等.基于全寿命周期成本评估的特高压直流输电线路导线选型[J].高电压技术，2012.

[2]柏晓路，葛秦岭，徐大成，等.±800kV特高压直流输电线路工程导线选型[J].电网与清洁能源，2011.

[3]梁涵卿，张文亮，梁旭明.特高压直流输电导线经济截面选择研究[J].中国电机工程学报，2013.

摘要： 笔者结合多年工作经验，从全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型基本控制条件着手，对导线选型模型构建以及系统实现及实例做了简要分析。

关键词： 全寿命周期成本评估；高压直流输电线路；导线选型；模型构建

中图分类号：TM721.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）34-0038-02

0 引言

伴随着经济的发展，城市规模不断扩大，社会对输电线路的输送能力提出了更高要求。为了将电能输送至全国各地，输电线路工程必须高度重视输电线路设计工作，导线选型是输电线路设计工作中的重要内容，是影响输电质量的关键因素，输电线路工程应该重视导线选型工作的重要性，采取有效措施选取优质的导线，为输电线路的安全运行提供动力保障。全寿命周期评估是近几年兴起的一种全新的输电线路评估方式，在实际应用中发挥着至关重要的作用。传统的输电线路设计没有综合考虑输电安全、环保以及再利用之间的关系，全寿命周期评估弥补了传统计算方式的不足，综合考虑了输电线路在实际运营过程中各种性能的发挥，是建设现代城市输电网的重要依据之一。

1 全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型基本控制条件

在进行全寿命周期评估时，必须综合考虑多种影响因素，如初建成本的差异、运行维护成本、实效维修成本以及维修残值等。全寿命周期技术由全寿命周期计算、评价、分析以及管理等内容共同组成，其中全寿命周期成本计算是评价分析、以及管理的基础。笔者结合多年工作经验，对全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型基本控制条件做了以下介绍。

1.1 电流密度 电流密度的选择要综合考虑多种影响因素，如导线的价格、最大负荷、线路长度以及导线的组成材料等。电流密度的取值受地区差异的影响，不同地区和不同国家选取的电流密度不尽相同。以我国输电线路设计为依据，电流密度通常以导线的最大负荷利用时间为依据，例如，如果最大负荷利用时间为4000小时左右，电流密度通常控制在1.15A每立方毫米左右；如果最大负荷利用时间在5000小时以上，电流密度通常控制在0.9A每立方毫米左右，确定合适的电流密度后对其进行经济性分析。

1.2 电磁环境限值 电磁环境限值要综合考虑以下因素：第一，线下地面合成电场的强度有严格控制，通常情况下小于或等于30kV每米；第二，地下地面离子密度与导线的质量有直接关系，其密度通常小于或等于100nA每立方米；第三，如果线路与用户住宅距离非常近，民房所在地面的未畸变合成电场强度的计算以湿导线计算条件为主；第四，直流线路的磁场与地磁大小相近，在选择导线型号时，不需要考虑磁场的影响。

2 全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型模型构建

2.1 导线全寿命周期成本模型 结合多年研究经验，我国输电线路设计人员针对全寿命周期设计理念建立了导线全寿命周期成本模型。导线全寿命成本模型如图1所示。

2.2 一次性投资成本的计算 结合行业发展经验可知，输电线路导线一次性投资成本必须综合考虑导线的实际费用、导线绝缘子金具和杆塔对输电线路的影响。一次性投资成本计算还需要对相关经济参数进行调整，将一次性投资值纳入到等年值的范畴之内，再乘以一个折现率即可以得到一次性投资成本。

2.3 运行损耗成本的计算 运行损耗成本是指输电线路在运行过程中产生的能耗总费用，影响能耗总费用的因素有很多，如电阻、电晕、地线感应、金具磁滞以及涡流等都会产生不同程度的能耗，其中底线感应和金具产生的损耗值非常小，通常不纳入运行损耗计算的范畴。

2.4 运行维护成本的计算 运行维护成本由日常维护和计划维护两部分组成，输电线路维护成本应该将人工费用纳入到运行维护成本的范围之内。实际运行过程中，运行检修费用是运行费维护成本计算的主要内容，计划检修受输电线路运行状况的影响，有时候需要大修、有时候只需要对某些部件进行微调。运行维护与其他成本计算模式先比最大的特点在于运行维护具有时间规律，设备维护的时间与生产厂家有直接关系，不同厂家的线路设备运行时间不同。

最后，基于全寿命周期成本评估的导线选型可以消除输电线路中存在的潜在威胁，这种模式的缺点在于它没有考虑经济因素，实际维修过程中容易出现维修不足或者维修过度等问题。

2.5 故障损失成本的计算 输电线路全寿命周期成本损失包括线路成本损失和社会经济损失两部分。由于故障损失将会产生严重的社会经济影响，研究人员通常采用产电比法计算故障损失成本。利用产电比法计算故障损失成本需要综合考虑输电电价、设备故障平均维修成本以及断电成本、设备平均修复时间等因素。

2.6 设备退役成本的计算 输电线路的使用寿命有限，输电线路生命周期结束后，工作人员必须对残缺的线路进行清理、回收以及销毁。后期的线路处理需要企业支付大量的建设资金，设备退役的成本与设备的型号、使用时间以及用途有直接关系，有的设备退役后需要花费大量的成本完成后期清理、销毁工作。结合我国电力企业发展的实际状况，设备退役成本通常以一次性成本的30%为计算标准，以宏观经济参与为依据，将设备退役成本折现成等年值。

3 系统实现及实例

以输电线路全寿命周期导线选型计算为依据，研究人员结合电力企业发展的实际状况，建立与之相关的导线选型辅助决策机制，本文以某工程全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型模型的评估结果为依据，将其评估结果做了以下介绍。

导线选型全寿命周期成本评估结果以正负800千伏特高压输电线路为主要计算对象，该路线四周地貌比较复杂，以山地和丘陵为主，系统的输送功率为7000MW；一旦发生事故，系统将自动输送9000MW功率；评估过程中使用的全寿命周期为30A，年利率和通货膨胀率分别为8%和4%。综合考虑以上因素选用多种导线进行分组计算，计算过程中要充分考虑以下因素：第一，不同型号导线对线路设备的影响；第二，导线长度对输电线路设备的影响；第三，导线组成材料对输电线路的影响。结合多种影响因素，选择最合适的导线型号。

4 结束语

总之，全寿命周期成本评估特高压主流输电线路导线选型在我国电力企业的发展建设中发挥着至关重要的作用。全寿命周期成本评估特高压直流输电线路需计算一次性投资成本、运行损耗成本以及运营维护成本等，结合全寿命周期成本评估，为电力企业导线选型提供可靠的依据。

参考文献：

[1]刘汉生，刘剑，李俊娥，等.基于全寿命周期成本评估的特高压直流输电线路导线选型[J].高电压技术，2012.

[2]柏晓路，葛秦岭，徐大成，等.±800kV特高压直流输电线路工程导线选型[J].电网与清洁能源，2011.

[3]梁涵卿，张文亮，梁旭明.特高压直流输电导线经济截面选择研究[J].中国电机工程学报，2013.

摘要： 笔者结合多年工作经验，从全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型基本控制条件着手，对导线选型模型构建以及系统实现及实例做了简要分析。

关键词： 全寿命周期成本评估；高压直流输电线路；导线选型；模型构建

中图分类号：TM721.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）34-0038-02

0 引言

伴随着经济的发展，城市规模不断扩大，社会对输电线路的输送能力提出了更高要求。为了将电能输送至全国各地，输电线路工程必须高度重视输电线路设计工作，导线选型是输电线路设计工作中的重要内容，是影响输电质量的关键因素，输电线路工程应该重视导线选型工作的重要性，采取有效措施选取优质的导线，为输电线路的安全运行提供动力保障。全寿命周期评估是近几年兴起的一种全新的输电线路评估方式，在实际应用中发挥着至关重要的作用。传统的输电线路设计没有综合考虑输电安全、环保以及再利用之间的关系，全寿命周期评估弥补了传统计算方式的不足，综合考虑了输电线路在实际运营过程中各种性能的发挥，是建设现代城市输电网的重要依据之一。

1 全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型基本控制条件

在进行全寿命周期评估时，必须综合考虑多种影响因素，如初建成本的差异、运行维护成本、实效维修成本以及维修残值等。全寿命周期技术由全寿命周期计算、评价、分析以及管理等内容共同组成，其中全寿命周期成本计算是评价分析、以及管理的基础。笔者结合多年工作经验，对全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型基本控制条件做了以下介绍。

1.1 电流密度 电流密度的选择要综合考虑多种影响因素，如导线的价格、最大负荷、线路长度以及导线的组成材料等。电流密度的取值受地区差异的影响，不同地区和不同国家选取的电流密度不尽相同。以我国输电线路设计为依据，电流密度通常以导线的最大负荷利用时间为依据，例如，如果最大负荷利用时间为4000小时左右，电流密度通常控制在1.15A每立方毫米左右；如果最大负荷利用时间在5000小时以上，电流密度通常控制在0.9A每立方毫米左右，确定合适的电流密度后对其进行经济性分析。

1.2 电磁环境限值 电磁环境限值要综合考虑以下因素：第一，线下地面合成电场的强度有严格控制，通常情况下小于或等于30kV每米；第二，地下地面离子密度与导线的质量有直接关系，其密度通常小于或等于100nA每立方米；第三，如果线路与用户住宅距离非常近，民房所在地面的未畸变合成电场强度的计算以湿导线计算条件为主；第四，直流线路的磁场与地磁大小相近，在选择导线型号时，不需要考虑磁场的影响。

2 全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型模型构建

2.1 导线全寿命周期成本模型 结合多年研究经验，我国输电线路设计人员针对全寿命周期设计理念建立了导线全寿命周期成本模型。导线全寿命成本模型如图1所示。

2.2 一次性投资成本的计算 结合行业发展经验可知，输电线路导线一次性投资成本必须综合考虑导线的实际费用、导线绝缘子金具和杆塔对输电线路的影响。一次性投资成本计算还需要对相关经济参数进行调整，将一次性投资值纳入到等年值的范畴之内，再乘以一个折现率即可以得到一次性投资成本。

2.3 运行损耗成本的计算 运行损耗成本是指输电线路在运行过程中产生的能耗总费用，影响能耗总费用的因素有很多，如电阻、电晕、地线感应、金具磁滞以及涡流等都会产生不同程度的能耗，其中底线感应和金具产生的损耗值非常小，通常不纳入运行损耗计算的范畴。

2.4 运行维护成本的计算 运行维护成本由日常维护和计划维护两部分组成，输电线路维护成本应该将人工费用纳入到运行维护成本的范围之内。实际运行过程中，运行检修费用是运行费维护成本计算的主要内容，计划检修受输电线路运行状况的影响，有时候需要大修、有时候只需要对某些部件进行微调。运行维护与其他成本计算模式先比最大的特点在于运行维护具有时间规律，设备维护的时间与生产厂家有直接关系，不同厂家的线路设备运行时间不同。

最后，基于全寿命周期成本评估的导线选型可以消除输电线路中存在的潜在威胁，这种模式的缺点在于它没有考虑经济因素，实际维修过程中容易出现维修不足或者维修过度等问题。

2.5 故障损失成本的计算 输电线路全寿命周期成本损失包括线路成本损失和社会经济损失两部分。由于故障损失将会产生严重的社会经济影响，研究人员通常采用产电比法计算故障损失成本。利用产电比法计算故障损失成本需要综合考虑输电电价、设备故障平均维修成本以及断电成本、设备平均修复时间等因素。

2.6 设备退役成本的计算 输电线路的使用寿命有限，输电线路生命周期结束后，工作人员必须对残缺的线路进行清理、回收以及销毁。后期的线路处理需要企业支付大量的建设资金，设备退役的成本与设备的型号、使用时间以及用途有直接关系，有的设备退役后需要花费大量的成本完成后期清理、销毁工作。结合我国电力企业发展的实际状况，设备退役成本通常以一次性成本的30%为计算标准，以宏观经济参与为依据，将设备退役成本折现成等年值。

3 系统实现及实例

以输电线路全寿命周期导线选型计算为依据，研究人员结合电力企业发展的实际状况，建立与之相关的导线选型辅助决策机制，本文以某工程全寿命周期成本评估特高压直流输电线路导线选型模型的评估结果为依据，将其评估结果做了以下介绍。

导线选型全寿命周期成本评估结果以正负800千伏特高压输电线路为主要计算对象，该路线四周地貌比较复杂，以山地和丘陵为主，系统的输送功率为7000MW；一旦发生事故，系统将自动输送9000MW功率；评估过程中使用的全寿命周期为30A，年利率和通货膨胀率分别为8%和4%。综合考虑以上因素选用多种导线进行分组计算，计算过程中要充分考虑以下因素：第一，不同型号导线对线路设备的影响；第二，导线长度对输电线路设备的影响；第三，导线组成材料对输电线路的影响。结合多种影响因素，选择最合适的导线型号。

4 结束语

总之，全寿命周期成本评估特高压主流输电线路导线选型在我国电力企业的发展建设中发挥着至关重要的作用。全寿命周期成本评估特高压直流输电线路需计算一次性投资成本、运行损耗成本以及运营维护成本等，结合全寿命周期成本评估，为电力企业导线选型提供可靠的依据。

参考文献：

[1]刘汉生，刘剑，李俊娥，等.基于全寿命周期成本评估的特高压直流输电线路导线选型[J].高电压技术，2012.

[2]柏晓路，葛秦岭，徐大成，等.±800kV特高压直流输电线路工程导线选型[J].电网与清洁能源，2011.

[3]梁涵卿，张文亮，梁旭明.特高压直流输电导线经济截面选择研究[J].中国电机工程学报，2013.