基于全寿命成本的输电线路设计方法研究

2016-07-15叶世顺朱伟俊

大科技 2016年30期

关键词：寿命线路成本

叶世顺朱伟俊

（中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司湖南长沙410000）

基于全寿命成本的输电线路设计方法研究

叶世顺朱伟俊

（中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司湖南长沙410000）

随着科学技术的不断进步，我国电力系统的发展迅猛。为了保证电网的稳定运行，基于全寿命成本开展输电线路设计具有重要意义。本文主要对全寿命成本分析的基本内涵进行了分析，并阐述了输电线路全寿命成本的构成，同时探讨了基于全寿命成本的输电线路设计的影响因素，并提出了基于全寿命成本的输电线路设计方法，以供相关人员参考。

全寿命成本；输电线路；设计方法

1 引言

输电线路系统在电网中占据着重要的位置，绝大部分输电线路均暴露在户外，这在某种程度上会影响其使用寿命，维修频繁，而在实际维修过程中，会造成人力、物力和财力不必要的浪费，外加传统的输电线路设计中仅仅考虑了电气、机械性能等方面的要求，缺少对经济、环保等的考虑，因此，基于全寿命成本的输电线路设计具有重要的现实意义。

2 全寿命成本分析的基本内涵

（1）全寿命周期的经济分析是工程项目当中对于投资决策的一种分析的工具，它主要运用的是数学的方法，可以有效的指导人们去自觉的从工程项目的全寿命周期出发，综合考虑所有的成本，从可行性的方案当中，选择最优的投资方案；

（2）全寿命周期经济分析也是工程结构设计的一种手段，它也可以利用计算来了解工程项目全寿命期限内的直接的、间接的等多方面的成本，优化设计施工的方案，指导对建筑材料的选择，降低项目的全寿命成本，提高全寿命的效益；

（3）全寿命周期经济分析也是实现工程结构项目运行的管理手段，主要是通过工程项目全寿命经济最有的原则，确定结构在运营期间的检测维护、加固更换等措施；从上面的介绍来看，全寿命经济分析具有以下几点较为明显的特点：①全寿命经济分析的研究是贯穿了整个项目的寿命周期，考虑的时间有所增加，而且也非常符合项目的运作；②全寿命经济分析的最终目标是工程项目全寿命周期收益的最大化以及成本的最小化。

3 输电线路全寿命成本的构成

对输电线路全寿命的成本构成进行分析主要指在输电线路项目在全寿命周期中进行规划、建设、运用以及老化直至废除等一系列阶段生成的成本总和，在设计输电线路时，输电线路的全寿命成本会对输线线路设计、施工以及实际运行情况进行预测，但未对输电线路全寿命周期中偶然事件以及突发事件进行分析。要按照不同的性质对输电线路进行划分，而这些成本构成的划分方式未能够在输电线路全寿命的成本预测中得到较好的应用，究其原因主要在于，各段线路的成本数据不够完整，这样一来尽管技术人员能够对设计时期以及建设时期的成本进行确定，但难以预测输电线路后期运营阶段的成本，并且难以突出输电线路的设计特点。另外，虽然输电线路的结构较为简单，但是分布在输电线路中不同部件的使用寿命长短不一，这就很容易导致输电线路在实际运营过程中计算不同种类的成本的难度有所增加。因此，为了有效的反映输电线路的设计特点，技术人员可以按照输电线路设计的传统过程，对主要部件的主要特性进行分析，并分层次对其成本进行分析。

4 基于全寿命成本的输电线路设计的影响因素

4.1 线路选择

输电线路在架设之前要规划好具体的路径，路径方案的科学与否也是影响全寿命周期成本的一大因素。受各地政府规划等因素限制，在路径设计时往往出现“舍近求远、因小失大”，到工程结束后竣工核算才发现成本造价过高。具体表现：①路径成本。若路径方案设计不当则会导致成本成倍增加，如：少数单位因确定线行时受外部因素影响，对野外郊区的地理环境不熟悉，输电线路杆塔架设成曲线，使得输电线路材料使用量增大，工程成本投资也明显变多。②开发成本。由于输电线路架设作业涉及范围较广，杆塔架设需要投入相应的开发成本，即“赔偿金额”。而电力部门因受地方政府规划等因素影响，在线路建设中不得不开发林业区、采矿区、危险区等地域，开发成本要比其它区域高很多。

4.2 线路绝缘设计

绝缘体能够有效确保输电线路的安全，当线路绝缘配合设计失效时，则会导致输电线路发生故障的频率有所增加，出现跳闸、雷击、污闪等问题。此外，若包裹在输电线路外部的绝缘层材料等级较差时也会缩短线路的寿命，影响到线路的全寿命周期。线路绝缘子受到雷击、雨水、冰冻等自然环境影响后，绝缘性能均会出现不同程度的损坏，电力部门会及时抢修或更新绝缘子，由此产生的维修费用也是全寿命周期成本的一部分。

4.3 导线选择

在基于全寿命成本的输电线路设计过程中，应尽量合理选择输电线路导线，导线选择是应影响输电线路全寿命的最主要的因素。在实际工程设计中，针对多种导线，需全面对比分析其性能、构造和材料，然后依据具体的输电线路设计方案合理选择。

5 基于全寿命成本的输电线路设计方法

5.1 优化选择输电线路

在输电线路中应科学优化选择，在选择线路时，应尽可能地规避受自然灾害影响比较多的地方，进而确保输电线路的安全性；在无法避免的线路中应重新选择输电线路，还可以对其采用多种保护，因此，优化选择输电线路异常重要。

5.2 全面分析客观因素

在输电线路的设计过程中，应全面分析天气因素，这主要是因为天气因素影响着输电线路工程造价及其运行安全性，应依据当地天气情况，制定相应的输电线路设计方案，如果风力较大，则会影响电线杆的稳定性，对此必须采取有效防护措施。另外，还应尽量保护当地自然环境，若因保护不合理施工引发水土流失，则会对电线杆的稳定性构成威胁，因此，应全面分析客观因素。

5.3 对输电线路全寿命成本预测模型研究的流程

分析研究后输电线路的全寿命周期成本实质在于设计输电线路时，在系统所规定的决策信息的基础下，对输电线路的全寿命周期内跟成本有关的问题都进行预测，并按照全寿命的成本的比优化输电线路的设计，确保建设输电线路能够跟全寿命的理念要求相符合。具体的研究流程如下所述：①要对预测输电线路全寿命成本的基本条件进行界定，即在输电线路正常的运行过程中进行此项工作，不需要对输电线路全寿命周期中村的不稳定因素进行考虑。②确定了部分输电线路后，在原先传统设计经验的基础上对输电线路的后续线路进行假定，即可以根据后续设计部件的一些参数，部件的大约型号等等，计算输电线路各个设计过程当中的全寿命成本。