張凱

摘要： 筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，從全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型基本控制條件著手，對(duì)導(dǎo)線(xiàn)選型模型構(gòu)建以及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及實(shí)例做了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞： 全壽命周期成本評(píng)估；高壓直流輸電線(xiàn)路；導(dǎo)線(xiàn)選型；模型構(gòu)建

中圖分類(lèi)號(hào)：TM721.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）34-0038-02

0 引言

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，社會(huì)對(duì)輸電線(xiàn)路的輸送能力提出了更高要求。為了將電能輸送至全國(guó)各地，輸電線(xiàn)路工程必須高度重視輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)工作，導(dǎo)線(xiàn)選型是輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)工作中的重要內(nèi)容，是影響輸電質(zhì)量的關(guān)鍵因素，輸電線(xiàn)路工程應(yīng)該重視導(dǎo)線(xiàn)選型工作的重要性，采取有效措施選取優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)線(xiàn)，為輸電線(xiàn)路的安全運(yùn)行提供動(dòng)力保障。全壽命周期評(píng)估是近幾年興起的一種全新的輸電線(xiàn)路評(píng)估方式，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)沒(méi)有綜合考慮輸電安全、環(huán)保以及再利用之間的關(guān)系，全壽命周期評(píng)估彌補(bǔ)了傳統(tǒng)計(jì)算方式的不足，綜合考慮了輸電線(xiàn)路在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中各種性能的發(fā)揮，是建設(shè)現(xiàn)代城市輸電網(wǎng)的重要依據(jù)之一。

1 全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型基本控制條件

在進(jìn)行全壽命周期評(píng)估時(shí)，必須綜合考慮多種影響因素，如初建成本的差異、運(yùn)行維護(hù)成本、實(shí)效維修成本以及維修殘值等。全壽命周期技術(shù)由全壽命周期計(jì)算、評(píng)價(jià)、分析以及管理等內(nèi)容共同組成，其中全壽命周期成本計(jì)算是評(píng)價(jià)分析、以及管理的基礎(chǔ)。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型基本控制條件做了以下介紹。

1.1 電流密度 電流密度的選擇要綜合考慮多種影響因素，如導(dǎo)線(xiàn)的價(jià)格、最大負(fù)荷、線(xiàn)路長(zhǎng)度以及導(dǎo)線(xiàn)的組成材料等。電流密度的取值受地區(qū)差異的影響，不同地區(qū)和不同國(guó)家選取的電流密度不盡相同。以我國(guó)輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)為依據(jù)，電流密度通常以導(dǎo)線(xiàn)的最大負(fù)荷利用時(shí)間為依據(jù)，例如，如果最大負(fù)荷利用時(shí)間為4000小時(shí)左右，電流密度通?？刂圃?.15A每立方毫米左右；如果最大負(fù)荷利用時(shí)間在5000小時(shí)以上，電流密度通?？刂圃?.9A每立方毫米左右，確定合適的電流密度后對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。

1.2 電磁環(huán)境限值 電磁環(huán)境限值要綜合考慮以下因素：第一，線(xiàn)下地面合成電場(chǎng)的強(qiáng)度有嚴(yán)格控制，通常情況下小于或等于30kV每米；第二，地下地面離子密度與導(dǎo)線(xiàn)的質(zhì)量有直接關(guān)系，其密度通常小于或等于100nA每立方米；第三，如果線(xiàn)路與用戶(hù)住宅距離非常近，民房所在地面的未畸變合成電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算以濕導(dǎo)線(xiàn)計(jì)算條件為主；第四，直流線(xiàn)路的磁場(chǎng)與地磁大小相近，在選擇導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)時(shí)，不需要考慮磁場(chǎng)的影響。

2 全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型模型構(gòu)建

2.1 導(dǎo)線(xiàn)全壽命周期成本模型 結(jié)合多年研究經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)人員針對(duì)全壽命周期設(shè)計(jì)理念建立了導(dǎo)線(xiàn)全壽命周期成本模型。導(dǎo)線(xiàn)全壽命成本模型如圖1所示。

2.2 一次性投資成本的計(jì)算 結(jié)合行業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)可知，輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)一次性投資成本必須綜合考慮導(dǎo)線(xiàn)的實(shí)際費(fèi)用、導(dǎo)線(xiàn)絕緣子金具和桿塔對(duì)輸電線(xiàn)路的影響。一次性投資成本計(jì)算還需要對(duì)相關(guān)經(jīng)濟(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，將一次性投資值納入到等年值的范疇之內(nèi)，再乘以一個(gè)折現(xiàn)率即可以得到一次性投資成本。

2.3 運(yùn)行損耗成本的計(jì)算 運(yùn)行損耗成本是指輸電線(xiàn)路在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的能耗總費(fèi)用，影響能耗總費(fèi)用的因素有很多，如電阻、電暈、地線(xiàn)感應(yīng)、金具磁滯以及渦流等都會(huì)產(chǎn)生不同程度的能耗，其中底線(xiàn)感應(yīng)和金具產(chǎn)生的損耗值非常小，通常不納入運(yùn)行損耗計(jì)算的范疇。

2.4 運(yùn)行維護(hù)成本的計(jì)算 運(yùn)行維護(hù)成本由日常維護(hù)和計(jì)劃維護(hù)兩部分組成，輸電線(xiàn)路維護(hù)成本應(yīng)該將人工費(fèi)用納入到運(yùn)行維護(hù)成本的范圍之內(nèi)。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)行檢修費(fèi)用是運(yùn)行費(fèi)維護(hù)成本計(jì)算的主要內(nèi)容，計(jì)劃?rùn)z修受輸電線(xiàn)路運(yùn)行狀況的影響，有時(shí)候需要大修、有時(shí)候只需要對(duì)某些部件進(jìn)行微調(diào)。運(yùn)行維護(hù)與其他成本計(jì)算模式先比最大的特點(diǎn)在于運(yùn)行維護(hù)具有時(shí)間規(guī)律，設(shè)備維護(hù)的時(shí)間與生產(chǎn)廠(chǎng)家有直接關(guān)系，不同廠(chǎng)家的線(xiàn)路設(shè)備運(yùn)行時(shí)間不同。

最后，基于全壽命周期成本評(píng)估的導(dǎo)線(xiàn)選型可以消除輸電線(xiàn)路中存在的潛在威脅，這種模式的缺點(diǎn)在于它沒(méi)有考慮經(jīng)濟(jì)因素，實(shí)際維修過(guò)程中容易出現(xiàn)維修不足或者維修過(guò)度等問(wèn)題。

2.5 故障損失成本的計(jì)算 輸電線(xiàn)路全壽命周期成本損失包括線(xiàn)路成本損失和社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失兩部分。由于故障損失將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響，研究人員通常采用產(chǎn)電比法計(jì)算故障損失成本。利用產(chǎn)電比法計(jì)算故障損失成本需要綜合考慮輸電電價(jià)、設(shè)備故障平均維修成本以及斷電成本、設(shè)備平均修復(fù)時(shí)間等因素。

2.6 設(shè)備退役成本的計(jì)算 輸電線(xiàn)路的使用壽命有限，輸電線(xiàn)路生命周期結(jié)束后，工作人員必須對(duì)殘缺的線(xiàn)路進(jìn)行清理、回收以及銷(xiāo)毀。后期的線(xiàn)路處理需要企業(yè)支付大量的建設(shè)資金，設(shè)備退役的成本與設(shè)備的型號(hào)、使用時(shí)間以及用途有直接關(guān)系，有的設(shè)備退役后需要花費(fèi)大量的成本完成后期清理、銷(xiāo)毀工作。結(jié)合我國(guó)電力企業(yè)發(fā)展的實(shí)際狀況，設(shè)備退役成本通常以一次性成本的30%為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，以宏觀經(jīng)濟(jì)參與為依據(jù)，將設(shè)備退役成本折現(xiàn)成等年值。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及實(shí)例

以輸電線(xiàn)路全壽命周期導(dǎo)線(xiàn)選型計(jì)算為依據(jù)，研究人員結(jié)合電力企業(yè)發(fā)展的實(shí)際狀況，建立與之相關(guān)的導(dǎo)線(xiàn)選型輔助決策機(jī)制，本文以某工程全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型模型的評(píng)估結(jié)果為依據(jù)，將其評(píng)估結(jié)果做了以下介紹。

導(dǎo)線(xiàn)選型全壽命周期成本評(píng)估結(jié)果以正負(fù)800千伏特高壓輸電線(xiàn)路為主要計(jì)算對(duì)象，該路線(xiàn)四周地貌比較復(fù)雜，以山地和丘陵為主，系統(tǒng)的輸送功率為7000MW；一旦發(fā)生事故，系統(tǒng)將自動(dòng)輸送9000MW功率；評(píng)估過(guò)程中使用的全壽命周期為30A，年利率和通貨膨脹率分別為8%和4%。綜合考慮以上因素選用多種導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行分組計(jì)算，計(jì)算過(guò)程中要充分考慮以下因素：第一，不同型號(hào)導(dǎo)線(xiàn)對(duì)線(xiàn)路設(shè)備的影響；第二，導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度對(duì)輸電線(xiàn)路設(shè)備的影響；第三，導(dǎo)線(xiàn)組成材料對(duì)輸電線(xiàn)路的影響。結(jié)合多種影響因素，選擇最合適的導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，全壽命周期成本評(píng)估特高壓主流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型在我國(guó)電力企業(yè)的發(fā)展建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路需計(jì)算一次性投資成本、運(yùn)行損耗成本以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本等，結(jié)合全壽命周期成本評(píng)估，為電力企業(yè)導(dǎo)線(xiàn)選型提供可靠的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉漢生，劉劍，李俊娥，等.基于全壽命周期成本評(píng)估的特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型[J].高電壓技術(shù)，2012.

[2]柏曉路，葛秦嶺，徐大成，等.±800kV特高壓直流輸電線(xiàn)路工程導(dǎo)線(xiàn)選型[J].電網(wǎng)與清潔能源，2011.

[3]梁涵卿，張文亮，梁旭明.特高壓直流輸電導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)濟(jì)截面選擇研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013.

摘要： 筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，從全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型基本控制條件著手，對(duì)導(dǎo)線(xiàn)選型模型構(gòu)建以及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及實(shí)例做了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞： 全壽命周期成本評(píng)估；高壓直流輸電線(xiàn)路；導(dǎo)線(xiàn)選型；模型構(gòu)建

中圖分類(lèi)號(hào)：TM721.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）34-0038-02

0 引言

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，社會(huì)對(duì)輸電線(xiàn)路的輸送能力提出了更高要求。為了將電能輸送至全國(guó)各地，輸電線(xiàn)路工程必須高度重視輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)工作，導(dǎo)線(xiàn)選型是輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)工作中的重要內(nèi)容，是影響輸電質(zhì)量的關(guān)鍵因素，輸電線(xiàn)路工程應(yīng)該重視導(dǎo)線(xiàn)選型工作的重要性，采取有效措施選取優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)線(xiàn)，為輸電線(xiàn)路的安全運(yùn)行提供動(dòng)力保障。全壽命周期評(píng)估是近幾年興起的一種全新的輸電線(xiàn)路評(píng)估方式，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)沒(méi)有綜合考慮輸電安全、環(huán)保以及再利用之間的關(guān)系，全壽命周期評(píng)估彌補(bǔ)了傳統(tǒng)計(jì)算方式的不足，綜合考慮了輸電線(xiàn)路在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中各種性能的發(fā)揮，是建設(shè)現(xiàn)代城市輸電網(wǎng)的重要依據(jù)之一。

1 全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型基本控制條件

在進(jìn)行全壽命周期評(píng)估時(shí)，必須綜合考慮多種影響因素，如初建成本的差異、運(yùn)行維護(hù)成本、實(shí)效維修成本以及維修殘值等。全壽命周期技術(shù)由全壽命周期計(jì)算、評(píng)價(jià)、分析以及管理等內(nèi)容共同組成，其中全壽命周期成本計(jì)算是評(píng)價(jià)分析、以及管理的基礎(chǔ)。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型基本控制條件做了以下介紹。

1.1 電流密度 電流密度的選擇要綜合考慮多種影響因素，如導(dǎo)線(xiàn)的價(jià)格、最大負(fù)荷、線(xiàn)路長(zhǎng)度以及導(dǎo)線(xiàn)的組成材料等。電流密度的取值受地區(qū)差異的影響，不同地區(qū)和不同國(guó)家選取的電流密度不盡相同。以我國(guó)輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)為依據(jù)，電流密度通常以導(dǎo)線(xiàn)的最大負(fù)荷利用時(shí)間為依據(jù)，例如，如果最大負(fù)荷利用時(shí)間為4000小時(shí)左右，電流密度通?？刂圃?.15A每立方毫米左右；如果最大負(fù)荷利用時(shí)間在5000小時(shí)以上，電流密度通常控制在0.9A每立方毫米左右，確定合適的電流密度后對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。

1.2 電磁環(huán)境限值 電磁環(huán)境限值要綜合考慮以下因素：第一，線(xiàn)下地面合成電場(chǎng)的強(qiáng)度有嚴(yán)格控制，通常情況下小于或等于30kV每米；第二，地下地面離子密度與導(dǎo)線(xiàn)的質(zhì)量有直接關(guān)系，其密度通常小于或等于100nA每立方米；第三，如果線(xiàn)路與用戶(hù)住宅距離非常近，民房所在地面的未畸變合成電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算以濕導(dǎo)線(xiàn)計(jì)算條件為主；第四，直流線(xiàn)路的磁場(chǎng)與地磁大小相近，在選擇導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)時(shí)，不需要考慮磁場(chǎng)的影響。

2 全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型模型構(gòu)建

2.1 導(dǎo)線(xiàn)全壽命周期成本模型 結(jié)合多年研究經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)人員針對(duì)全壽命周期設(shè)計(jì)理念建立了導(dǎo)線(xiàn)全壽命周期成本模型。導(dǎo)線(xiàn)全壽命成本模型如圖1所示。

2.2 一次性投資成本的計(jì)算 結(jié)合行業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)可知，輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)一次性投資成本必須綜合考慮導(dǎo)線(xiàn)的實(shí)際費(fèi)用、導(dǎo)線(xiàn)絕緣子金具和桿塔對(duì)輸電線(xiàn)路的影響。一次性投資成本計(jì)算還需要對(duì)相關(guān)經(jīng)濟(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，將一次性投資值納入到等年值的范疇之內(nèi)，再乘以一個(gè)折現(xiàn)率即可以得到一次性投資成本。

2.3 運(yùn)行損耗成本的計(jì)算 運(yùn)行損耗成本是指輸電線(xiàn)路在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的能耗總費(fèi)用，影響能耗總費(fèi)用的因素有很多，如電阻、電暈、地線(xiàn)感應(yīng)、金具磁滯以及渦流等都會(huì)產(chǎn)生不同程度的能耗，其中底線(xiàn)感應(yīng)和金具產(chǎn)生的損耗值非常小，通常不納入運(yùn)行損耗計(jì)算的范疇。

2.4 運(yùn)行維護(hù)成本的計(jì)算 運(yùn)行維護(hù)成本由日常維護(hù)和計(jì)劃維護(hù)兩部分組成，輸電線(xiàn)路維護(hù)成本應(yīng)該將人工費(fèi)用納入到運(yùn)行維護(hù)成本的范圍之內(nèi)。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)行檢修費(fèi)用是運(yùn)行費(fèi)維護(hù)成本計(jì)算的主要內(nèi)容，計(jì)劃?rùn)z修受輸電線(xiàn)路運(yùn)行狀況的影響，有時(shí)候需要大修、有時(shí)候只需要對(duì)某些部件進(jìn)行微調(diào)。運(yùn)行維護(hù)與其他成本計(jì)算模式先比最大的特點(diǎn)在于運(yùn)行維護(hù)具有時(shí)間規(guī)律，設(shè)備維護(hù)的時(shí)間與生產(chǎn)廠(chǎng)家有直接關(guān)系，不同廠(chǎng)家的線(xiàn)路設(shè)備運(yùn)行時(shí)間不同。

最后，基于全壽命周期成本評(píng)估的導(dǎo)線(xiàn)選型可以消除輸電線(xiàn)路中存在的潛在威脅，這種模式的缺點(diǎn)在于它沒(méi)有考慮經(jīng)濟(jì)因素，實(shí)際維修過(guò)程中容易出現(xiàn)維修不足或者維修過(guò)度等問(wèn)題。

2.5 故障損失成本的計(jì)算 輸電線(xiàn)路全壽命周期成本損失包括線(xiàn)路成本損失和社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失兩部分。由于故障損失將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響，研究人員通常采用產(chǎn)電比法計(jì)算故障損失成本。利用產(chǎn)電比法計(jì)算故障損失成本需要綜合考慮輸電電價(jià)、設(shè)備故障平均維修成本以及斷電成本、設(shè)備平均修復(fù)時(shí)間等因素。

2.6 設(shè)備退役成本的計(jì)算 輸電線(xiàn)路的使用壽命有限，輸電線(xiàn)路生命周期結(jié)束后，工作人員必須對(duì)殘缺的線(xiàn)路進(jìn)行清理、回收以及銷(xiāo)毀。后期的線(xiàn)路處理需要企業(yè)支付大量的建設(shè)資金，設(shè)備退役的成本與設(shè)備的型號(hào)、使用時(shí)間以及用途有直接關(guān)系，有的設(shè)備退役后需要花費(fèi)大量的成本完成后期清理、銷(xiāo)毀工作。結(jié)合我國(guó)電力企業(yè)發(fā)展的實(shí)際狀況，設(shè)備退役成本通常以一次性成本的30%為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，以宏觀經(jīng)濟(jì)參與為依據(jù)，將設(shè)備退役成本折現(xiàn)成等年值。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及實(shí)例

以輸電線(xiàn)路全壽命周期導(dǎo)線(xiàn)選型計(jì)算為依據(jù)，研究人員結(jié)合電力企業(yè)發(fā)展的實(shí)際狀況，建立與之相關(guān)的導(dǎo)線(xiàn)選型輔助決策機(jī)制，本文以某工程全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型模型的評(píng)估結(jié)果為依據(jù)，將其評(píng)估結(jié)果做了以下介紹。

導(dǎo)線(xiàn)選型全壽命周期成本評(píng)估結(jié)果以正負(fù)800千伏特高壓輸電線(xiàn)路為主要計(jì)算對(duì)象，該路線(xiàn)四周地貌比較復(fù)雜，以山地和丘陵為主，系統(tǒng)的輸送功率為7000MW；一旦發(fā)生事故，系統(tǒng)將自動(dòng)輸送9000MW功率；評(píng)估過(guò)程中使用的全壽命周期為30A，年利率和通貨膨脹率分別為8%和4%。綜合考慮以上因素選用多種導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行分組計(jì)算，計(jì)算過(guò)程中要充分考慮以下因素：第一，不同型號(hào)導(dǎo)線(xiàn)對(duì)線(xiàn)路設(shè)備的影響；第二，導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度對(duì)輸電線(xiàn)路設(shè)備的影響；第三，導(dǎo)線(xiàn)組成材料對(duì)輸電線(xiàn)路的影響。結(jié)合多種影響因素，選擇最合適的導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，全壽命周期成本評(píng)估特高壓主流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型在我國(guó)電力企業(yè)的發(fā)展建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路需計(jì)算一次性投資成本、運(yùn)行損耗成本以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本等，結(jié)合全壽命周期成本評(píng)估，為電力企業(yè)導(dǎo)線(xiàn)選型提供可靠的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉漢生，劉劍，李俊娥，等.基于全壽命周期成本評(píng)估的特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型[J].高電壓技術(shù)，2012.

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[3]梁涵卿，張文亮，梁旭明.特高壓直流輸電導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)濟(jì)截面選擇研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013.

摘要： 筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，從全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型基本控制條件著手，對(duì)導(dǎo)線(xiàn)選型模型構(gòu)建以及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及實(shí)例做了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞： 全壽命周期成本評(píng)估；高壓直流輸電線(xiàn)路；導(dǎo)線(xiàn)選型；模型構(gòu)建

中圖分類(lèi)號(hào)：TM721.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）34-0038-02

0 引言

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，社會(huì)對(duì)輸電線(xiàn)路的輸送能力提出了更高要求。為了將電能輸送至全國(guó)各地，輸電線(xiàn)路工程必須高度重視輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)工作，導(dǎo)線(xiàn)選型是輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)工作中的重要內(nèi)容，是影響輸電質(zhì)量的關(guān)鍵因素，輸電線(xiàn)路工程應(yīng)該重視導(dǎo)線(xiàn)選型工作的重要性，采取有效措施選取優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)線(xiàn)，為輸電線(xiàn)路的安全運(yùn)行提供動(dòng)力保障。全壽命周期評(píng)估是近幾年興起的一種全新的輸電線(xiàn)路評(píng)估方式，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)沒(méi)有綜合考慮輸電安全、環(huán)保以及再利用之間的關(guān)系，全壽命周期評(píng)估彌補(bǔ)了傳統(tǒng)計(jì)算方式的不足，綜合考慮了輸電線(xiàn)路在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中各種性能的發(fā)揮，是建設(shè)現(xiàn)代城市輸電網(wǎng)的重要依據(jù)之一。

1 全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型基本控制條件

在進(jìn)行全壽命周期評(píng)估時(shí)，必須綜合考慮多種影響因素，如初建成本的差異、運(yùn)行維護(hù)成本、實(shí)效維修成本以及維修殘值等。全壽命周期技術(shù)由全壽命周期計(jì)算、評(píng)價(jià)、分析以及管理等內(nèi)容共同組成，其中全壽命周期成本計(jì)算是評(píng)價(jià)分析、以及管理的基礎(chǔ)。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型基本控制條件做了以下介紹。

1.1 電流密度 電流密度的選擇要綜合考慮多種影響因素，如導(dǎo)線(xiàn)的價(jià)格、最大負(fù)荷、線(xiàn)路長(zhǎng)度以及導(dǎo)線(xiàn)的組成材料等。電流密度的取值受地區(qū)差異的影響，不同地區(qū)和不同國(guó)家選取的電流密度不盡相同。以我國(guó)輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)為依據(jù)，電流密度通常以導(dǎo)線(xiàn)的最大負(fù)荷利用時(shí)間為依據(jù)，例如，如果最大負(fù)荷利用時(shí)間為4000小時(shí)左右，電流密度通?？刂圃?.15A每立方毫米左右；如果最大負(fù)荷利用時(shí)間在5000小時(shí)以上，電流密度通?？刂圃?.9A每立方毫米左右，確定合適的電流密度后對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。

1.2 電磁環(huán)境限值 電磁環(huán)境限值要綜合考慮以下因素：第一，線(xiàn)下地面合成電場(chǎng)的強(qiáng)度有嚴(yán)格控制，通常情況下小于或等于30kV每米；第二，地下地面離子密度與導(dǎo)線(xiàn)的質(zhì)量有直接關(guān)系，其密度通常小于或等于100nA每立方米；第三，如果線(xiàn)路與用戶(hù)住宅距離非常近，民房所在地面的未畸變合成電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算以濕導(dǎo)線(xiàn)計(jì)算條件為主；第四，直流線(xiàn)路的磁場(chǎng)與地磁大小相近，在選擇導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)時(shí)，不需要考慮磁場(chǎng)的影響。

2 全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型模型構(gòu)建

2.1 導(dǎo)線(xiàn)全壽命周期成本模型 結(jié)合多年研究經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)人員針對(duì)全壽命周期設(shè)計(jì)理念建立了導(dǎo)線(xiàn)全壽命周期成本模型。導(dǎo)線(xiàn)全壽命成本模型如圖1所示。

2.2 一次性投資成本的計(jì)算 結(jié)合行業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)可知，輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)一次性投資成本必須綜合考慮導(dǎo)線(xiàn)的實(shí)際費(fèi)用、導(dǎo)線(xiàn)絕緣子金具和桿塔對(duì)輸電線(xiàn)路的影響。一次性投資成本計(jì)算還需要對(duì)相關(guān)經(jīng)濟(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，將一次性投資值納入到等年值的范疇之內(nèi)，再乘以一個(gè)折現(xiàn)率即可以得到一次性投資成本。

2.3 運(yùn)行損耗成本的計(jì)算 運(yùn)行損耗成本是指輸電線(xiàn)路在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的能耗總費(fèi)用，影響能耗總費(fèi)用的因素有很多，如電阻、電暈、地線(xiàn)感應(yīng)、金具磁滯以及渦流等都會(huì)產(chǎn)生不同程度的能耗，其中底線(xiàn)感應(yīng)和金具產(chǎn)生的損耗值非常小，通常不納入運(yùn)行損耗計(jì)算的范疇。

2.4 運(yùn)行維護(hù)成本的計(jì)算 運(yùn)行維護(hù)成本由日常維護(hù)和計(jì)劃維護(hù)兩部分組成，輸電線(xiàn)路維護(hù)成本應(yīng)該將人工費(fèi)用納入到運(yùn)行維護(hù)成本的范圍之內(nèi)。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)行檢修費(fèi)用是運(yùn)行費(fèi)維護(hù)成本計(jì)算的主要內(nèi)容，計(jì)劃?rùn)z修受輸電線(xiàn)路運(yùn)行狀況的影響，有時(shí)候需要大修、有時(shí)候只需要對(duì)某些部件進(jìn)行微調(diào)。運(yùn)行維護(hù)與其他成本計(jì)算模式先比最大的特點(diǎn)在于運(yùn)行維護(hù)具有時(shí)間規(guī)律，設(shè)備維護(hù)的時(shí)間與生產(chǎn)廠(chǎng)家有直接關(guān)系，不同廠(chǎng)家的線(xiàn)路設(shè)備運(yùn)行時(shí)間不同。

最后，基于全壽命周期成本評(píng)估的導(dǎo)線(xiàn)選型可以消除輸電線(xiàn)路中存在的潛在威脅，這種模式的缺點(diǎn)在于它沒(méi)有考慮經(jīng)濟(jì)因素，實(shí)際維修過(guò)程中容易出現(xiàn)維修不足或者維修過(guò)度等問(wèn)題。

2.5 故障損失成本的計(jì)算 輸電線(xiàn)路全壽命周期成本損失包括線(xiàn)路成本損失和社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失兩部分。由于故障損失將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響，研究人員通常采用產(chǎn)電比法計(jì)算故障損失成本。利用產(chǎn)電比法計(jì)算故障損失成本需要綜合考慮輸電電價(jià)、設(shè)備故障平均維修成本以及斷電成本、設(shè)備平均修復(fù)時(shí)間等因素。

2.6 設(shè)備退役成本的計(jì)算 輸電線(xiàn)路的使用壽命有限，輸電線(xiàn)路生命周期結(jié)束后，工作人員必須對(duì)殘缺的線(xiàn)路進(jìn)行清理、回收以及銷(xiāo)毀。后期的線(xiàn)路處理需要企業(yè)支付大量的建設(shè)資金，設(shè)備退役的成本與設(shè)備的型號(hào)、使用時(shí)間以及用途有直接關(guān)系，有的設(shè)備退役后需要花費(fèi)大量的成本完成后期清理、銷(xiāo)毀工作。結(jié)合我國(guó)電力企業(yè)發(fā)展的實(shí)際狀況，設(shè)備退役成本通常以一次性成本的30%為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，以宏觀經(jīng)濟(jì)參與為依據(jù)，將設(shè)備退役成本折現(xiàn)成等年值。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及實(shí)例

以輸電線(xiàn)路全壽命周期導(dǎo)線(xiàn)選型計(jì)算為依據(jù)，研究人員結(jié)合電力企業(yè)發(fā)展的實(shí)際狀況，建立與之相關(guān)的導(dǎo)線(xiàn)選型輔助決策機(jī)制，本文以某工程全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型模型的評(píng)估結(jié)果為依據(jù)，將其評(píng)估結(jié)果做了以下介紹。

導(dǎo)線(xiàn)選型全壽命周期成本評(píng)估結(jié)果以正負(fù)800千伏特高壓輸電線(xiàn)路為主要計(jì)算對(duì)象，該路線(xiàn)四周地貌比較復(fù)雜，以山地和丘陵為主，系統(tǒng)的輸送功率為7000MW；一旦發(fā)生事故，系統(tǒng)將自動(dòng)輸送9000MW功率；評(píng)估過(guò)程中使用的全壽命周期為30A，年利率和通貨膨脹率分別為8%和4%。綜合考慮以上因素選用多種導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行分組計(jì)算，計(jì)算過(guò)程中要充分考慮以下因素：第一，不同型號(hào)導(dǎo)線(xiàn)對(duì)線(xiàn)路設(shè)備的影響；第二，導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度對(duì)輸電線(xiàn)路設(shè)備的影響；第三，導(dǎo)線(xiàn)組成材料對(duì)輸電線(xiàn)路的影響。結(jié)合多種影響因素，選擇最合適的導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，全壽命周期成本評(píng)估特高壓主流輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)選型在我國(guó)電力企業(yè)的發(fā)展建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。全壽命周期成本評(píng)估特高壓直流輸電線(xiàn)路需計(jì)算一次性投資成本、運(yùn)行損耗成本以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本等，結(jié)合全壽命周期成本評(píng)估，為電力企業(yè)導(dǎo)線(xiàn)選型提供可靠的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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