电网设备全寿命周期费用计算方法
【专利摘要】本发明公开了一种电网设备全寿命周期费用计算方法，包括构建电力设备全寿命周期构成模型的步骤；以及调峰缺口的成本分析计算方法，即在上述电力设备全寿命周期构成模型基础上，将全寿命周期费用分为一次性投资费用和运行维护费用两大类，采用灰色系统理论分析方法，确定运行维护费用最佳拟合的分布，从而得出运行维护费用分布关系，并结合基于时间分摊的一次性投资费用的计算方法，以 LCC最低为目标，将两部分费用综合形成电力设备全寿命周期的成本分析计算方法的步骤。达到减少资源消耗，实现费用的有效控制的目的。
【专利说明】
电网设备全寿命周期费用计算方法
技术领域
[0001] 本发明设及电力系统中工程经济学与电网设备相结合的技术领域，具体地，设及 一种电网设备全寿命周期费用计算方法。
【背景技术】
[0002] 电网资产管理水平的提高是国家战略能源安全和国民经济命脉杨通的有效保障， 是电网企业提高质量服务、履行社会责任的基础，是提高国有资产收益和实现企业科学发 展目标的重要手段。随着我国电力市场化改革的深入，电力企业之间的竞争愈演愈烈，各企 业都将面临着巨大的竞争与挑战。W往国内电网企业只重视设备资产的表现而忽略资产价 值、重视投入轻视产出效益的传统理念和做法已不能适应新形势下电网发展的要求.只有 加强资产全寿命周期成本管理，才能在确保电网设备可靠性的同时，延长设备使用寿命、降 低全寿命周期费用，实现"电网坚强、资产优良"，降低成本、提高效率赢得竞争与挑战。
[0003] 然而，目前的设备管理模型中通常只考虑了从项目前期到项目竣工移交为止的费 用，即初次投入费用，并没有充分考虑电力设备投运之后的运行和维护费用，而运部分费用 随着时间递增，所占的比重也将越来越大。要从根本上改变现有的电网资产管理方式，必须 深化对资产全寿命周期管理的研究，统筹规划、建设、生产、运行等各环节，建立动态评估、 核算和优化的工作机制。
[0004] 可见，加强电网资产管理，提高资产管理质量，实现资产全寿命周期管理已经成为 电网企业推行精益化管理的核屯、课题。全寿命周期成本化ife切Cle Cost,LCC)，运个概念 主要应用在设备层面的费用分析上。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种电网设备全寿命周期费用计算方法， W实现减少资源消耗，实现费用的有效控制的优点。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0007] -种电网设备全寿命周期费用计算方法，包括构建电力设备全寿命周期构成模型 的步骤；
[000引 W及调峰缺口的成本分析计算方法，即在上述电力设备全寿命周期构成模型基础 上，将全寿命周期费用分为一次性投资费用和运行维护费用两大类，采用灰色系统理论分 析方法，确定运行维护费用最佳拟合的分布，从而得出运行维护费用分布关系，并结合基于 时间分摊的一次性投资费用的计算方法，WLCC最低为目标，将两部分费用综合形成电力设 备全寿命周期的成本分析计算方法的步骤。
[0009] 优选的，所述构建电力设备全寿命周期构成模型的步骤具体为：
[0010] 构建LC对莫型，定义方程式如下：
[0011] Min F = LCC = CI+CO+CM+CF+CD；
[0012] 其中，LCC为全寿命周期费用，Cl为初始投资成本，CO为运行成本，CM为维护成本， CF为故障成本，CD为退役处置成本。
[OOU]优选的，初始投资成本CI定义如下：
[0014] CI=CIm+CIi，
[001引式中：CIm为设备审雌成本，Cl功安装调试成本；
[0016] 运行成本CO定义如下：
[0017] C0 = C0i+C0a，
[0018] 式中：COi为设备本体运行成本，COa为辅助设备运行成本；
[0019] 维护成本CM定义如下：
[0020] CM = CMd+CMr,
[0021 ]式中:CMr为设备常规维护成本，CMd为设备解体检修成本；
[0022] 故障成本CF定义如下：
[0023] CF = CFr+CFi,
[0024] 式中:CFr为故障维修成本，CFi为故障损失成本；
[0025] 退役处置成本CD定义如下：
[0026] CD = CDs+CDt,
[0027] 式中：CDs为设备退役残值，CDt为设备最终处理成本。
[0028] 优选的，设备本体损耗费用计算如下：
[0029]
[0030] 式中：〇)i为输电线路设备本体年损耗费;为线路回路数；e为输电电价;P为线路 传输功率;R为单位长度导线直流电阻;n为导线分裂数;U为输电电压;C曰Scp为功率因数;Pk 为导线电晕损耗;T为年运行小时数。
[0031] 优选的，所述调峰缺口的成本分析计算方法中，将全寿命周期费用分为一次性投 资费用和运行维护费用两大类具体为：
[0032] 将LCC模型表示为：
[0033] Llcc=Ac+Sc，
[0034] 式中：一次性投资费用Ac,至少包括电力设备的基建费用和购置费用，即初次投入 成本CI。运行维护费用Sc,至少包括运行成本C0、维护成本CM、停电损失成本CF和退役处置 成本CD。
[0035] 优选的，所述调峰缺口的成本分析计算方法中，结合基于时间分摊的一次性投资 费用的计算方法具体为：
[0036] 公式 Llcc=Ac+Sc 的瞬时值表达形式为:Ucc(t)=Ac(t)+Sc(t)，
[0037] 其中一次性投资费用Ac具有线性特性，因此按时间分摊，换算为单位时间费用模 型，即：
[003引 Ac(t)=Ac/t，其中t为时间。
[0039] 优选的，灰色系统理论分析方法，包括：
[0040] 步骤1、数据生成；
[0041 ]步骤2、基于上述的数据生成建立灰色GM( 1，1)模型；
[0042]步骤3:改善上述建立的GM( 1，1)模型预测精度；
[0043] 步骤4:基于上述步骤扣义善后GM( I，I)模型计算经验分布函数；
[0044] 步骤5:根本步骤4中分布函数的确定灰色关联度，并根据关联序列确定最佳拟合 分布类型。
[0045] 优选的，上述步骤4中基于上述步骤扣义善后GM(1，1)模型计算经验分布函数，具体 包括，步骤401、计算经验分布函数，其中中位秩公式为：
[0046]
[0047] 式中:no表示故障次数;k表示第k次故障，Fo为经验分布函数。
[0048] 步骤402、求取各分布类型的经验分布函数参数，并求取相应分布概率。
[0049] 优选的，LCC最低计算公式为：
[(K)加]
[0051] 其中，T表示时长，F(t)表示运行维护费用所符合的分布类型。
[0052] 本发明的技术方案具有W下有益效果：
[0053] 本发明的技术方案，将设备全寿命周期内各项成本采用灰色关联加权组合应用到 各阶段内，对设备生命周期内各项费用进行了明确的划分，所建立的成本模型服务于电网 设备选型决策分析，为电网设备选型决策工作提供了清晰的依据，便于电网设备成本管理。 从而达到减少资源消耗，实现费用的有效控制的目的。
[0054] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0055] 图1是本发明的电力设备全寿命周期构成模型框图；
[0056] 图2是本发明的成本分析计算方法详细流程框图。
【具体实施方式】
[0057] W下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[005引一种电网设备全寿命周期费用计算方法，包括构建电力设备全寿命周期构成模型 的步骤；
[0059] W及调峰缺口的成本分析计算方法，即在上述电力设备全寿命周期构成模型基础 上，将全寿命周期费用分为一次性投资费用和运行维护费用两大类，采用灰色系统理论分 析方法，确定运行维护费用最佳拟合的分布，从而得出运行维护费用分布关系，并结合基于 时间分摊的一次性投资费用的计算方法，WLCC最低为目标，将两部分费用综合形成电力设 备全寿命周期的成本分析计算方法的步骤。
[0060] 优选的，所述构建电力设备全寿命周期构成模型的步骤具体为：
[0061 ]构建LC对莫型，定义方程式如下：
[0062] Min F = LCC = CI+CO+CM+CF+CD；
[0063] 其中，LCC为全寿命周期费用，Cl为初始投资成本，CO为运行成本，CM为维护成本， CF为故障成本，CD为退役处置成本。
[0064] 优选的，初始投资成本CI定义如下：
[00化]CI=CIm+CIi，
[0066] 式中：CIm为设备制造成本，CIi为安装调试成本；
[0067] 运行成本CO定义如下：
[006引 C0 = C0i+C0a，
[0069] 式中：COi为设备本体运行成本，COa为辅助设备运行成本；
[0070] 维护成本CM定义如下：
[0071] CM = CMd+CMr,
[0072] 式中:CMr为设备常规维护成本，CMd为设备解体检修成本；
[0073] 故障成本CF定义如下：
[0074] CF = CFr+CFi,
[0075] 式中:CFr为故障维修成本，CFi为故障损失成本；
[0076] 退役处置成本CD定义如下：
[0077] CD = CDs+CDt,
[0078] 式中：CDs为设备退役残值，CDt为设备最终处理成本。
[0079] 优选的，设备本体损耗费用计算如下：
[0080]
,
[0081] 式中：〇)i为输电线路设备本体年损耗费;n/为线路回路数；e为输电电价;P为线路 传输功率;R为单位长度导线直流电阻;n为导线分裂数;U为输电电压;COS啤为功率因数;Pk 为导线电晕损耗;T为年运行小时数。
[0082] 优选的，所述调峰缺口的成本分析计算方法中，将全寿命周期费用分为一次性投 资费用和运行维护费用两大类具体为：
[0083] 将LCC模型表示为：
[0084] Llcc=Ac+Sc，
[0085] 式中：一次性投资费用Ac,至少包括电力设备的基建费用和购置费用，即初次投入 成本CI。运行维护费用Sc,至少包括运行成本C0、维护成本CM、停电损失成本CF和退役处置 成本CD。
[0086] 优选的，所述调峰缺口的成本分析计算方法中，结合基于时间分摊的一次性投资 费用的计算方法具体为：
[0087] 公式 Llcc=Ac+Sc 的瞬时值表达形式为:Ucc(t)=Ac(t)+Sc(t)，
[0088] 其中一次性投资费用Ac具有线性特性，因此按时间分摊，换算为单位时间费用模 型，即：
[0089] Ac(t)=Ac/t，其中 t 为时间。
[0090] 优选的，灰色系统理论分析方法，包括：
[0091] 步骤1、数据生成；
[0092] 步骤2、基于上述的数据生成建立灰色GM(1，1)模型；
[0093] 步骤3:改善上述建立的GM( 1，1)模型预测精度；
[0094] 步骤4:基于上述步骤扣义善后GM( 1，1)模型计算经验分布函数；
[0095] 步骤5:根本步骤4中分布函数的确定灰色关联度，并根据关联序列确定最佳拟合 分布类型。
[0096] 优选的，上述步骤4中基于上述步骤扣义善后GM(1，1)模型计算经验分布函数，具体 包括，步驢401、计當经胎A布函数，其中中位秩公式为：
[0097]
[0098] 式中:no表示故障次数;k表示第k次故障，Fo为经验分布函数。
[0099] 步骤402、求取各分布类型的经验分布函数参数，并求取相应分布概率。
[0100] 他佛的-T rr爲化ff管公才兩.
[0101]
[0102] 其中，T表示时长，F(t)表示运行维护费用所符合的分布类型。
[0103] 下文结合具体实施说明如下：
[0104] 1、电力设备全寿命周期构成模型：
[0105] 本发明的电力设备全寿命周期构成模型是指计及了设备全寿命周期各环节的影 响，包含设备的设计、购置、建设、运行维护、退役过程，构成了电力资产的整个寿命周期。电 网设备全寿命周期管理的目标是在保证可靠性的基础上使设备的全寿命周期成本最低，其 核屯、内容是对电网设备或系统的LCC进行分析计算，W量化值为基础进行决策。W下对上述 模型进行详细说明。
[0106] 按照设备寿命周期的运行规律，W设备标准运行状态及关键控制点作为全过程管 理的重点，依据LCC理论并根据变电设备的相关费用支出情况构建出相应的LCC模型。其构 成如图1所示，定义方程式如下：
[0107] Min F = LCC = CI+CO+CM+CF+CD (1)
[0108] 式（1)中：Cl为初始投资成本（Investment Costs)、C0为运行成本（Operation costs)、CM为维护成本(Maintenance costs)、CF为故障成本failure costs)、CD为退役处 置成本(Disposal costs)。
[0109] (I)电网设备的初始投资成本Cl:
[0110] 电网设备的初始投资成本定义如下：
[0111] CI = CIm+CIi (2)
[0112] 式中：CIm为设备制造成本(making)，CIi为安装调试成本（ins化llation)。其中制 造成本可W分解为:设备生产的成本、专用工具使用的成本、备品备件制备的成本、现场服 务成本、供货商的运输成本W及设备状态监测配置的成本等。安装调试成本可W分解为:设 备本体建设安装成本、业主方运输的成本、设备调试成本W及特殊试验的成本。该成本发生 在寿命周期初期，属于一次性投入。
[0113] 输电导线的初始投资成本CI主要包括设备购置费(如杆塔、基础、拉线、导线、防雷 及接地装置、绝缘子及金具的设备的购入成本)和安装调试费(如系统运输费、人工费、材料 费及机械费等）。
[0114] 变压器的初始投资成本CI主要包括设备购置费(如设备本身费用、运输费、现场服 务费及备品备件费用等）、±地购置费（如±地改造和购买费用）、安装调试费（如系统运输 费、人工费、材料费及机械费等）。考虑到当前变压器"国家节能补贴"政策，在初始投资成本 中假如国家节能补贴成本，取负值。
[0115] (2)电网设备的运行成本CO:
[0116] 电网设备的运行成本定义如下：
[0117] C0 = C0i+C0a (3)
[011引式中：0)i为设备本体运行成本(itself),COa为辅助设备运行成本(auxiliary)。设 备本体运行成本即设备运行时的损耗成本，辅助设备运行成本主要为设备日常巡视人员工 资、巡视所需的设备费和材料费等。该成本贯穿于整个设备寿命周期内，每年都会发生。
[0119] 输电导线设备本体损耗成本包括电阻损耗成本、电晕损耗成本、地线的感应损耗 成本、金具的磁滞损耗W及满流损耗成本。辅助运行成本主要为巡视人员的固定工资、巡视 所需的设备费和材料费等。其设备本体损耗费用计算如下：
[0120]
[0121] 式中：0)i为输电线路设备本体年损耗费;n/为线路回路数；e为输电电价;P为线路 传输功率;R为单位长度导线直流电阻;n为导线分裂数;U为输电电压;C曰S啤为功率因数;Pk 为导线电晕损耗;T为年运行小时数。
[0122] 变压器设备本体损耗成本为设备自身铜耗（电阻损耗、环流损耗、结构件杂散损 耗)和铁损(磁滞损耗、满流损耗、附加铁损）之和。辅助运行成本主要包括巡视人员的固定 工资、巡视所需的设备费和材料费等。本文将变压器损耗视为一个随机负荷不断变化的动 态量，用分段求和的思想进行计算。其计算公式如下：
[0123]
I 日）
[0124] 巧中：PO刃空载频耗；T刃平担打时间；K切负载波动损耗系数;Pi%负载率，即一 段时间内平均负载和最大负载的比值;n为负荷波动分段数。
[0125] (3)电网设备的维护成本CM:
[0126] 电网设备的维护成本定义如下：
[0127] CM = CMd+CMr (6)
[012引式中：CMr为设备常规维护成本（routine ) ,CMd为设备解体检修成本 (disintegration)。常规维护成本包括设备在运行中需要定期的巡视检查、停电清扫检查、 W及季节性的运行检查(包括反污工作，防雷，防讯，防风，迎峰，去树，防鸟害等），因此就会 产生相应的人工成本，W及机械台班和材料成本。对于需要解体检修的设备要考虑解体检 修成本，不需要的则不用考虑解体检修成本。
[0129] (4)电网设备的故障成本CF:
[0130] 电网设备的故障维护成本定义如下：
[0131] CF = CFr+CFi (7)
[0132]式中：CFr为故障维修成本(repair)，CFi为故障损失成本(loss)。故障维修成本可 W分解为:故障现场处理成本W及设备返厂修理成本。故障损失成本可W分解为用户间接 能耗期望W及设备故障后运行附加损耗期望。
[0133]用户间接能耗期望指故障发生所给用户带来的间接能耗与发生此故障的概率的 乘积，可用下式来表示：
[0134] CFii = au*CFi (8)
[0135] 式中:au表示发生此故障的概率，CFi表示该故障所带来的用户间接能耗。
[0136] 设备故障后运行附加损耗期望指设备发生了故障，在W后的生命周期中都会产生 额外的损耗期望。设备故障后运行附加损耗期望可用下式来表示：
[0137] CFi2 = aetrAPL (9)
[0138] 式中：A Pl表示设备故障之后运行的额外功率损耗，ae表示发生此故障的概率，tr 设备剩余生命周期中的运行时间。
[0139] (5)电网设备的退役处置成本CD
[0140] 电网设备的退役处置成本定义如下：
[0141] CD = CDs+CDt (10)
[0142] 式中：CDs为设备退役残值(scrap), CDt为设备最终处理成本(terminal)。设备退役 残值为收入，去负值。设备最终出来成本表示设备生命周期即将结束时的拆除和运输所造 成的成本。
[0143] 2、成本分析计算方法:如图2所示。C
[0144] 在上述电力设备全寿命周期成本模型研究基础上，本发明将全寿命周期费用分为 一次性投资费用和运行维护费用两大类，采用灰色系统理论的分析方法，确定运行维护费 用最佳拟合的分布，从而得出运行维护费用分布关系，并结合基于时间分摊的一次性投资 费用的计算方法，WLCC最低为目标，将两部分费用综合形成电力设备全寿命周期的成本分 析计算方法。分析方法的具体内容分步骤详细说明如下：
[0145] (1)电力设备的全寿命周期费用动态模型
[0146] 电力设备的全寿命周期费用按照费用支出的时间，可将其划分为一次性投资费用 和运行维护费用，模型表示为：
[0147] Llcc=Ac+Sc (11)
[0148] 式中：一次性投资费用Ac,包括电力设备的基建费用，购置费用等，即初次投入成 本CI。运行维护费用Sc，包括运行成本CO，维护成本CM，停电损失成本CF，废弃成本CD等4部 分;则上式的瞬时值表达形式为：
[0149] Ucc(t)=Ac(t)+Sc(t) (12)
[0150] 根据电力设备的实际情况，电力设备一次性投资费用Ac实际上是电力设备运行前 一次性投入的，按照投资学的观点，该项费用随时间的变化是逐年减少的，而且表现为时间 的线性。因此，Ac(t)表现为随时间的递减函数。电力设备运行维护费用Sc则是电力设备正式 运行后产生的费用，该项费用是一个长期的投入过程，同时，由于设及不确定的维护和停电 损失费用，该项费用随时间的变化曲线表现为非线性，而且随时间的增加而增加。因此，Sc (t)为时间的递增函数，且是非线性的。
[0151] -次性投资费用Ac具有线性特性，因此可按时间分摊，换算为单位时间费用模型， 即：
[0152] Ac(t)=Ac/t (13)
[0153] 在电力工程中，运行维护费用Sc设及到从电力设备投运到报废的整个过程，它在 设备投运后长时间内仍然不断投入，如果采用时间分摊的形式，将难于反映工程的实际。由 于该项费用分布表现为前期少，随时间的增加而增加，直至报废的特点。其分布特点与威布 尔分布、正态分布、对数正态分布及指数分布等几种典型的分布类似，若运用合适的数学方 法确定运行维护费用的分布类型和参数，就可确定运行维护费用随时间的变化方式，其具 体模型如下：
[0154] Sc(t) = ScXF(t) (14)
[0155] 式中，Sc表示电力设备投入运行后的初期投资费用；F(t)表示运行维护费用所符 合的分布类型。由此可见，LCC的时间费用模型的关键是建立运行维护费用时间关系。传统 的确定瞬时运行维护费用分布类型的方法主要有:均方差最小准则法和基于模糊理论的模 糊贴近度法。但两者在数据量较小时都较容易产生较大的误差，所W本发明针对电力设备 的实际情况，利用灰色理论使用改进的GM(1，1)模型对维护费用数据进行预测扩充的基础 上，提出基于灰色关联分析方法的瞬时运行维护费用分布类型的最佳拟合。
[0156] (2)基于灰色系统理论的运行维护费用模型：
[0157] 利用灰色GM(1，1)预测模型对运行维护费用时间规律进行分析，需对原始数据序 列进行累加生成，建立模型后又进行累减还原，运是为了减弱数据序列的随机性，并使离乱 的原始数据中蕴涵的积分特性或规律充分显露。
[0158] Stepl:数据生成。数列X中各时刻数据一次累加的过程叫做累加生成，记作AGO。累 加所得的新数列，叫做累加生成数列。具体地，设原始数列为XW = IxW(I)，xW(2)，…，xW (1〇}，经累加生成数列为)(^ = ^^(1)，义^(2)，一，义^(11)}，则数列)(^，乂^之间满足关 系：
[0159]
(15)
[0160] Ste的：灭巧候型的連立。灭微分万程是含有灰导数的微分方程，GM表示灰 微分方程模型，GM(1，1)是应用最为普遍的一种灰色预测模型。它是由一个仅包含单一变量 的一阶微分方程构成的模型。GM(1，1)模型首先对原始数据进行一阶累加生成，然后用曲线 拟合并预测，最后通过累减还原得到预测值。一般将原始数据序列记为xw，将一阶累加生 成序列记为X(i>。
[0161] Step3:改善GMQ，1)模型预测精度。电力设备故障受多方面因素影响，难W预测。 当选取同一原始数列中的不同时序数据建模时，由于对应的灰色预测模型中所包含的灰作 用量U和发展态势a不同，因而得到的预测值不同，它们组成了一个灰区间。要从运一区间中 提取最接近实际发展规律的预测值是很困难的。针对上述缺点，引入灰色关联度的概念，将 原始数列分为若干子数列，分别求得各自的拟合数列，用两数列的灰色关联度表征故障的 实际发展态势与预测规律的"距离"，在此基础上对预测值进行加权组合，既保证原始故障 时间数据内包含的信息量被充分挖掘，又使一些内在的和外在的影响因素抵消或削弱，从 而提高预测精度，改善GM( 1，1)模型预测精度。
[0162] Step4:计算经验分布函数。上一步奏主要将故障时间样本进行了预测和扩充，在 得到运些样本后，如何确定样本的分布类型，则需要用到灰色关联分析的思想。基于灰色关 联分析的运行维护费用分布函数求取步骤如下：
[0163] 1):计算经验分布函数。中位秩公式为：
[0164]
(16)
[0165] 式中：no表示故障次数;k表示第k次故障。由上式计算经验分布函数Fo。
[0166] 2):求取各分布类型的分布函数参数，并求取相应分布概率。根据故障时间数据， 求出各假设分布的参数及其各点的分布函数。因为时变运行维护费用一般符合威布尔分 布、正态分布、对数正态分布、指数分布运四种分布，所W本发明假定数据样本满足下述四 种分布函数的一种。
[0167] steps:确定灰色关联度，并根据关联序列确定最佳拟合分布类型。分析序列间影 响程度的大小。关联度越大，代表该瞬时运行维护费用的分布类型越接近经验分布函数。由 最大关联度确定最佳拟合分布。
[016引（3)最小LCC的计算：
[0169]将如上所提出的运行维护费用函数带入式电网设备全寿命周期成本计算式中，利 用极值法求取最小值，即可得到LCC的最低费用时的寿命T，由此，可得出全寿命周期内的资 产费用总估责.
[0170； (17)
[0171] 由此，则可计算出电力设备的最小LCC。
[0172] 最后应说明的是：W上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可 W对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种电网设备全寿命周期费用计算方法，其特征在于，包括构建电力设备全寿命周 期构成模型的步骤； 以及调峰缺口的成本分析计算方法，即在上述电力设备全寿命周期构成模型基础上， 将全寿命周期费用分为一次性投资费用和运行维护费用两大类，采用灰色系统理论分析方 法，确定运行维护费用最佳拟合的分布，从而得出运行维护费用分布关系，并结合基于时间 分摊的一次性投资费用的计算方法，以LCC最低为目标，将两部分费用综合形成电力设备全 寿命周期的成本分析计算方法的步骤。2. 根据权利要求1所述的电网设备全寿命周期费用计算方法，其特征在于，所述构建电 力设备全寿命周期构成模型的步骤具体为： 构建LCC模型，定义方程式如下： Min F = LCC = CI+CO+CM+CF+CD; 其中，LCC为全寿命周期费用，CI为初始投资成本，CO为运行成本，CM为维护成本，CF为 故障成本，CD为退役处置成本。3. 根据权利要求2所述的电网设备全寿命周期费用计算方法，其特征在于，初始投资成 本CI定义如下： CI = CIm+CIi, 式中:CIm为设备制造成本，Cli为安装调试成本； 运行成本C0定义如下： C0 = C0i+C0a, 式中:COi为设备本体运行成本，〇^为辅助设备运行成本； 维护成本CM定义如下： CM=CMd+CMr, 式中:CMr为设备常规维护成本，CMd为设备解体检修成本； 故障成本CF定义如下： CF = CFr+CFi, 式中:CFr为故障维修成本，CFi为故障损失成本； 退役处置成本CD定义如下： CD = CDs+CDt， 式中:CDS为设备退役残值，CDt为设备最终处理成本。4. 根据权利要求3所述的电网设备全寿命周期费用计算方法，其特征在于，设备本体损 耗费用计算如下：式中：COi为输电线路设备本体年损耗费;r/为线路回路数;ε为输电电价;P为线路传输 功率;R为单位长度导线直流电阻;η为导线分裂数;U为输电电压;COStp为功率因数;Pk为导 线电晕损耗;T为年运行小时数。5. 根据权利要求2至4任一所述的电网设备全寿命周期费用计算方法，其特征在于，所 述调峰缺口的成本分析计算方法中，将全寿命周期费用分为一次性投资费用和运行维护费 用两大类具体为： 将LCC模型表示为： Llcc=Ac+Sc， 式中：一次性投资费用AC，至少包括电力设备的基建费用和购置费用，即初次投入成本 CI。运行维护费用Sc，至少包括运行成本C0、维护成本CM、停电损失成本CF和退役处置成本 CD〇6. 根据权利要求5所述的电网设备全寿命周期费用计算方法，其特征在于，所述调峰缺 口的成本分析计算方法中，结合基于时间分摊的一次性投资费用的计算方法具体为： 公式Llcx=Ac+Sc的瞬时值表达形式为:Llcx (t) = Ac (t)+Sc (t)， 其中一次性投资费用Ac具有线性特性，因此按时间分摊，换算为单位时间费用模型，即： Ac(t)=Ac/t，其中t为时间。7. 根据权利要求5所述的电网设备全寿命周期费用计算方法，其特征在于，灰色系统理 论分析方法，包括： 步骤1、数据生成； 步骤2、基于上述的数据生成建立灰色GM( 1，1)模型； 步骤3:改善上述建立的GM( 1，1)模型预测精度； 步骤4:基于上述步骤3改善后GM( 1，1)模型计算经验分布函数； 步骤5:根本步骤4中分布函数的确定灰色关联度，并根据关联序列确定最佳拟合分布 类型。8. 根据权利要求7所述的电网设备全寿命周期费用计算方法，其特征在于，上述步骤4 中基于上述步骤3改善后GM(1，1)模型计算经验分布函数，具体包括，步骤401、计算经验分 布函数，其中中位秩公式为：式中:no表示故障次数;k表示第k次故障，F〇为经验分布函数。 步骤402、求取各分布类型的经验分布函数参数，并求取相应分布概率。9. 根据权利要求8所述的电网设备全寿命周期费用计算方法，其特征在于，LCC最低计 算公式为：其中，T表示时长，F(t)表示运行维护费用所符合的分布类型。
【文档编号】G06Q10/06GK105956781SQ201610312896
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】王维洲, 刘福潮, 郑晶晶, 张刚, 杜培东, 韩永军, 解佗, 马朝晖, 张建华, 李正远, 华夏, 王庆玲
【申请人】国网甘肃省电力公司电力科学研究院, 国网甘肃省电力公司, 国家电网公司, 西安理工大学