考虑碳成本的输电工程全生命周期成本核算方法及系统与流程

本发明涉及电力，具体涉及一种考虑碳成本的输电工程全生命周期成本核算方法及系统。

背景技术：

1、关于输电线路工程全生命周期管理方面的研究，王利坤(2021)将全寿命周期成本管理引入到特高压输电线路成本管理中，并将相关理论和计算模型应用于某特高压输电线路工程中进行实例分析，结合全寿命周期成本的特点和实施现状，指出在管理过程中应当注重的要点，并提出了相关的优化策略。杨东等(2020)对全寿命周期成本中的运行成本、检修成本与故障成本计算模型进行了优化，在故障率预测中为防止误差过大采用改进的灰色gm(1,1)预测模型，最后对输电线路在两种检修方式下进行绝缘子更换与测零的作业项目的检修成本效益分析及经济性评估。张宇娇等(2020)构建输电线路全寿命周期成本评估模型，对3种节能导线及常规钢芯铝绞线技术经济性进行对比分析。杨军永(2018)对输电线路进行全寿命周期分析，以莱芜地区110kv输电线路建设项目作为具体案例，将全寿命周期成本管理理念和方法应用到输电项目工程的规划及设计阶段中。赵晓芳等(2017)构建输电工程建设与运营、维护相结合的成本控制体系，从而确定最优的全寿命周期造价。隋岳峰(2017)建立了特高压输电线路全寿命周期成本模型，结合实际工程进行算例分析，根据特高输电线路成本模型计算结果及敏感性分析，提出相关结论和建议。刘巍等(2011)给出输电线路全寿命周期成本计算的数学模型，结合资金时间价值理论，选取案例进行实证分析。

2、现有研究虽然基于成熟的全生命周期成本管理理论提出了各种优化方法，但较少将碳成本纳入全生命周期成本的考虑。目前我国电力体制改革进一步加快，在“3060目标”及构建新型电力系统的背景下，电网工程的价值管控工具、全生命周期成本管理理念等均亟待进一步增强或优化，开展新形势下的考虑碳成本的输电工程全生命周期成本量化方法研究有着十分重要的意义。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明解决的技术问题是：如何将碳成本纳入输电线路工程全生命周期成本的管理中，并提出相应的优化策略和量化方法，以满足新形势下电力体制改革和构建新型电力系统的需求。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种考虑碳成本的输电工程全生命周期成本核算方法，包括如下步骤：

5、基于输电工程全生命周期成本模型，计算输电线路各项全生命周期成本；

6、根据输电线路损耗产生的二氧化碳排放量，计算碳成本；

7、将碳成本纳入输电工程全生命周期成本中，构建考虑碳成本的全生命周期成本模型并计算。

8、作为本发明所述的考虑碳成本的输电工程全生命周期成本核算方法的一种优选方案，其中：输电工程全生命周期成本为输电项目从规划设计到报废处置的整个周期内所产生的总费用，包括初始投资成本、运行成本、检修成本、故障损失、报废成本；

9、所述初始投资成本由输电线路材料费及其施工费组成，其计算公式为：

10、ic＝cif+etf+cof+cf

11、其中，cif为建筑安装工程费，etf为设工器具购置费，cof为工程建设其他费用，cf为预备费。

12、作为本发明所述的考虑碳成本的输电工程全生命周期成本核算方法的一种优选方案，其中：所述运行成本包括输电线路的损耗和日常巡检费用，计算公式为：

13、oc＝(δwmax×t1+p×l×8760)×p1+k×ic

14、其中，δwmax为输电线路最大负荷电阻功率损耗，单位为kw，t1为每年最大负荷损耗小时数，单位为h，p是电晕损失，单位是kw/km，l为输电线路长度，单位为km，p1为输电线路的实时电价，单位为元/kwh，k为输电线路运行折算系数；

15、所述输电线路损耗包括电阻损耗和电晕损耗；

16、最大电阻功率损耗的计算公式为：

17、δwmax＝i2r×10-3

18、其中，δwmax为最大负荷电阻功率损耗，单位为kw，i是最大负荷电流，单位为a，r为线路总阻抗，单位是ω；

19、其中，r的计算公式为：

20、

21、其中，r为线路总电阻，单位是ω，n是极导线分裂根数，u是导线最大负荷电流时的直流电阻，单位是ω/km，l为输电线路长度，单位为km；

22、单极直流线路好天气下的电晕损失经验公式为：

23、

24、其中，p1为单极直流线路的电晕损失，单位是kw/km，u为极导线对地电压，单位kv，kc2为导线表面系数，取0.15～0.35，n为导线分裂根数，r是子导线半径，单位cm，gmax为导线表面最大电场强度，单位kv/cm，g0是参考起晕电场强度，g0＝22δ，单位kv/cm，δ为大气校正系数；

25、双极直流线路好天气下的电晕损失经验公式为：

26、

27、

28、其中，p2为双极直流线路的电晕损失，单位是kw/km，h为导线平均高度，单位cm，s为极间距，单位cm；

29、交流线路电晕损耗公式为：

30、

31、

32、

33、

34、

35、利用麦克斯韦方程确定的导线的电荷密度，得出线路各相电容及导线表面的电场强度，进而计算电晕损耗；

36、其中，pf、ps、pt分别为好天气、雪天和雨天情况下的单相电晕损失，req为分裂导线的等值半径，em为分裂导线表面最大电场强度，n是分裂导线根数，r是导线半径，e0是以皮克公式计算的临界电场强度，m为导线表面系数，δ是相对空气密度；

37、所述日常巡检费用采用输电线路维护系数k进行等比预测，k取值为1.4％。

38、作为本发明所述的考虑碳成本的输电工程全生命周期成本核算方法的一种优选方案，其中：所述检修成本包括检修费用和停电检修时其他线路的援助成本，计算公式表示为：

39、

40、其中，p1i为输电线路第i种检修项目的人工基准单价，单位为元，n1i为输电线路第i种检修项目的年均次数，c1i为输电线路第i种检修项目的单次需要的人员数量，p2i为输电线路第i种检修项目的材料基准单价，单位为元，n1i为输电线路第i种检修项目的年均次数，c2i为输电线路第i种检修项目的单次需要的材料数量，wi为输电线路第i种检修项目停电检修时通过其他备用线路援助的功率，单位为kw，ti为输电线路第i种检修项目的持续时间，p1为输电线路电力单价，单位为元/kwh。

41、作为本发明所述的考虑碳成本的输电工程全生命周期成本核算方法的一种优选方案，其中：所述故障损失采用产电比法对间接损失成本进行估算，计算公式为：

42、fc＝(m+y)×λ1×t2×l×wl+p3i×λ1×l

43、式中，m为单位电量的产值，单位为元，y为单位售电利润，λ1为输电线路平均故障率，单位为10-2次/(km·a)，t2为输电线路平均每次故障持续时间，单位为h，wl为输电线路输电量，单位为kwh，p3i为输电线路第i种故障项目的修复费用，单位为元；

44、所述报废成本，通过设备估值和折旧率计算，计算公式为：

45、dc＝γ1×ic-γ2×ic

46、其中，γ1为输电线路废弃处置费率，γ2为输电线路回收残值率，按照固定资产原值的5％考虑。

47、作为本发明所述的考虑碳成本的输电工程全生命周期成本核算方法的一种优选方案，其中：所述碳成本，计算公式表示为：

48、cc＝cesh×ef×pc

49、其中，cesh是输电线路损耗产生的二氧化碳排放当量，ef为电力的二氧化碳排放因子，pc为碳交易单价。

50、作为本发明所述的考虑碳成本的输电工程全生命周期成本核算方法的一种优选方案，其中：所述考虑碳成本的全生命周期成本模型，表示为：

51、lcc＝ic+oc+mc+fc+dc+cc

52、其中，lcc为全生命周期成本，ic为初始投资成本，oc为运行成本，mc为检修成本，fc为故障引起的损失，dc为报废成本，cc为碳成本。

53、本发明的另外一个目的是提供一种考虑碳成本的输电工程全生命周期成本核算系统，其能通过将碳成本纳入输电线路工程全生命周期成本的管理中，并提出相应的优化策略和量化方法解决新形势下电力体制改革和构建新型电力系统的需求以及如何克服传统评价中简单根据前期投资和片面追求可靠性的矛盾的问题。

54、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种考虑碳成本的输电工程全生命周期成本核算系统，包括成本项确定模块、成本计算模块、案例分析模块、成本优化模块；

55、所述成本项确定模块用于确定输电工程全生命周期成本(lcc)的各项成本项，包括初始投资成本、运行成本、检修成本、故障损失、报废成本和碳成本；

56、所述成本计算模块用于给出各类成本费用的计算公式，并计算输电工程全生命周期成本，包括初始投资成本、运行成本、检修成本、故障损失、报废成本和碳成本；

57、所述案例分析模块用于结合实际工程进行案例测算分析，以验证核算方法的有效性和实用性；

58、所述成本优化模块用于根据核算结果，优化输电工程全生命周期成本，实现经济效益、社会效益和环境效益的最大化。

59、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种考虑碳成本的输电工程全生命周期成本核算方法的步骤。

60、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现一种考虑碳成本的输电工程全生命周期成本核算方法的步骤。

61、本发明的有益效果：本发明将碳成本融入输电线路工程全生命周期成本中，形成多目标优化的输变电工程的全生命周期成本模型，并结合实际工程进行案例测算分析，提升模型的实用价值。本发明克服了传统评价中或简单根据前期投资或片面追求可靠性的矛盾，体现了经济效益、社会效益和环境效益最大化的原则，为输电线路的规划计划、物资采购、工程建设、运维检修、退役报废各业务环节提供策略指导，提高决策的科学性和合理性。