基于全寿命周期成本的变电站无功补偿装置优选方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种基于全寿命周期成本的变电站无功补偿装置优选方法，属于无功 补偿装置配置技术领域。
【背景技术】
[0002] 因无功功率流动、保证电压水平、降低损耗等方面的需要，并联补偿电容器和电抗 器广泛应用于各电压等级电网和用户侧。随着大容量远距离输电的发展和对电能质量要求 的提高，动态无功补偿装置受到广泛关注并逐步在电网中获得应有。
[0003]目前对无功补偿装置的比较主要集中在技术层面，在成本上主要考虑投资成本。 而无功补偿装置，特别是动态无功补偿装置的投资较大、运行维护等成本不容忽略。
[0004]全寿命周期成本（Life切cleCost,LCC)作为一个典型的工程经济评价方法，其 概念由美国总审计处在1933年提出。首先应用于军方评价淘汰维修费用过高的陈旧设备 等，之后广泛应用到汽车、航空、计算机、商业投资、电信、医疗等各个领域。2005年W英国为 首的50多个国家和地区代表组建了LCC国际组织，推动LCC理论继续向前发展。目前LCC 技术在电力系统中主要应用于核电站项目、电力系统中的绿色能源、变电站改造等。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于全寿命周期成本的变电站 无功补偿装置优选方法，根据全寿命周期成本理论，从投资成本、运行成本、失效损失、维护 成本各方面对不同类型无功补偿装置的全寿命周期成本进行了计算和比较，进一步从电网 的质量和效益的角度综合考虑各方面因素，对变电站无功补偿装置的优选方法进行指标评 价，最大程度地提升电压质量、降低损耗，保障电网安全稳定经济运行。
[0006]为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
[0007]本发明的基于全寿命周期成本的变电站无功补偿装置优选方法，具体包括W下几 个步骤：
[0008] (1)建立不同类型无功补偿装置的全寿命周期成本模型，所述全寿命周期成本模 型W投资成本、运行成本、维护成本、故障成本、废弃成本之和最小为目标函数；
[0009] (2)对步骤（1)中全寿命周期成本模型的各项成本，分别进行计算得到各项成本 的具体数值；
[0010] (3)根据步骤（2)得到的具体数值对不同类型无功补偿装置进行全寿命周期成本 的基本计算（即投资成本、运行成本、维护成本、故障成本、废弃成本之和），通过比较各项 成本的大小，得出不同类型无功补偿装置在全寿命周期成本中存在优势的成本（不同类型 的无功设备若某项成本低，就意味着在该项成本中具有优势）；
[0011] (4)根据步骤（3)中得到的基本计算结果，并根据不同类型无功补偿装置的实际 运行损耗率和市场价格的波动因素，对不同类型无功补偿装置进行灵敏度分析；
[0012] (5)根据无功补偿装置对电网电能质量和系统稳定性的影响，W及无功补偿装置 投运后产生的无功补偿经济当量（无功补偿经济当量是一个专有名词，指；加装无功补偿 后，由于减少了无功功率流动，折算成减少的有功功率损耗而产生的经济效益），对不同类 型无功补偿装置进行效益评估；并根据步骤（3)中得到的全寿命周期成本计算结果，综合 比较不同类型无功补偿装置的经济性，为变电站无功补偿装置的选取提供决策支持。
[0013] 不同类型无功补偿装置具体包括SVC、SVG、并联电抗和并联电容。
[0014]W全寿命周期成本最小原则为指导进行电网的项目评价，步骤（1)中，全寿命周 期成本模型为：
[00 巧]LCC=CI+C0+CM+CF+CD
[0016] 其中，LCC为全寿命周期成本，CI为投资成本，即为获得该产品或设备一次性投入 的资金；C0为运行成本，为设备在寿命周期内正常使用过程中发生的费用；CM为维护成本， 为设备投入使用W后至退役前，对其进行维修与保障所发生的费用；CF为故障成本，亦称 惩罚成本，指因发生故障进行修理，不能正常使用所造成的损失；CD为废弃成本，包括设备 在退役阶段发生的处理费，W及退役时的残值。
[0017] 上述步骤（2)中，各项成本的具体数值计算方法如下；
[0018] 所述SVC的投资成本可取140-310Y/kVar，所述SVG的投资成本可取560-700Y/ kVar;所述并联电容及并联电抗的投资成本可取70Y/kVar;所述SVC及SVG的运行损耗 成本分别取1%和1. 5% ;所述并联电容的运行损耗成本取0. 1%，所述并联电抗的运行损 耗成本取0. 5 % ;所述SVC的年维护费用W5万元计算，所述SVG的年维护费用W2. 5万元 计算；所述SVC及SVG的故障成本取0 ;所述并联电容和并联电抗的故障成本为1% ;所述 SVC及SVG的废弃成本包括设备在退役阶段发生的处理费，W及退役时的残值，所述并联电 容及并联电抗的废弃成本取1%。
[001引步骤（5)中，所述效益评估方法如下；步骤1 ;计算无功补偿投运率，得到每年投运 无功电量；步骤2;根据各电压等级无功补偿经济当量典型值计算得到各类型无功补偿装 置产生的经济效益；步骤3;根据全寿命周期时间，计算得到各类型无功补偿装置在全寿命 周期内产生的总经济效益。
[0020] 本发明采用突破W往传统的单纯W全寿命周期成本最小原则为指导进行电网的 项目评价，进一步从电网的质量和效益的角度综合考虑各方面因素，提供了变电站无功补 偿装置的优选方法，最大程度地提升电压质量、降低损耗，保障电网安全稳定经济运行。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明的基于全寿命周期成本的变电站无功补偿装置优选方法工作流程 图；
[0022] 图2为不同损耗率之差下SVC与SVG的运行成本之差；
[002引 图3SVG和SVC成本降低不同比例下的全寿命周期成本。
【具体实施方式】
[0024] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合
【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[00巧]随着电网的不断发展，更需要高度重视电网的质量和效益，综合考虑各方面因素， w全寿命周期成本最小原则为指导进行电网的项目评价。在技术层面的研究较为充分和全 面的背景下，从寿命周期成本（lifecyclecost,LCC)角度对并联补偿电容器/电抗器、 SVC和SVG进行比较，可为实际无功补偿装置的选取提供决策支持。
[0026] 本发明设及的一种基于全寿命周期成本的变电站无功补偿装置优选方法，其方法 根据全寿命周期成本理论，从投资成本、运行成本、失效损失、维护成本等方面对投资SVG、 SVC和电容/电抗器的全寿命周期成本进行了计算和比较，同时考虑了动态补偿装置在降 低网损和提高系统稳定性方面的效益，对其进行了灵敏度分析和无功补偿的效益估算，综 合地评估动态无功补偿装置和传统的静止电容器、电抗器的经济性，从多方面为实际无功 补偿装置的选取提供决策支持。本发明采用突破W往传统的单纯W全寿命周期成本最小原 则为指导进行电网的项目评价，进一步从电网的质量和效益的角度综合考虑各方面因素， 提供了变电站无功补偿装置的优选方法，最大程度地提升电