可靠性经济性计算综述
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例题
某工程计划4年建成,第2年即部分投产,4年 中的逐年净投资分别为1000万元,800万元, 500万元和100万元,自第2年起逐年运行费分 别为10万元,20万元,30万元,40万元(以后 不再变动),预期寿命为8年,投资回报率为 i=0.1,求计及投资时间价值的年费用。
例题
某电气主接线设计中,有两个技术性能相当的初步 方案,其中方案1的综合投资为900万元,年电能损
三、各方案综合比较
ACm
i(1 i)n
m
[
(1
i)n
][ 1
t 1
It (1 i)mt
m t t '
Ct' (1 i)mt
mn
Ct '
t m1
1 (1 i)tm
]
m 施工年限,第m 年即工程建成年
n 工程实用年限,寿命
t Βιβλιοθήκη Baidu 开始投产年 It 工程施工期内每年的投资
Ct ' 投产后逐年运行费用
R(t) 1 F(t)
二、可靠性指标
故障密度 f (t)
是元件在期间发生第一次故障的概率。
故障率 (t)
是元件从起始时刻直至时刻t完好条件下,在时刻t以后单位时间 内发生故障的次数。
=
故障次数
n 年数
修复率 (t)
是表示可修复元件故障后被修复能力的指标,或者说是在平均 单位时间内能修复设备的台数。
表示单位时间内发生故障的概率
f (t) dF(t) dt
t
F (t) 0 f (t)dt
故障率 (t)
t 故障密度函数与可靠度函数的比,表元件已正常工作到时刻 ,在 t 时刻以后的下一个时间间隔内发生故障的条件概率
(t) f (t) 1 dR(t) d ln R(t)
R(t) R(t) dt dt
t
R(t) e0 (t)dt
二、可靠性指标
平均无故障工作时间 TU
是元件寿命时间随机变量的数学期望值。
TU
tf (t)dt
tetdt 1
0
0
2)可修复元件的可靠性指标
可靠度 R(t)
是元件在起始时刻完好的条件下,在时间[0,t] 区间不发生故障的概率。
不可靠度 F(t)
是元件在起始时刻完好的条件下,在时间[0,t] 区间发生首次故障的概率
第一个中括号
[
i(1 (1
i)n i)n
] 1
为等额分付资本回收系数,第二各中括号表示动态综合总费用:
第1项表示施工期内逐年投资折算到第年m的动态总投资,向后折算。
第2项表示工程投产到工程建成期间逐年运行费用折算到第 m
年的动态总运行费用,向后折算。
第3项表示从工程建成开始到经济寿命期止逐年运行费用折算到第 m
三、各方案综合比较
1. 费用现值法
将各方案基本建设期和生产运行期的全部支出费用均 折算至计算期的第一年,现值低的方案为可取方案。
n
Pw (I C' Sv W )t (1 i)t t 1
Pw 费用现值
I 全部投资,包括固定资产和流动资金
C ' 年经营成本 Sv 计算期末回收固定资产余值 W 计算期末回收流动资金
耗为 5106 kwgh ,折旧费及检修维护费合计为30
万元;方案2的综合投资为800万元,年电能损耗 为 7106 kwgh ,折旧费及检修维护费合计为20万元。 设平均电价为0.20元/ kw,gh标准抵偿年限为5年, 试用抵偿年限法选出最佳方案。
§3.5电气设备及主接线的可靠性分析
发电厂电气主系统是电力系统的重要组成部分, 其电气设备和电气主接线的可靠性不仅影响到本厂或 本变电所的供电可靠性,也直接关系到电力系统的可 靠性。对其进行可靠性分析,计算可靠性指标,为设 计、运行和管理等提供更为科学的依据。
目的: 设计和评价电气主接线; 选择最优方案; 选择最佳运行方式; 安排检修计划; 可靠性和经济性搭配。
一、基本概念
可靠性:是元件、设备和系统在规定的条件 下和预定生活间内,完成规定功能的概率。
电气设备分类:可修复元件和不可修复元件 电气设备的工作状态:运行状态和停运状态
二、可靠性指标
1)不可修复元件的可靠性指标
I
I0
(1
a 100
)
I 0 主体设备的综合投资
a 附加费用比例系数,220kV取70,110kV取90
二、年运行费用
主要包括一年中电能损耗费,检修、 维护费和设备折旧费。
C ' aA a1I a2I
a 损耗电能的电价
A 变压器年电能损耗 a1 检修维护费率,取为0.022~0.042 a2 折旧费率,取为0.005~0.058
不可修复元件 (t) 0
可修复元件在设备正常寿命期内,在检修能力不变的情况,
也是常数。
二、可靠性指标
平均修复时间 TD
也称平均停运时间,是元件每次连续检修所用时间的平均值。
年的动态总运行费用,向前折算。
三、各方案综合比较
3. 抵偿年限法 (静态比较法)
若方案1综合投资多于方案2,但年运行费少于方案2, 则可求出其抵偿年限:
T
I2 I1 C1' C2'
I1 、 I 2 方案1、2的投资
C1' 、C2' 方案1、2的运行费
取 T =5~8年,如计算的 T
小于5年,则应选用投资多的方案1(比方案2多投资的钱不到 5年就可收回,以后每年都节省年运行费),否则若大于8年, 则应选方案2为宜。
i 电力工业基准收益率或折现率
n 计算期
(1 i)t 折现系数
三、各方案综合比较
2.年费用比较法
将参加比较的各方案在计算期内全部支出费用折算成等 额年费用后进行比较,年费用低的方案为可取方案。
AC
n t 1
(I
C '
Sv
W
)t
(1
i)
t
[
i(1 (1
i)n i)n
] 1
原电力工业部的年费用计算公式为:
可靠度 R(t)
t 一个元件在预定时间 内和规定条件下执行规定功能的概率,
是寿命T大于时刻t 的概率。
不可靠度 F(t)
表示元件在小于或等于预定时间发生故障的概率
R(t) 1 F(t)
t 0 R(t) 1 F(t) 0
t R(t) 0 F(t) 1
二、可靠性指标
故障密度函数 f (t)
第三章 常用计算的基本理论 和方法
§3.4 技术经济分析
发电厂和变电所的电气主接线的选择,是 在充分研究原始资料的基础上,先提出若干个 基本可行的主接线方案,经分析评价逐渐淘汰。 经济比较包括计算综合投资、计算年运行费用 和方案综合比较三方面内容。
一、综合总投资 I
电气主接线综合总投资主要包括变压器投资, 开关设备、配电装置综合投资以及附加投资(如 运输安装等)。