变电站智能化的成本效益分析

４ 对设 备残 值 的影 响 ）
设 备 残值 占Ｌ Ｃ的 比例较 小 ， 以一次 投 资 的 Ｃ 常
百 分 比来 估 计 ， 因此 ． 设备 残 值 与 一 次投 资 成 本 同
向变 动 。 综上 ， 智能 变 电站相 对 常规变 电站 的增量 成 本
年 限不 是一 成不 变 的 ， 电站 内 的设 备 和建 筑物 的 变
照 明 、 能通风 系统 、 频冷却 系统 等 ， 智 变 全站 电能 消
耗得 以减少
维Fra Baidu bibliotek护保 养成本 ： 护保 养成 本是 寿命 周期 内 维 维护 、 验、 试 监测 、 巡检 和 抢修 等 所需 要 的人 工 费 、 材 料费 、 机械 费 ， 以及更 换零 部件 的费用 。 能 变 电 智 站 建成 后 ， 以有 效获 得 电网运 行 状 态数 据 ， 备 可 设
次 投资成 本较 常规 变 电站有较 大 幅度增 加 ． 主要
智 能变 电站 较 常 规 变 电站 具有 明显 的技术 优 势， 为满 足 智 能变 电站 的技 术 特性 ， 将不 可 避 免地 对Ｌ Ｃ Ｃ 产生 影 响 。常规 变 电站 尚存 在 多套 系 统 、 信 息共 享 困难 、 备 之 间互 操 作 性差 、 设 系统 可 靠 性受 二次 电缆 的影 响 、 站设计 复杂 等诸 多不 足 。智 能 厂 变 电站 采用 先进 、 可靠 、 集成 、 低碳 、 环保 的智 能设 备 ， 托全 站信 息数 字化 、 依 通信平 台网络 化 、 信息共 享标准化 ， 能够 自动 完成 信 息 采集 、 量 、 测 控制 、 保
人 工成本 ： 工成 本是 寿命 期 内 ， 理 、 行 人 管 运 和维 护 人 员 的工 资 。智 能变 电站 通 过 高级 功 能应
用 ， 视 频 监 控 、 防 、 防 、 境 监 测 、 能 巡 检 如 安 消 环 智
胀率。 若厂 １ 说 明变 电站 智 能化 收益 大 于成 本 ， 济 ＞， 经
的消耗等 。与 常规 变 电站相 比， 能变 电站 通过 清 智 洁 能 源 、 能 措 施 等技 术 手 段 ， 节 比如 采 用Ｌ Ｄ绿 色 Ｅ
安装 工程 费＋ 设 备购 置 费＋ 其他 费用 。
建筑 工 程 费 ： 常规 变 电站相 比 ， 能 变 电 与 智 站 由于设 备集 成度 高 、 能组 件就 地安 装而 节约 占 智 地 面积 和建筑 面积 。 因占地 面积 、 筑 面积 减小 而 建
３
检 修 策 略从 常规 变 电站 的 “ 期 检 修 ” “ 态 检 定 向 状 修 ” 变 ， 备检 修 周期得 以延长 ， 转 设 降低 了巡检 成 本 和维 修 成 本 ， 通过 变 电站 远方 操 作 、 护 软 压 板 并 保
投 切等 远 程控制 手段 ， 降低 了就地 操作 成本 。
思路来 构 建变 电站 智 能化 的成本 效益 函数 ：
一
年 运行 维护 成本 减 少量 Ａ Ｃ Ｏ 的不 确定 性 ， 该 成 本在 Ｌ Ｃ中 占相 当大 的 比重 ， Ｃ 由于 未来 发 生 的费
用 和设 备实 际运 行情 况 的不确 定性 ， 般较 难准 确 一
预测。
年 惩罚 成本ＡＦ Ｃ的不确 定性 ， 由于Ｆ 的发生 是 Ｃ 个 随机 的概率 事件 ， 际工 作 中很难 准 确估算 出 实
靠 性得 到很 大提 高 。
若 １ 说 明变 电站智 能化 收益 小 于成 本 ， 济 ， 经
上 不可行 。 ２１ 不确 定 因素分 析 ．
由于变 电站运 行周 期较 长 ， 基准 收 益率 和通货
膨胀 率对 变 电站Ｌ Ｃ的影 响很 大 。基准 收益 率考 虑 Ｃ
了不 同时点等 量资 金实 际价 值 的差异 。 货膨 胀 考 通 虑 了不 同物 价 水平 下 完 成 相 同工 作所 需 实 际 费 用 的变 化 ． 际上年运 行维 护 费用 等未来 成 本是 逐 年 实 以（ ＋ １ 通货 膨胀 率 ） 涨 的 。 虑 到寿命 期 内通货 膨 上 考 胀 率经 常变 化且较 难 预测 。 常按运 行期 内平 均 物 通 价 指数计 算 。 变 电站运 行年 限 的不确 定性 ，变 电站 的运 行
护 、 量 和 监测 等 功 能 ， 可 根据 需 要 支持 电 网实 计 并
体 现 在 一次 设 备 智能 化 、 次设 备 网络 化 、 二 高级 功 能 、 能辅 助 控制 系统 等智 能 化 投资 上 ， 随 着 变 智 但 电站 智能 化技术 的推 广普 及 ， 能化 设备 成本 逐渐 智 降低 的趋 势是 明显 的 。
为 智 能变 电站 第ｎ 减少 的运 行维 护 成 本 ， Ｆ 年 Ａ Ｃ 为 常 规变 电站第 ｎ 的惩 罚成本 ． ｎ 年 Ａ 为智能 变 电站第ｎ
年减 少停 电时间 比率 ，为设备 残值 占一 次投资 的 比 例， 为变 电站运行 年 限 ， ｉ Ｎ基 准收 益率 ， ｒ Ｎ通 货 膨
节约土石方、 钢筋 、 混凝土等建筑工程量 ， 使得建筑
工程 费用 有所 降低 。 当前建 筑工 程 费节省 幅度各 智 能变 电站 尚存 在较 大差 异 ，智 能变 电站 在结 构 、 布
山东 电力 高等 专科 学校 学报
第１ ４卷 第 ５期
Ｊｕ ｎ ｌｏ ｈ ｎ ｏ ｇＥｌｃｒｃＰ ｗ ｒＣ ｌｅ ｅ ｏ ｒ ａ ｆＳ ａ ｄ ｎ ｅｔｉ ｏ ｅ ｏｌｇ
费、 设备 购置 费 、 装工 程费 、 安 其他 费用 。 运 行维 护成 本Ｏ 是 为保 证 变 电站正 常 运转 所 Ｃ
发 生 的费用 ， 包括 能源 消耗成 本 、 维护保 养 成本 、 人 工成 本 等 内容 。
惩 罚成 本 Ｆ 主 要是 由于 电 网电力 供 给 不足 或 Ｃ 中断所 造成 的用 户缺 电损失 ， 它是 电网供 电可靠 性 水平 高 低的 直接 经济体 现 ，其大 小与停 运 概率 、 停 运 持 续 时 间 、平 均停 用 功 率 和停 运后 维 修 成本 有 关 。 电站特别 强调 因发 生故 障而 不能正 常使 用所 变
得其 他费用 因具 体情况 增加 或减 少 。
设备 残 值 Ｄ 是 变 电站 运 行 期 末 的 残余 价值 ， Ｃ 实际 计 算 中 ，残 值 多 以一 次 投 资成 本 的百 分 比表
示。
１２ 智能 变 电站 与 常规 变 电站 技 术差 异 对Ｌ Ｃ的 ． Ｃ
影 响
一
综 上 ，为 了满足智 能变 电站 的各 种先 进功 能 ，
造 成 的损失 要计 入 Ｌ Ｃ Ｃ 。
约 了电缆用 量 ， 得安 装工 程费 有所 降低 。 使
其他 费用 ： 其他 费用 的取 费基数 包 括建 筑工 程费 、 安装 工程 费和设 备购 置费 。建筑 工 程费 和安 装 工 程 费 略有 降低 ， 时 ． 能变 电站节 约 占地 面 同 智 积 ， 地费 用有 所减少 ， 征 但设 备购 置 费大 幅增加 ， 使
产 （ ３Ｃ ＺＦ ＋Ｊ Ｃ） Ｉ ＺＯ ＋ ］Ｃ ｚＤ ／ Ｃ
＝
某 一个 确定 的值 来表 示Ａ Ｃ Ｆ。
智 能变 电站 减少 停 电时 间 比率 的不 确 定性 ，
（ ｚＡＯ ￣ Ｃ
０
ｎ ＝
（ ｎ （ 等）＝ 鲁） 』 Ｏ １ １ Ｔ ＿ Ａ
实 践 中很难 准 确 预 测 因采 用 某项 智 能 化措 施 而 使 系统 可靠性 提 高多少 。 通 过对 以上 不确 定变 量设 置 与实 际状况 相 近 、 较 为可 靠 的概 率 分布 函数 ， 进行 多 次独立 的蒙 特 卡
２
引发 的价 格上 涨 ］ 。
一
变 电站 智能化 的成 本效 益分 析 置 等方 面仍存 在较 大优 化空 间 。
Ｖ１４Ｎ ． ｏ１ ｏ ． ５
次 投资 成本Ｉ 指变 电站 的建 造成 本 ， Ｃ 也包 括
设 备购 置 费 ： 常规 变 电站相 比 ， 能 变 电 与 智
运行 期 间更换 设备 投入 的成 本 ， 主要包 括建 筑工 程
时 自动 控制 、 能 调 节 、 智 在线 分 析 决 策 、 同互 动 ， 协 因此 ， 能 变 电站 的 智能 化 、 成 化 、 时性 、 智 集 实 可靠
性较 常规 变 电站得 到很 大提 升 。 １ 对 一次 投资成 本 的影 响 ）
一
次 投 资成 本变 动量 Ｉ 建 筑工 程 费＋ Ｃ＝
备 余值 也 相应增 加 。
段 由于智 能 化 措施 存 在 多 套方 案 或 智 能化 成 本 难 以准确 预计 而带 有不 确定性 。
２ 变 电 站 智 能 化 的 成 本 效 益 分 析
当前 变 电站对 可靠 性 的要求 越来 越 高 ， 为提 高 可靠 性而 增加 一次 投资 成本 是合 理 的 ，另一 方 面 ， 变 电站可 靠性 的提 高 ， 以有效地 降低 电 网系统 的 可 惩罚 成本 以及 后期 的运 行维 护 成本 。 文基 于这 个 本
ＺＩ ｌ Ｃ
）／ Ｉ ｒ ＿ ｃ
其中， ｆ Ｎ变 电站智能化的成本收益 比， Ａ Ｃ Ｏ
２ 对 运行 维护成 本 的影响 ）
降低运 行维 护成 本是智 能变 电站 的重要 特点 。 智 能变 电站智 能化 、 集成 化 、 时性 、 实 可靠 性 的提 高 将大 大 降低 变 电站 的运行 维护成 本 。 行维 护成本 运
变 动量 Ｏ Ｃ＝／能 源 消 耗 费 成 本＋ 维 护保 养 成 １ 本＋ 人工成 本 。 能 源消耗 费成本 ： 能源消 耗 费成本 指 寿命期 内为保证 变 电站正 常运 行而 消耗 的能源 ， 括变 压 包 器油 的 消耗 、 内的照 明器具 以及其 他设 备 对 电能 站
设计 年 限本 身存在 一定 差异 ， 成变 电站运行 年 限 造
有 一定 程度 的浮 动 。
一
主要体 现 在一 次投 资成 本 的增加 上 ， 增量 收益 主 要
体 现在 运行 维 护成本 和惩 罚 成本 的减 少上 ， 外 设 另
次 投 资成 本增 加 量 Ｉ 的不 确定 性 ， 策 阶 Ｃ 决
站 增 加 了在 线监 测 系 统 、 体化 控 制 系统 、 能 终 一 智 端、 合并 单元 、 高级 应用 软件 等智 能设备 ， 备购 置 设 费有较 大幅度 增加 。 目前 智能 变电站 相关设 备 尚处 于研 发 阶段 ， 随着 智 能变 电站 的推 广应 用 ， 备 价 设 格会 随着 市场 成熟 度 的提高 而逐 步降低 。 安装工 程 费 ： 能变 电站二 次设 备 下放 和传 智 输 通道 的光纤 化 ． 得 原来一 次设 备与 二次 设备 之 使 间的传 统 的大 量铜 芯 电缆被 通信 光缆替 代 。 大节 极
上 可行 ，
等 ， 省 变 电站 值 守人力 成 本 。 节
３ 对 惩罚 成本 的影 响 ）
若 １ 说 明变 电站智 能化 收 益等 于成 本 ， 济 ， 经
上 无影 响 ，
提 高 电力 系 统运 行 可 靠 性 是 建设 智 能 变 电 站 的主要 目的 。智 能 变 电站信 息一 体化 平 台 、 序 控 顺 制 、 能 告 警 与 分 析 、 障 信 息 综 合 分 析 、 端 维 智 故 源 护 、 备 状 态 可 视 化 、 功 优 化 控 制 、 荷 优 化 控 设 无 负 制 、 常 状 态发 布 、 能操 作 票 系 统 、 域控 制 、 异 智 站 继 电保护 在线 检测 和 远传 校验 等高 级功 能 的应用 ， 大 大提 高 了设 备 运 行操 作 、 事故 处 理 的效 率 ， 少 了 减 检 修停 电和故 障停 电时 间 ， 电实 时性 、 全性 、 供 安 可