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基于全寿命周期管理理论的110kv输电线路工程优化设计研究

1.引言
　　为了实现国家电网公司提出的“转变电网发展方式、建设世界一流电网”的目标，在电力工程建设项目管理中运用先进的管理理念和管理思想显得尤为重要。传统的工程项目管理以建设过程为对象，以质量、工期、成本三大目标为核心，由此产生了项目管理的三大控制。这种以工程建设过程为对象的目标是近视的、局限性的，造成项目管理者的思维过于现实和视角太低，同时造成项目管理过于技术化的倾向。
　　全寿命周期管理理念下的设计是一种在设计阶段就考虑产品整个周期内价值最优化的方法，其目标是所设计的产品对社会的贡献最大，对建设方、施工方、用户和环境的成本最小。全寿命周期设计意味着在设计阶段考虑到设计成品寿命历程的所有环节，以求全寿命周期所有相关因素在成品设计阶段就能得到综合规划和优化。工程项目全寿命周期管理是指工程从预想（立项）到淘汰（退运拆除）的整个过程，一般可分为方案论证、设计规划、施工建设、投运使用、维护修理和退运报废等阶段。工程项目全寿命周期的观点就是要统筹把握装备的全寿命过程，使各个阶段互相衔接，密切结合，相辅相成。
　　从图1可以看出设计阶段是对项目立项后的最初贯彻，它决定着工程项目的施工和后期各阶段的方向。设计方案决定着施工成本、进度，也影响着运行阶段的能源消耗、运行维护的难易程度和费用高低、与环境的协调程度、运行的安全可靠性、规模的扩展性、以及拆除回收的难易程度等方面。根据国外数据统计表明，在整个工程项目全寿命周期中，设计阶段项目的累计费用在工程项目总投资额中的比例不到20%，但是对工程项目的影响程度达到75%以上。线路工程项目要在建设过程中节约投资，建成后安全稳定运行并取得良好的经济、社会效益，设计环节起着决定性的作用。因此在全寿命周期管理中必需在设计阶段就充分考虑线路全寿命历程中的所有环节，不仅考虑到工程项目的规划、设计和建设阶段，也将竣工后的使用维护、拆除、复原等阶段纳入造价管理范围，以求线路全寿命周期所有相关因素在设计阶段就能得到综合规划和优化。
　　图1 工程项目的全寿命周期划分
　　2.全寿命周期管理
　　2.1 基本原则
　　全寿命周期成本管理是全寿命周期管理理论的核心，建立全寿命周期成本的概念是十分必要的。价值工程中的工程项目寿命周期成本，既包括工程项目研制、设计、制造、实验、销售的费用所构成的制造成本，又包括本文由毕业论文网http://收集整理使用、保养、维修、能耗、保险、报废的费用所构成的使用成本，工程项目的全寿命周期成本是这两种成本的总合。任何电网项目都会产生运行成本，如污染环境需要治理费用，低性能的项目造成的影响如环境退化、林木减少、土壤和水体被污染均属于运行成本。现代人们习惯上比较重视工程项目的建设费用而忽视工程项目的使用费用。而实际上有许多工程项自的使用成本不容忽视，甚至大于制造成本。
　　为了达到工程建设和运行的最优化的目标，下面几点非常关键：
　　（1）确保线路全过程中的寿命周期费用最优化。
　　（2）从技术、经济和组织等方面对线路实施综合管理。
　　（3）重点研究线路的可靠性、维修性设计。
　　（4）对线路全寿命周期实行全过程统一管理。
　　（5）重视线路工作过程中的信息反馈，采取预防维护可以大大降低线路的故障率。
　　2.2 基本理念
　　深入分析工程项目的全寿命周期理念，其主旨就是在项目前期策划阶段进行确定，指导设计人员从工程项目的全寿命周期角度对项目进行设计，对项目在施工难易程度、运行的能源消耗、项目使用者的舒适度和人性化、运行维护的难易程度、对环境的影响程度、运行的安全可靠性、规模的扩展性以及拆除回收的难易等方面问题和情况给予考虑，并提出相应设计方案以应对以上情况和问题。对于不同种类的项目，其全寿命周期设计理念包括的方面有所不同。
　　图2 线路工程项目中的全寿命周期设计理念
　　送电线路工程项目的全寿命周期设计不仅要考虑技术实现，还要根据项目所在地的特点，结合地区电网的客观实际和发展前景，进而考虑到其施工安装、运行维护直至报废回收处置等问题。因此，具体的说线路工程项目的全寿命周期设计理念主要包括以下九个方面，如图2所示，可靠性与安全性设计、可维护性设计、可施工性设计、可扩展性设计、节约环保性设计、人性化设计、可回收性设计、防灾与突发事件处理设计以及全寿命周期成本最优化设计，这九个方面贯穿于整个项目的全寿命周期。
　　2.3 基本方法
　　根据效益极大化目标的要求，以及依据费用较小的项目比之费用较大的项目更为可取的原则来选择最佳方案，这种方法称为最小费用法。最小费用法包括费用现值比较法和年费用比较法。
　　（1）费用现值（cp）比较法。
　　费用现值比较法实际上是净现值法的一个特例。净现值是指把项目计算期内各年的净现金流量，按照一个指定的折现率折算到建设初期（即项目计算期第一年年初）的现值之和。费用现值的含义是指利用此方法所计算出的净现值只包括费用（即支出）部分（各方案收益视为相同）。对各备选方案的cp进行对比，以cp较低的方案为最佳。
　　（2）年费用（ca）比较法。
　　其计算表达式为：
　　式中cp：费用现值;f：终值，其含义是指初期投入或产出的资金转换为计算期末的期终值，即期末本利和的价值;t：计息次数，即寿命期;p：现值，它表示建设初期的投资额或折算到建设初期的金额;ct：寿命期（包括建设期及运行期）内各年度的费用支出;ic：折现率。