基于全寿命周期成本管理的变电工程决策研究Word文件下载.docx
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技术经济及管理
论文答辩日期：
2011年6月13日
学位授予单位：
重庆交通大学
答辩委员会主席：
骆志芳
评阅人：
骆志芳
韩正清
2011年6月
重庆交通大学学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：
日期：
年月日
重庆交通大学学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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指导教师签名：
日期：
年月日日期：
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本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社CNKI系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。
摘要
随着全社会对电力供应的需求不断增大，我国的电网建设投资金额也在不断增加。
变电工程作为电网工程的重要环节，其投资费用在整个电力系统的投资中占有相当大的份额。
加之当前国家电网公司正在电网工程管理中大力推广全寿命周期成本管理理念。
因此，对基于全寿命周期成本管理的变电工程投资决策方法的研究，有助于提升变电工程的精益管理和科学决策水平，具有一定的理论意义和实用价值。
本文在研究全寿命周期成本管理理念和变电工程决策方法的发展历史及国内外研究现状的基础上，从全寿命周期的角度，分析了我国的变电工程投资决策中和存在的问题及其产生的原因。
提出将全寿命周期成本管理理念引入变电工程投资决策各阶段中的应用要点和基于全寿命周期成本管理理念的变电工程投资决策方法，实现对原有变电工程投资决策的优化。
本文主要的研究工作如下：
①通过对我国变电工程投资决策中存在的问题的研究和分析，找出传统的基于全过程成本管理理念的变电工程投资决策方法在决策理念和分析比选方法上的不足。
②针对传统投资决策方法中的不足，分析了将全寿命周期成本管理理念应用到变电工程投资决策中的要点，重点研究了将全寿命周期成本管理方法应用到变电工程投资决策中最重要的备选方案比选与决策的环节中，对备选方案寿命周期内各阶段的费用的进行分析，建立变电工程全寿命周期费用现值计算模型。
选择体现变电工程全寿命周期综合效益的各类指标，建立指标体系，选用层次-灰色关联度综合分析方法对变电工程备选方案进行比选和决策。
并总结了基于全寿命周期成本管理理念的变电工程投资决策流程。
③用基于全寿命周期成本管理的变电工程投资决策方法对智能变电站方案和常规变电站方案进行分析和比较。
体现出全寿命周期理念在变电工程投资决策中的应用优势。
关键词：
全寿命周期成本管理；
变电工程；
投资决策；
ABSTRACT
Withthegrowingdemandofoursocietyforelectricitysupply,China'
sgridconstructionhasalsoincreasedtheamountofinvestment.Asanimportantpartofgridprojects,substationprojects’costoccupiesalargeshareoftheentirepowersystem'
scost.AndStatePowerGridCorporationistopromotelifecyclecostmanagementingridprojects.Therefore,theresearchofdecisionmethodbasedonlifecyclecostmanagement,willimprovesubstation'
smanagementandscientificdecision-making.
Thisresearchhasgreatpracticalvalueandtheoreticalsignificance.Basedonthehistoryandresearchsituationoflifecyclecostmanagementandthedecision-makingmethodofsubstationprojects,thispaperanalysestheproblemsinthedecision-makingofsubstationprojects,fromtheperspectiveofthewholelifecycle.Bystudyingtheimplementationoflifecyclecostmanagementindecision-makingofsubstationprojectsinallstage,thispaperproposesthedecision-makingmethodsofsubstationbasedonlifecyclecostmanagementconcepts,andachievetheoptimizationoftraditionaltheinvestmentdecision-makingprocess.Themainresearchworksinthispaperareasfollows:
①Findingouttheflawsofdecision-makingphilosophyandcomparisonmethodsinthesubstationprojects'
decision-makingmethodsbasedonthewholeprocessmanagementbytheresearchandanalysisoftheproblemsinsubstation'
sdecision-makingprocess.
②Tobeaimedatthedefectsofthetraditionalinvestmentdecision-makingmethods,thispaperproposesthekeyofapplicationsoflifecyclecostmanagementphilosophyinsubstationinvestmentdecision-making,andthenappliesthelifecyclecostmanagementtotheformulationandevaluationofthealternativesofsubstationproject'
sdecision-making，analyzesthelifecyclecostoftheoptionsindifferentstages,establishesthelifecyclepresentvaluemodelofsubstationproject,selectstheindexthatreflecttheComprehensivebenefitsinlifecycle,establishestheevaluationsystem,andselectsAHP-graycomprehensiveevaluationtoevaluatethealternativesofsubstationproject.Inthispaperitsummariestheworkflowofdecision-makinginsubstationprojectbasedonLCCmanagement.
③Thepaperanalyzedandcomparedthedistinctnessbetweentheintelligentsubstationandtheconventionalsubstationbythesubstationprojectdecision-makingmethodsbasedonlifecyclecostmanagement,anddemonstratestheadvantagesoflifecyclecostphilosophythatusedinsubstationinvestmentdecision-making.
KEYWORDS:
lifecyclecostmanagement;
transformersubstationproject;
investmentdecisions-making
第一章绪论
1.1选题背景及意义
1.1.1选题背景
电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业，是国民经济的第一基础产业，是关系国计民生的基础产业，是世界各国经济发展战略中的优先发展重点。
作为一种先进的生产力和基础产业，电力行业对促进国民经济的发展和社会进步起到了重要作用。
随着中国经济的发展，全社会对电力的需求量不断增大，电力销售市场的扩大又刺激了整个电力生产的发展。
2010年1季度，电力行业的景气指数为100.89（2001年=100），比去年上升了1.26个点，自2008年第一季以来首次返回百点。
“十一五”期间，我国各等级电网都获得了较快发展。
据统计，截至2009年底，全国220千伏及以上输电线路回路长度达到39.94万千米，比上年增长了11.29%；
220千伏及以上变电设备容量17.62亿千伏安，比上年增长了19.40%，其中500千伏及以上交、直流电压等级的跨区、跨省、省内骨干电网规模增长较快，其回路长度和变电容量分别比上年增长了16.64%和25.97%。
目前，我国电网规模已超过美国，跃居世界首位。
在我国投入巨资进行电网建设的同时，加强电网工程投资管理，规范资金使用，保证投资落到实处等工作也越来越受到国家电网公司的重视。
其实从20世纪90年代中期开始，随着欧美国家的电力市场化改革和电力企业私有化的兴起，欧美电力企业日益重视电网资产管理的投入产出问题，尝试在电网资产管理中引入全寿命周期管理的理念，通过创新管理方法和技术手段来提高资产管理水平和经营效益，到如今已经取得了显著的效果[1]。
国家电网公司为了加快与国际接轨的步伐，正在大力推进电网发展方式的转变和公司发展方式的转变，力求在提高电网技术装备水平和资产经营效益方面取得双丰收。
因此，国家电网公司在“十一五”期间提出了建成一个电网坚强、资产优良、服务优质、业绩优秀的现代公司的“一强三优”目标。
变电站工程是整个电网中的至关重要的一环。
它的作用是，为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低。
国家电网公司在加快实现“一强三优”[2]目标的过程中，提出了建设“两型一化”[3][4]变电站的新要求。
“两型一化”即，资源节约型、环境友好型和工业化。
其是实质是在变电工程的规划前期、政处环保、物资采购、设计建造、运行报废的全寿命周期内，落实科学规划、优化设计、集中采购、文明施工、科学管理工作，彰显现代工业设施美感，充分利用现代工业制造技术，建筑设施要顺应时代发展潮流、融入地域人文自然。
同时国家电网公司也以开展“两型一化”变电站建设为契机，开展了提高变电站工程全寿命周期效益的研究；
并在2008年上半年，先后举办培训班，对系统内各网省公司的基建部门、省级设计院技术负责人等进行了全寿命周期管理的理论和技术培训[5]。
通过开展全寿命周期管理，提升电力企业的精益管理和科学投资决策的水平，进一步缩小与国外先进电力企业的差距，实现国家电网公司“建设世界一流电网、建设国际一流企业”的目标。
1.1.2选题意义
经验表明，变电工程的投资决策可以决定其全寿命周期成本的一半以上。
在我国对于输变电工程的投资规模越来越大，并且不断在输变电工程中引入新技术、新设备的背景下，我国传统的变电工程投资决策方法中重视分析和比较项目的前期建设成本，对运行、维护成本的考虑不足，割裂了变电工程项目的建设阶段和运行、维护阶段，没有形成对项目全寿命周期的闭环控制等问题越来越凸现出来。
因此，国家电网公司正在输变电工程中进行全寿命周期成本管理的应用和研究，这也使得本文的研究具有了必要性和现实意义。
研究基于全寿命周期成本管理的变电工程投资决策方法的理论意义和现实意义主要体现在以下几个方面：
①有利于完善我国的变电工程投资决策理论体系
随着我国对变电工程投资决策理论研究的不断深入，我国的变电工程投资决策已经从最初的只考虑现金流贴现的单目标投资决策逐步向全系统、全费用和全过程的多目标、多属性投资决策发展。
在这种新形势下，国家电网公司将全寿命周期成本管理的思想引入到变电工程投资决策中，形成了一种新的投资决策理论。
目前国内外对于基于全寿命周期成本管理的变电工程投资决策理论的研究并不多，因此本文对全寿命周期投资决策理论的研究有利于完善我国变电工程投资决策的理论体系。
②有利于电力企业不断挖掘管理效益
当前我国的变电工程建设面临着社会需求大、投资金额大、投资项目多的现状，电力企业在投资决策中如何克服传统投资决策理念和方法中的不足，更加科学合理地将有限的资金分配到各项变电工程的中，成为了当前变电工程投资决策中急需解决的问题。
本文通过分析当前我国变电工程投资决策中存在的问题及其对投资决策效果的影响，研究了将全寿命周期成本管理方法应用到变电工程投资决策中所带的投资决策方法上的改进和投资决策效果上的提升。
为电力企业提供提升精益管理、挖掘自身的管理效益的途径。
③有利于新技术、新设备的推广
近几年国家电网公司正在大力推广的智能变电站项目，虽然在技术上较传统变电工程有较大突破，但是智能变电站的一次投资成本较高，不能达到传统投资决策方法中的建设成本最小化要求。
采用全寿命周期成本管理方法可以在投资决策方案中从经济性、可靠性和先进性方面综合比选新型智能变电站方案，从而体现出新型方案的优势，有利于智能变电站新技术、新设备的推广。
1.2国内外研究现状
1.2.1国外研究现状
1904年，瑞典铁路系统最早萌生了全寿命周期成本（LifeCycleCost，LCC）管理理念。
美国1947年兴起的价值分析方法正式把全寿命周期成本的概念应用到了产品和系统的技术经济分析上。
1950年，根据美国国防部的调查，显示了在1950年之前的5年间，军事技术装备系统维持费用的总额为该系统采购合同的10多倍。
[6]自此以后美国国防部就规定了其下属部门进行任何设备方面的开发研究工作的出发点是，所研究设备的在全寿命周期内的维护费用相对最低。
1965年，美国国防部研究并实施LCC技术，在其后的几年内，美国总统已颁布命令，要求国防部必须采用LCC。
1971年，英国设备管理专家丹尼斯•帕克斯提出了设备综合工程学，其目的就是追求设备的最终寿命周期费用最低。
1973年，瑞典设备维修协会乌尔曼教授出版了《寿命周期费用的设计与管理》一书，提出了设备后勤管理学（PM），PM的宗旨就是降低LCC[7]。
1996年，IEC组织发布了LCC国际标准—《可信性管理》（60300-3-3），从而进一步推动了世界各国对LCC技术的推广和应用。
近些年国外的国防、公路等行业也对全寿命周期成本管理技术的应用进行了大量的研究。
当前国际上对电力工程中的全寿命周期成本管理技术的研究还比较少，只有美国、瑞典等少数几个发达国家对此进行了研究。
国外电力行业关于全寿命周期成本（LCC）管理技术和投资决策的研究有：
①自1997年开始，美国的电力行业中才开始正式开展对全寿命周期成本分析方法的研究工作[8]。
当时的LCC研究主要集中在发电站设备投资决策分析上。
美国电力科学研究院在1997年开始研究以可靠性为中心的维修（RCM）在变电站中的应用。
其目的是着眼于在保障系统的重要功能的前提下，通过故障模式、后果及重要性分析，寻找变电站设备的可靠性与维修成本之间的平衡。
②进入21世纪以来，欧美电力企业日益重视研究电网资产管理的投入与产出的问题，研究了全寿命周期管理的理念在电网资产投资中的应用，通过创新管理方法和创新技术手段来提高资产管理水平和经营效益。
英国国家电网公司（NGT）、法国输电网公司（RTE）、美国电力公司（AEP）、德国电网公司、瑞典电网公司等国际先进电力企业在设备诊断评价与寿命延长、风险评价、状态监测与检测、数据挖掘等等相关领域都进行了广泛的LCC研究，并取得了显著的效果[9][10]。
部分制造厂研究了产品的全寿命周期成本管理对产品的设计、制造的影响，以适应用户的需求，增强企业实力和产品的竞争力。
③美国Barringer&
Associates公司对水利发电站单设备LCC和整个体系的LCC一起分析，从系统和设备的可靠性、安全性之间的相互影响，设备的实效分析和停用成本分析上进行方案比选，提高了水利发电站的LCC决策的质量。
④瑞典Vattenfall公司在火电站、水电厂、核电站、混合气联合循环电厂和燃料电池等工程中进行了LCC投资分析，所设置的投资分析参数为：
初期成本、运营成本、故障成本、时间成本、静态成本、影响成本、环境成本。
并对发电站的设备进行了LCC故障模式与影响分析、可用率分析、维护分析[11]。
国外其他行业关于全寿命周期成本（LCC）管理理念与投资决策的研究：
①2008年美国国防部研究了通过LCC实质信息来做出成本意识投资决策，确定资源和技术的投资策略[12]。
为了减少航空母舰的全寿命周期成本，美国国防部的未来航空母舰计划办公室开发出了复杂的全寿命周期成本基准，在细节和内容方面远远超过了以前的全寿命周期评价模型。
传统的LCC结果由购置成本、运行和支持成本、废弃处理组成。
新的LCC包含了传统的LCC的各要素，再加上可变的、间接的人力成本，用于确定新一代航母的全寿命周期成本基准。
美国国防部的全寿命周期成本项目经过研究，对航母的各部分和各系统成本有了更好的理解，在此基础上建立了结构化的和综合的LCC数据库和成本建模方法。
该成本模型结构集成了超过1千万个数据项，这些数据项作为资源数据可以被检索，并根据特定的舰船系统和成本驱动的不同方式进行排序。
这个引导性项目大大提高了海军分析航母成本细节的能力。
②2009年美国联邦公路管理局资源中心人员在40多个州开办了全寿命周期成本管理专题讨论会，专门就全寿命周期成本分析与选择最具经济效益的投资方案的课题进行了研究，得出的结论是：
全寿命周期成本分析是工程经济分析工具，运行用来对于给定的项目进行定量分析不同投资方案的成本差异。
它可用于研究新建公路项目，以及检查现有运输资产的保养策略。
它以分析和事实为基础，提供完整的方法来确定与展示所选方案的经济价值。
2009年，美国联邦公路管理局开展了示范项目115—“在路面设计运用全寿命周期成本分析”[13]，发表了技术公报，成立了全寿命周期成本分析的指导性专题研究组。
2010年，美国联邦公路管理局地资产管理办公室开发了用于路面设计的全寿命周期成本计算的指导性软件包，用全寿命周期成本计算对路面设计投资决策。
工作包括应用全寿命周期成本计算对其他资产的设计、维修、保养策略进行评价。
1.2.2国内研究现状
全寿命周期成本管理理念是上世纪80年代被引入到我国的。
最初只有海军、空军在武器管理中使用LCC管理。
随着我国对全寿命周期成本管理理论和应用的研究不断深入，有了更多的行业和领域通过运用LCC技术，收到了良好的效益。
我国电力行业对于LCC技术的研究起步比较晚，国家电网公司在2005年开始了资产全寿命周期管理的前期研究，参与单位有国网北京经济技术研究院和中南大学等，主要着重于现有制度体系下如何进行全寿命周期资产管理的研究[14]。
近几年国内电力行业关于全寿命周期成本（LCC）管理技术与投资决策的研究有：
①河南智能电网研究中心的刘跃新等[15]，从投资、运行、维护成本和设备寿命等电网运营绩效,以及电力需求等两方面分析智能电网的投资建设对电网企业的影响,并且构造了智能电网LCC效益模型,对年均智能化投资成本和智能化收益进行了计算。
②许继电器股份有限公司的魏勇等[16]，从目前国内电网建设所倡导的全寿命周期成本管理的视角，分析了智能变电站二次系统的全生命周期成本及综合效益，给出了实用的成本模型和计算公式，并对各项成本因素进行了分解说明，并且进行改造前后的效益对比。
③华东电力试验研究院的杨凌辉等[17]，分析了变电站智能化进程中，实施资产全寿命周期管理的信息获取和状态评估方面的有效需求，提出了统筹技术性、经济性、可靠性的目标体系，探讨了在全寿命周期管理中采取质量控制、全局决策、管理信息化、以状态检修推动成本管理的措施构想。
④华东电网有限公司的蒋跃强等[18]，以变电站改造的风险评估为依据，从全寿命周期资产管理的角度综合分析。
通过建立变电站风险评估模型，分析失败风险和系统风险，采用LCC方法进行量化分析，多方案对比、论证、选择和优化，最终决策改造方案。
⑤华东电力试验研究院有限公司的韩天祥等[19]，提出一种用全寿命周期成本（LCC）分析和计算对变电站改造实行经济评价的方法，是在综合日本及法国的变电站改造经验及通过智能变电站改造工程的经济评价实例，总结出变电站改造经济评价程序，为电网类似的变电站改造提供一套完整的经济评价方法，其基本思路是结合现有的财务评价方法，以LCC为评价计算的标准，从而更科学和全面地评价变电站改造的经济性。
⑥上海电力公司的滕乐天等[20]，把全寿命周期成本管理理念引入到变电工程的可靠性管理中，提出在变电工程的投资决策阶段就考虑工程设备全寿命周期内的可靠性，以及设备可靠性对整个系统寿命周期成本的影响。
强调了在变电工程的大修、技改或新方案选择中应该从全寿命周期管理的角度考虑所选方案对电网系统的发展的适应性。
在变电工程的全寿命周期分析中引入了故障停运成本的概念，使全寿命周期成本管理理念与变电工程的
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