摘  要：本文介绍的寿命周期成本管理在电力系统是一种新的理念和方法，主要是以一系列软件管理为主、辅之以必要的硬件及分析诊断技术，它是一套管理理念和软件、硬件技术的结合，以使整个电力系统设备运行在最经济可靠的状态。
    关键词：全寿命 设备管理 成本
        
    一、寿命周期成本（Life Cycle Cost或LCC )管理的涵义
    电力系统寿命周期成本（Life Cycle Cost或LCC）管理的涵义是在可靠性的基础上使设备和系统寿命拥有成本（Owning Cost)为最低的管理。LCC的管理包括从设备或系统的设计、选型、采购、运行、维护、更新和退役等整个寿命周期的管理。
    电力系统的LCC管理主要涉及两大范畴：工程范畴和财务范畴。工程范畴主要涉及：设备可靠性、寿命分析、维修对策分析、设备失效统计、失效对整个系统的影响、更新部件和维护对系统寿命的影响等。财务范畴主要涉及：设备或系统的最初投资成本、设备初投资成本在不同方案时的比较、投资成本和运行成本的比较、设备故障对系统的影响及可能导致的损失比较、设备的维护或更新成本、设备的退役成本等。
    电力系统的LCC管理是一种在可靠性及寿命管理的基础上，其经济效益最终归纳为财务成本及产出的管理方法。
    二、电力系统中寿命周期成本管理常用的一些计算方法
    常用的工程设备可靠性和寿命计算方法中包含有一些经验估算及统计方法，其中包括：
    ．（MTBF )失效时间指标
    ．综合可靠性和成本决策树（decision tree）
    ．Weibuil概率图表（威布尔）
    ．Monte Carlo模型、蒙特卡罗法分析（随机抽样法）
    ．关键问题点的排列图
    ．失效树分析
    ．可靠性软件工具
    ．失效记录、分析和改进措施
    ．失效模式影响分析
    ．重大影响安全和成本的关键项
    ．可靠性试验策略、加速试验
    ．可靠性生长模型
    ．可靠性验证
    ．可靠性改进中的管理的作用
    维修对策分析包括：
    ．以可靠性为中心的维修分析
    ．维修间隔期优化
    ．设备后期费用控制的分析
    上述方法中多数为工程方法，需要有故障统计数据的积累及经验，有些方法需要专门的培训和学习。
    LCC管理中的基本财务计算方法有NPV方法和NCF方法：
    NPV是Net Present Value的缩写，直译为净现值。由于工程或项目的投入和产出往往有延迟性，故NPV不仅考虑了资金的时间价值，也建立了工程中投入产出在财务上的联系。NPV的定义式为：
    
     r在上式中称为折扣率，它往往要考虑各项市场因素，如涨价、市场风险等，实际上也反映了资本成本。
    从定义式可见，NPV是考虑项目或工程的净现值，其中NCF是净现金流，考虑了在t年内投入、产出、折旧、残值等诸多因素。
    NPV方法反映了下列三个指标：
    a.投资回收年限；
    b.项目的风险性，成本回收年限越长，风险越大；
    c.投资收益率。NPV是负值，说明投资收益是负值，项目不可取；NPV是正值，且NPV值越大，说明投资收益率越高。
    NCF是Net Cash Flow的缩写，意为净现金流，作为一个企业效益评价指标，现金流是最直接地反映了财务运转的情况。因而现金流不仅用于财务报表，也常用于工程实践的分析中。对于电力行业的LCC管理计算，现金流主要考虑用于生产经营目的中发生的现金，如总收入减总支出，再考虑利率和年份。在电力系统LCC管理中，NCF是广义的，它将各种可能发生的故障情况也反映在现金流上，因而LCC最终是以现金流来表达的。
    三、寿命周期成本管理在电力系统的应用
    寿命周期成本管理在电力系统内的实际应用目前仅限于几个较发达的国家，较集中的是美国和瑞典，在日本、加拿大、澳大利亚等国家在技术讨论上也见零星报道，因而该项技术在电力系统内应用是较具前瞻性的。
    美国将寿命周期成本管理的方法首先应用于核电站，因为核电站建设是以可靠性作为优先考虑因素，因而在可靠性的基础进行寿命周期成本管理更具必要性和紧迫性。在核电站寿命周期成本管理的基础上，他们将该项技术推向了发电机、大型变压器、励磁机、低压输配电系统、仪用空气系统。加拿大和欧洲一些国家将寿命周期成本管理和可持续性发展结合起来，偏向于电力系统中的绿色能源，在计算成本时考虑了环境的影响。来自制造厂的专家也提出寿命周期成本管理方法在高压开关、变电站方面的应用。因而，寿命周期成本管理方法在电力系统中有逐渐推广应用之势。
    在电力系统推广应用寿命周期成本管理有其特点，对系统的可靠性和部件失效的分析以及失效引起的损失的评定是开展该项工作中必不可少的步骤。对于新建的设备，寿命周期成本管理主要包含以下工作，以新建一个变电站为例：
    a.根据技术要求确定不同的布局，以多个备选方案作比较；
    b.不同方案下的全寿命周期成本；
    c.不同方案下的可用率；
    d.不同方案下的风险（即全寿命周期成本的不确定性）；
    e.确定预期的各种变电站扩展计划或更新计划；
    f.在满意的可用率和可接受的成本之间找到最佳平衡点。
    上述过程可以用图1表示：

图1  寿命周期成本管理示例图

    四、上海电力系统开展寿命周期成本管理浅析
    1.在上海电力系统开展寿命周期管理的必要性和可行性
    根据上海市电力公司科技发展“十五”计划的指导思想和原则，技术创新是公司生存发展的命脉，科技进步应支持和促进电网可持续发展战略的实现，而科技进步以信息技术的开发和有效应用为中心。另一方面，近年来上海电力公司各单位在建立与完善各级管理信息系统(MIS)、开发与实施配电自动化(DMS)和变电站综合自动化，开发应用地理信息系统(GIS)，建立并运用大型企业电力负荷监控系统等方面，取得了大量科技成果，为今后的电网设备全寿命周期成本管理打下了基础。重要的是，市东供电局将变电站站内自动化、馈线自动化、负荷监测和管理、地理信息系统集成于一体，实现了自动化识别故障、快速隔离故障与网络重构功能，使环网内非故障用户停电时间小于1分钟。AM/FM/GIS也在上海完成试点，并将实现与SCADA的系统信息集成，这些成果均为LCC的试点提供硬件上的支持。作为基础设施，城乡电网改造促进了新技术和新设备的大量使用，如真空开关、SF6开关、箱式变压器、环网开关柜、非晶合金铁心变压器等，这些新设备的采用在实际意义上起到了降低寿命周期成本的作用。最为重要的是，这些软件和硬件方面的改进使职工的管理理念和素质得到很大的提高。
    上述这些条件，奠定了在上海电力系统进行寿命周期成本管理的基础。当然，随着寿命周期成本管理工作的深入，将会发电网中更多值得进一步改进和完善之处，而这也是项目的目的之一，发现薄弱环节并改进之，使设备的可靠性较高并使LCC最小。
    2.在上海电力系统开展寿命周期成本管理可预期的目的
    (1)根据已收到的拟考察国外咨询公司对上海电力公司进行寿命周期成本管理的工作框架建议，LCC项目的立足点是从全系统着眼，在整个电网系统考虑LCC最低，根据这个原则，来考虑单个部件或设备的LCC。因而，辨别确定系统中的关键(critical)部件及该部件对整个系统的影响量是项目研究的重点。整个项目的研究必然将导致对全网系统的可靠性及故障影响模型的研究，将梳理出关键设备或现在薄弱点，这项工作在当前欧美各国相继发生大面积停电的形势下显得尤为重要，根据梳理出的关键点和薄弱点用LCC理念进行管理、整改，必将对全网的可靠性有较大好处。因为LCC考虑了故障成本、维护成本等诸因素，是在以可靠性为基础上的总成本最小。
    (2)对于新建的设备，用LCC管理方法可减少新建设备选型的盲目性，使新建设备的LCC融合到整个系统中，以合理的成本获得高的可靠性，从而获得最大的经济收益。
    (3)对于现有设备的资产管理，可用LCC管理理念来确定维护检修方式、备品备件的配置地点和数量、设备用维护检修来延长寿命还是更新或技术改造来获得最低LCC，从而为企业的可持续发展奠定基础。
    (4)用寿命周期成本管理方式是一种理念的更新，管理人员对电网的可靠性情况将更为关注和熟悉，对提高管理人员的素质和工作责任有促进作用。另外，寿命周期成本也考虑了检修、维护人员的培训成本，这对这些基层工作人员的安全意识和明确工作目标有好处。总之，新的管理理念和考核方法的引进将导致人员管理素质和工作责任心的提高。
    (5)LCC的管理从设备的选型、设计及购买前开始，这样对制造厂也相应提出了LCC的要求，从最新获得的资料看，部分制造厂，如ABB、Siemens也在开展LCC工作，制造厂和用户的相互配合必将导致新产品在质量性能上的提高，最终将导致系统的LCC最小。
    (6)对原有设备监测分析水平的提高、对原有设备进行LCC管理，要求进行相关的数据采集，这样必然会导致数采系统的改进及运行人员分析能力的提高。
    3.在上海电力系统开展寿命周期成本管理的风险
    像其他所有项目一样，新的管理方法首先将遇到惰性的阻力，项目需要全员参与，而在此过程中20-50-30定理（20%赞成，50%中立，30%反对）将发挥作用。因而如果只有少数人努力，必将会导致项目的失败。
    由于在电力系统进行LCC管理具有先进性和前瞻性，因而也带来了风险。主要体现在实际执行过程中会出现在理论上可行，但实际上由于客观条件的限制，不得不做出调和的现象，这将影响项目执行的实际效果。
    本项目如聘请国外先进的公司进行咨询，由于系统的不同，中外双方工作人员将有磨合过程，沟通方面的风险将导致咨询作用的弱化。
    五、结束语
    上海是我国经济发达和国内生产总值持续增长的特大型城市，电网的安全稳定十分重要。尤其是继“8.14”美加大停电，随之以后的伦敦、意大利等相继大停电的发生，更是对上海电网的安全运行提出严峻的挑战。对于电网的资产管理需要有理念和方法上的更新，而基于可靠性基础上的寿命周期成本管理是起源于各国军队中高新技术武器领域（高性能战斗机、激光制导弹、航母等对可靠性要求非常高的设备），随之又推广应用到核电站的建造，也是可靠性要求很高的设施，而电网资产管理同样也是对可靠性要求很高的，故寿命周期成本管理引入到电网资产管理中来有其一定的必然性，而从国际上各主要先进国家用寿命周期成本管理技术在电力系统的应用情况看，这项决策是具有先进性和前瞻性的。