本發(fā)明涉及一種電力變壓器全壽命周期規(guī)劃檢修決策方法，尤其是一種電力變壓器全壽命周期成本效能評估方法，屬于電力建設規(guī)劃
技術(shù)領域：
。技術(shù)背景在快速發(fā)展的今天，我國電力系統(tǒng)對安全和穩(wěn)定有了更高的要求。但目前，很多企業(yè)更換變壓器只考慮變壓器的運行時間，沒有考慮到變壓器效能綜合評估，這樣就會對資源造成浪費。從而使得一部分運行狀態(tài)較好的變壓器提前退役，而另一部分出現(xiàn)故障的電力變壓器還在繼續(xù)使用存在嚴重的安全隱患。查閱有關(guān)數(shù)據(jù)得到，2012年電力企業(yè)退役的電力變壓器共三百多臺，投運年限在1-20年的有67％，而超過20年的只有33％。但是電力變壓器在出廠前的設計壽命都會在30年左右，據(jù)此可知，電力電壓器在我國的投運年限較低，整體經(jīng)濟效益偏差。因此，在電力變壓器投資方案中，應該選擇使用效率最高并且費用還最低的方案，以保障長期的效益為目標，在設備安全可靠正常運行的前提下，實現(xiàn)本最低、最合理的成本估計方法。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明目的是提供一種電力變壓器全壽命周期成本效能評估方法。為解決上述技術(shù)問題的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種電力變壓器全壽命周期成本效能評估方法，包括以下具體步驟：步驟1：計算采用大修方案的全壽命周期成本X1：X1＝W1+W2+W3-W4(1)其中，W1為大修成本、W2為小修成本、W3為故障成本、W4為殘值；步驟2：計算采用更換方案的全壽命周期成本Y1：Y1＝W2+W3-W4+W5(2)其中，W5為購置成本、W2為所述預防性維修費用、W3為故障成本、W4為殘值；步驟3：基于變權(quán)方法或基于圖形方法評估電力變壓器全壽命周期成本效能，選擇數(shù)值較小的一個作為優(yōu)選方案。所述預防性維修費用W2的計算方法為：其中，β為第i年小修費用的系數(shù)；tn為名義役齡；W1為初始投資成本；所述故障成本W(wǎng)3的計算方法為：式中：b為單位電量售電利潤，元/kWh；SN為變壓器的額定容量，kVA；β為平均負載率，kW；為平均功率因數(shù)；T為設備年單位故障中斷供電時間，h；λ′(tn)為設備年平均故障數(shù)，次/年；RC為單位時間平均修復成本，萬元/小時；MTTR為設備平均修復時間，小時；變壓器的等效役齡tn計算方法為：式中，tl為名義役齡，t1為大修時間，t2為電力變壓器的最長壽命，α2為役齡回退因子；設備年平均故障數(shù)λ′(tn)的計算故障率為：所述步驟5采用基于變權(quán)方法評估電力變壓器的效能，包括以下具體步驟：步驟5-1：計算采用大修方案的效能綜合評估值x1：x1＝x1×ω1+x2×ω2(7)x1為大修全壽命周期成本指標歸一化的評估值，歸一化方法為：式中X1為大修全壽命周期成本；Y1為更換全壽命周期成本；x2為大修后故障率指標歸一化的評估值，歸一化方法：式中x2d為大修后的故障率；x2g為更換后的故障率；ωj為第j個指標的權(quán)重：步驟5-2：計算采用更換方案的效能綜合評估值y1；y1＝x3×ω3+x4×ω4(12)ωj為第j個指標的權(quán)重；x3為更換全壽命周期成本指標歸一化的評估值，歸一化方法：式中X1為大修全壽命周期成本；Y1為更換全壽命周期成本；x4為更換后故障率指標歸一化的評估值，歸一化方法：式中x2d為大修后的故障率；x2g為更換后的故障率。步驟5-3：判斷采用大修方案的效能綜合評估值x1是否小于采用更換方案的效能綜合評估值y1，如果是，選擇大修方案，否則，選擇更換方案。所述步驟5采用基于圖形方法評估電力變壓器的效能，包括以下具體步驟：步驟5-a：建立故障率-全壽命周期成本關(guān)系二維坐標圖，橫坐標為故障率，縱坐標為全壽命周期成本；步驟5-b：根據(jù)預設的全壽命周期成本和故障率的權(quán)重，在全壽命周期成本-故障率關(guān)系二維坐標圖中繪制準線，所述準線與橫坐標夾角的正切值為全壽命周期成本和故障率的權(quán)重比；步驟5-c：分別計算大修方案和更換方案在全壽命周期成本-故障率關(guān)系二維坐標圖中的對應點到準線的距離；步驟5-d：比較大修方案和更換方案對應點到準線的距離，選擇較小的一個作為優(yōu)選方案。如圖2所示，更換方案比檢修方案到準線的垂直距離短，因此更換方案更優(yōu)。采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明從全生命周期成本出發(fā)，在考慮折現(xiàn)率的基礎上，以故障率作為另一參考指標，綜合對變壓器效能進行評估；2、本發(fā)明采用變權(quán)公式對計算進行處理，使得對變壓器效能的評估更全面，更詳細。在考慮需要側(cè)重不同重點的時候提供了科學的算法和依據(jù)，對選擇最優(yōu)方案增加了靈活性；3、本發(fā)明使用圖形法對電力變壓器進行效能評估，使抽象思維具體化，把思維活動變成可操作的數(shù)學計算。讓復雜的思路簡潔直觀，使思維動態(tài)化。更直觀的得出我們想要的結(jié)果。附圖說明圖1是本發(fā)明的流程圖；圖2是本發(fā)明實施例2的電力變壓器的效能評估圖形。具體實施方式實施例1：如圖1所示，一種電力變壓器全壽命周期成本效能評估方法，包括以下具體步驟：步驟1：計算采用大修方案的全壽命周期成本X1：X1＝W1+W2+W3-W4(1)其中，W1為大修成本、W2為小修成本、W3為故障成本、W4為殘值；步驟2：計算采用更換方案的全壽命周期成本Y1：Y1＝W2+W3-W4+W5(2)其中，W5為購置成本、W2為所述預防性維修費用、W3為故障成本、W4為殘值；步驟3：基于變權(quán)方法或基于圖形方法評估電力變壓器全壽命周期成本效能，選擇數(shù)值較小的一個作為優(yōu)選方案。所述預防性維修費用W2的計算方法為：其中，β為第i年小修費用的系數(shù)；tn為名義役齡；W1為初始投資成本；所述故障成本W(wǎng)3的計算方法為：式中：b為單位電量售電利潤，元/kWh；SN為變壓器的額定容量，kVA；β為平均負載率，kW；為平均功率因數(shù)；T為設備年單位故障中斷供電時間，h；λ′(tn)為設備年平均故障數(shù)，次/年；RC為單位時間平均修復成本，萬元/小時；MTTR為設備平均修復時間，小時；變壓器的等效役齡tn計算方法為：式中，tl為名義役齡，t1為大修時間，t2為電力變壓器的最長壽命，α2為役齡回退因子；設備年平均故障數(shù)λ′(tn)的計算故障率為：所述步驟5采用基于變權(quán)方法評估電力變壓器的效能，包括以下具體步驟：步驟5-1：計算采用大修方案的效能綜合評估值x1：x1＝x1×ω1+x2×ω2(7)x1為大修全壽命周期成本指標歸一化的評估值，歸一化方法為：式中X1為大修全壽命周期成本；Y1為更換全壽命周期成本；x2為大修后故障率指標歸一化的評估值，歸一化方法：式中x2d為大修后的故障率；x2g為更換后的故障率；ωj為第j個指標的權(quán)重：步驟5-2：計算采用更換方案的效能綜合評估值y1；y1＝x3×ω3+x4×ω4(12)ωj為第j個指標的權(quán)重；x3為更換全壽命周期成本指標歸一化的評估值，歸一化方法：式中X1為大修全壽命周期成本；Y1為更換全壽命周期成本；x4為更換后故障率指標歸一化的評估值，歸一化方法：式中x2d為大修后的故障率；x2g為更換后的故障率。步驟5-3：判斷采用大修方案的效能綜合評估值x1是否小于采用更換方案的效能綜合評估值y1，如果是，選擇大修方案，否則，選擇更換方案。在本實施例中，變壓器生命周期為40年，目前已運行了22年。在其使用中，無任何大型自然災害。在設備運行中，大修進行一次并且會改變變壓器的故障率；預防性維修是設備每年都要進行的檢修，不會改變故障率，但每年的小修費用會隨使用年限的增長而成遞增趨勢；斷電時進行的修護所消耗的費用與故障率有關(guān)。各個成本計算時所用到的參數(shù)，詳見表1、表2、表3。歸一化后的數(shù)據(jù)見表4；(1)檢修方案：在第23年對其進行一次大型維修。更換方案：在第23年進行更換新設備。(2)根據(jù)式2得到檢修方案第23年故障率＝0.056。根據(jù)式3得到檢修方案所花費的總費用大概為0.62×105萬元。根據(jù)式2得到更換方案故障率＝0.0013。根據(jù)式4得到更換方案所花費的總費用大概為0.95×105萬元。根據(jù)式5與式6，可得檢修方案效能綜合評估值為0.7873。根據(jù)式9與式10，可得更換方案效能綜合評估值為0.4342。可知更換方案的效能評估值小于檢修方案，因此采用更換方案。實施例2：本實施例所述步驟5采用基于圖形方法評估電力變壓器的效能，包括以下具體步驟：步驟5-a：建立故障率-全壽命周期成本關(guān)系二維坐標圖，橫坐標為故障率，縱坐標為全壽命周期成本；步驟5-b：根據(jù)預設的全壽命周期成本和故障率的權(quán)重，在全壽命周期成本-故障率關(guān)系二維坐標圖中繪制準線，所述準線與橫坐標夾角的正切值為全壽命周期成本和故障率的權(quán)重比；如圖2所示，當45°時權(quán)重為1:1，所以權(quán)重50％，對應45°角，所以1°角對應50/45權(quán)重；步驟5-c：分別計算大修方案和更換方案在全壽命周期成本-故障率關(guān)系二維坐標圖中的對應點到準線的距離；步驟5-d：比較大修方案和更換方案對應點到準線的距離，選擇較小的一個作為優(yōu)選方案。如圖2所示，更換方案比檢修方案到準線的垂直距離短，因此更換方案更優(yōu)。如圖2所示，將檢修方案與更換方案的歸一化值定位在步驟5提出的二維坐標上，并向準線作垂線，可得更換方案到準線的距離小于檢修方案，因此采用更換方案。表1表2表3表4故障率全壽命周期成本檢修方案0.97730.3949更換方案0.02270.6051當前第1頁1 2 3