基于全壽命周期成本的變電站無功補償裝置優(yōu)選方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種基于全壽命周期成本的變電站無功補償裝置優(yōu)選方法，屬于無功 補償裝置配置技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 因無功功率流動、保證電壓水平、降低損耗等方面的需要，并聯(lián)補償電容器和電抗 器廣泛應(yīng)用于各電壓等級電網(wǎng)和用戶側(cè)。隨著大容量遠(yuǎn)距離輸電的發(fā)展和對電能質(zhì)量要求 的提高，動態(tài)無功補償裝置受到廣泛關(guān)注并逐步在電網(wǎng)中獲得應(yīng)有。
[0003]目前對無功補償裝置的比較主要集中在技術(shù)層面，在成本上主要考慮投資成本。 而無功補償裝置，特別是動態(tài)無功補償裝置的投資較大、運行維護等成本不容忽略。
[0004]全壽命周期成本（Life切cleCost,LCC)作為一個典型的工程經(jīng)濟評價方法，其 概念由美國總審計處在1933年提出。首先應(yīng)用于軍方評價淘汰維修費用過高的陳舊設(shè)備 等，之后廣泛應(yīng)用到汽車、航空、計算機、商業(yè)投資、電信、醫(yī)療等各個領(lǐng)域。2005年W英國為 首的50多個國家和地區(qū)代表組建了LCC國際組織，推動LCC理論繼續(xù)向前發(fā)展。目前LCC 技術(shù)在電力系統(tǒng)中主要應(yīng)用于核電站項目、電力系統(tǒng)中的綠色能源、變電站改造等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種基于全壽命周期成本的變電站 無功補償裝置優(yōu)選方法，根據(jù)全壽命周期成本理論，從投資成本、運行成本、失效損失、維護 成本各方面對不同類型無功補償裝置的全壽命周期成本進行了計算和比較，進一步從電網(wǎng) 的質(zhì)量和效益的角度綜合考慮各方面因素，對變電站無功補償裝置的優(yōu)選方法進行指標(biāo)評 價，最大程度地提升電壓質(zhì)量、降低損耗，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0007]本發(fā)明的基于全壽命周期成本的變電站無功補償裝置優(yōu)選方法，具體包括W下幾 個步驟：
[0008] (1)建立不同類型無功補償裝置的全壽命周期成本模型，所述全壽命周期成本模 型W投資成本、運行成本、維護成本、故障成本、廢棄成本之和最小為目標(biāo)函數(shù)；
[0009] (2)對步驟（1)中全壽命周期成本模型的各項成本，分別進行計算得到各項成本 的具體數(shù)值；
[0010] (3)根據(jù)步驟（2)得到的具體數(shù)值對不同類型無功補償裝置進行全壽命周期成本 的基本計算（即投資成本、運行成本、維護成本、故障成本、廢棄成本之和），通過比較各項 成本的大小，得出不同類型無功補償裝置在全壽命周期成本中存在優(yōu)勢的成本（不同類型 的無功設(shè)備若某項成本低，就意味著在該項成本中具有優(yōu)勢）；
[0011] (4)根據(jù)步驟（3)中得到的基本計算結(jié)果，并根據(jù)不同類型無功補償裝置的實際 運行損耗率和市場價格的波動因素，對不同類型無功補償裝置進行靈敏度分析；
[0012] (5)根據(jù)無功補償裝置對電網(wǎng)電能質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，W及無功補償裝置 投運后產(chǎn)生的無功補償經(jīng)濟當(dāng)量（無功補償經(jīng)濟當(dāng)量是一個專有名詞，指；加裝無功補償 后，由于減少了無功功率流動，折算成減少的有功功率損耗而產(chǎn)生的經(jīng)濟效益），對不同類 型無功補償裝置進行效益評估；并根據(jù)步驟（3)中得到的全壽命周期成本計算結(jié)果，綜合 比較不同類型無功補償裝置的經(jīng)濟性，為變電站無功補償裝置的選取提供決策支持。
[0013] 不同類型無功補償裝置具體包括SVC、SVG、并聯(lián)電抗和并聯(lián)電容。
[0014]W全壽命周期成本最小原則為指導(dǎo)進行電網(wǎng)的項目評價，步驟（1)中，全壽命周 期成本模型為：
[00 巧]LCC=CI+C0+CM+CF+CD
[0016] 其中，LCC為全壽命周期成本，CI為投資成本，即為獲得該產(chǎn)品或設(shè)備一次性投入 的資金；C0為運行成本，為設(shè)備在壽命周期內(nèi)正常使用過程中發(fā)生的費用；CM為維護成本， 為設(shè)備投入使用W后至退役前，對其進行維修與保障所發(fā)生的費用；CF為故障成本，亦稱 懲罰成本，指因發(fā)生故障進行修理，不能正常使用所造成的損失；CD為廢棄成本，包括設(shè)備 在退役階段發(fā)生的處理費，W及退役時的殘值。
[0017] 上述步驟（2)中，各項成本的具體數(shù)值計算方法如下；
[0018] 所述SVC的投資成本可取140-310Y/kVar，所述SVG的投資成本可取560-700Y/ kVar;所述并聯(lián)電容及并聯(lián)電抗的投資成本可取70Y/kVar;所述SVC及SVG的運行損耗 成本分別取1%和1. 5% ;所述并聯(lián)電容的運行損耗成本取0. 1%，所述并聯(lián)電抗的運行損 耗成本取0. 5 % ;所述SVC的年維護費用W5萬元計算，所述SVG的年維護費用W2. 5萬元 計算；所述SVC及SVG的故障成本取0 ;所述并聯(lián)電容和并聯(lián)電抗的故障成本為1% ;所述 SVC及SVG的廢棄成本包括設(shè)備在退役階段發(fā)生的處理費，W及退役時的殘值，所述并聯(lián)電 容及并聯(lián)電抗的廢棄成本取1%。
[001引步驟（5)中，所述效益評估方法如下；步驟1 ;計算無功補償投運率，得到每年投運 無功電量；步驟2;根據(jù)各電壓等級無功補償經(jīng)濟當(dāng)量典型值計算得到各類型無功補償裝 置產(chǎn)生的經(jīng)濟效益；步驟3;根據(jù)全壽命周期時間，計算得到各類型無功補償裝置在全壽命 周期內(nèi)產(chǎn)生的總經(jīng)濟效益。
[0020] 本發(fā)明采用突破W往傳統(tǒng)的單純W全壽命周期成本最小原則為指導(dǎo)進行電網(wǎng)的 項目評價，進一步從電網(wǎng)的質(zhì)量和效益的角度綜合考慮各方面因素，提供了變電站無功補 償裝置的優(yōu)選方法，最大程度地提升電壓質(zhì)量、降低損耗，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明的基于全壽命周期成本的變電站無功補償裝置優(yōu)選方法工作流程 圖；
[0022] 圖2為不同損耗率之差下SVC與SVG的運行成本之差；
[002引 圖3SVG和SVC成本降低不同比例下的全壽命周期成本。
【具體實施方式】
[0024] 為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合
【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明。
[00巧]隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，更需要高度重視電網(wǎng)的質(zhì)量和效益，綜合考慮各方面因素， w全壽命周期成本最小原則為指導(dǎo)進行電網(wǎng)的項目評價。在技術(shù)層面的研究較為充分和全 面的背景下，從壽命周期成本（lifecyclecost,LCC)角度對并聯(lián)補償電容器/電抗器、 SVC和SVG進行比較，可為實際無功補償裝置的選取提供決策支持。
[0026] 本發(fā)明設(shè)及的一種基于全壽命周期成本的變電站無功補償裝置優(yōu)選方法，其方法 根據(jù)全壽命周期成本理論，從投資成本、運行成本、失效損失、維護成本等方面對投資SVG、 SVC和電容/電抗器的全壽命周期成本進行了計算和比較，同時考慮了動態(tài)補償裝置在降 低網(wǎng)損和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的效益，對其進行了靈敏度分析和無功補償?shù)男б婀浪悖C 合地評估動態(tài)無功補償裝置和傳統(tǒng)的靜止電容器、電抗器的經(jīng)濟性，從多方面為實際無功 補償裝置的選取提供決策支持。本發(fā)明采用突破W往傳統(tǒng)的單純W全壽命周期成本最小原 則為指導(dǎo)進行電網(wǎng)的項目評價，進一步從電網(wǎng)的質(zhì)量和效益的角度綜合考慮各方面因素， 提供了變電站無功補償裝置的優(yōu)選方法，最大程度地提升電