基于综合效能评估的电网设备更新决策研究

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.05.010

电器与能效管理技术 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (5): 68-75.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.05.010

基于综合效能评估的电网设备更新决策研究

刘柏延¹, 张萌萌², 相静², 候雨薇³, 徐建树³, 廖珂逸³, 郭嘉欣³

1.国网冀北电力有限公司, 北京 100032
2.国网冀北电力有限公司经济技术研究院, 北京 100038
3.华北电力大学经济与管理学院, 北京 102206

收稿日期:2025-02-25 出版日期:2025-05-30 发布日期:2025-07-24
作者简介:刘柏延(1995—),男,工程师,主要从事技术经济、电力工程项目管理工作。|张萌萌(1996—),女,经济师,主要从事技术经济、电力工程项目管理工作。|相静(1993—),女,经济师,主要从事技术经济、电力工程项目管理工作。

Research on Decision-Making for Renewal of Power Grid Equipment Based on Comprehensive Performance Evaluation

LIU Boyan¹, ZHANG Mengmeng², XIANG Jing², HOU Yuwei³, XU Jianshu³, LIAO Keyi³, GUO Jiaxin³

1. State Grid Jibei Electric Power Company Limited, Beijing 100032, China
2. Economic and Technical Research Institute, State Grid Jibei Electric Power Company Limited, Beijing 100038, China
3. School of Economics and Management,North China Electric Power University, Beijing 102206, China

Received:2025-02-25 Online:2025-05-30 Published:2025-07-24

摘要/Abstract

摘要：

旨在构建科学合理的电网设备更新决策方法,以实现电网企业的健康可持续经营。基于全寿命周期成本理论,引入威布尔模型计算成本,结合资金时间价值建立优化模型,求解最佳经济寿命与最低全寿命周期成本。从经济性、技术性和安全环保性3个方面构建综合效能评估体系,涵盖全寿命周期成本、可用性等6个指标,通过层次分析法和标准化处理完善指标量化。以A公司通信线路设备为例,更新设备数量较预期减少329 km,设备更新预算降低26.45%。结果表明所提模型有效降低了电网企业的运营成本,提升了设备综合性能,为设备更新决策提供了有力支持。

关键词: 电力设备, 全寿命周期成本, 综合效能, 设备更新决策

Abstract:

Aims to develop a scientific and rational decision-making method for power grid equipment renewal to achieve the healthy and sustainable operation of power grid enterprises.Basing on the theory of total life cycle cost (LCC),the Weibull model is introduced to calculate costs,and the time value of money is incorporatd to establish an optimization model.Thereby the optimal economic life and the minimum total life cycle cost are derived.A comprehensive performance evaluation system is constructed from the perspectives of economy,technology,and safety.It covers six indicators such as total life cycle cost and availability.The indicators are quantified through the Analytic Hierarchy Process (AHP) and normalization.Taking the communication line equipment of Company A as an example,the number of the renewal equipment is reduced by 329 km compared with the expected amount,and the equipment renewal budget is decreased by 26.45%.The results show that the proposed model effectively reduces the operating costs of power grid enterprises and enhances the comprehensive performance of the equipment,providing strong support for the equipment renewal decisions.

Key words: power equipment, total life cycle cost, comprehensive performance, equipment renewal decision

中图分类号:

TM73

刘柏延, 张萌萌, 相静, 候雨薇, 徐建树, 廖珂逸, 郭嘉欣. 基于综合效能评估的电网设备更新决策研究[J]. 电器与能效管理技术, 2025, 0(5): 68-75.

LIU Boyan, ZHANG Mengmeng, XIANG Jing, HOU Yuwei, XU Jianshu, LIAO Keyi, GUO Jiaxin. Research on Decision-Making for Renewal of Power Grid Equipment Based on Comprehensive Performance Evaluation[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2025, 0(5): 68-75.

图/表 13

图1

表1

表2

图2

表3

表4

标准处理结果

求解值	方案1	方案2	…
全寿命周期成本/万	$Y — 11$	$Y — 21$	…
可靠性	$Y — 12$	$Y — 22$	…
可用性	$Y — 13$	$Y — 23$	…
可维修性	$Y — 14$	$Y — 24$	…
安全性	$Y — 15$	$Y — 25$	…
环保性	$Y — 16$	$Y — 26$	…

表4

表5

表6

表7

表8

表9

表10

表11

参考文献 23

[1]	严宏, 程杰. 基于电力系统变电运行安全管理与设备维护的探究[J]. 中国设备工程, 2024(S1):125-126.
[2]	全球能源互联网发展合作组织. 中国2030年能源电力发展规划研究及2060年展望[EB/OL].(2021-03-18)[2024-11-08]. https://news.bjx.com.cn/html/20210319/114277.shtml
[3]	国家发展改革委, 国家能源局, 国家数据局. 加快构建新型电力系统行动方案(2024—2027年)[EB/OL].(2024-07-25)[2024-11-09]. https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202408/content_6966863.htm
[4]	国家能源局. 2024年能源工作指导意见[EB/OL].(2024-03-18)[2024-11-09]. https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202403/content_6941170.htm
[5]	张辉东. A市供电公司电网设备更新决策研究[D]. 广州: 华南理工大学, 2020.
[6]	王凯, 文江海, 杨放南, 等. 基于“资产墙”的电网设备技改规模预测研究[J]. 青海电力, 2023, 42(3):38-43.
[7]	陈艳, 吴桂园, 刘维民, 等. 资产全寿命周期视角下电网企业成本管控研究[J]. 财务管理研究, 2024(9):158-163.
[8]	李鸿, 思文东. 电力工程全生命周期成本最优管理研究[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2023(22):70-72.
[9]	王俊, 侯东方, 徐天. 基于生命周期成本分析的变电站设备维护与更新决策优化[J]. 电气技术与经济, 2023(8):298-301.
[10]	桂芳旭, 陈衡, 赵欣悦, 等. 变压器全生命周期成本分析及优化[J]. 广东电力, 2024, 37(3):44-53.
[11]	丰力, 张莲梅, 韦家佳, 等. 基于全生命周期经济评估的海上风电发展与思考[J]. 中国电力, 2024, 57(9):80-93.
[12]	李英, 孙素苗. 基于输配电价改革的电网企业成本核算[J]. 财务与会计, 2017(12):50-51.
[13]	龚芳馨, 吴俊洋. 基于资产墙分析的电网设备运维策略研究[J]. 电气技术与经济, 2023(5):39-42.
[14]	郭世嘉. 基于经济寿命的电力设备综合效能评估及应用研究[D]. 郑州: 郑州大学, 2022.
[15]	段洪亮. 无失效数据时城轨车辆安全相关继电器可靠性评估方法研究[J]. 电器与能效管理技术, 2024(6):59-63.
[16]	张昭丞, 郭佳田, 诸浩君, 等. 基于全寿命周期成本的海上风电并网方案优选分析[J]. 电力系统保护与控制, 2017, 45(21):51-57.
[17]	栗然, 韩彪, 卢云, 等. 基于随机模糊理论的变压器经济寿命评估[J]. 电力系统保护与控制, 2014, 42(1):9-16.
[18]	李娜, 李程启, 徐冉, 等. 变电设备全寿命周期成本-效能综合评估方法[J]. 山东电力技术, 2023, 50(5):48-54.
[19]	段洪亮. 无失效数据时城轨车辆安全相关继电器可靠性评估方法研究[J]. 电器与能效管理技术, 2024(6):59-63.
[20]	陈吉顺. 浅谈电力设备预防性试验[J]. 科技风, 2013(4):18.
[21]	王庆泽, 张守强, 艾茂民, 等. 基于层次分析法-德尔菲法的配电网不停电作业能力评估和分析[J]. 电器与能效管理技术, 2022(4):70-75.
[22]	李明, 张伟, 刘洋. 基于全寿命周期成本的电力设备状态评估与更新策略研究[J]. 电器与能效管理技术, 2023(5):48-54.
[23]	张俊波, 邵永刚. 基于电网实物“资产墙”的技改预测研究[J]. 中国管理信息化, 2016, 19(14):18-20.

专家名称	继电保护装置的性能	绝缘性能	运行状态
A	X_A1	X_A2	X_A3
B	X_B1	X_B2	X_B3
?	?	?	?
平均值	X₁	X₂	X₃

专家名称	设计阶段	制造阶段	使用阶段	报废阶段
A	Y_A1	Y_A2	Y_A3	Y_A4
B	Y_B1	Y_B2	Y_B3	Y_B4
?	?	?	?	?
平均值	Y₁	Y₂	Y₃	Y₄

指标i与指标j对比	量化值
一样重要	1
比较重要	3
更加重要	5
非常重要	7
极其重要	9
两相邻判断的中间值	2,4,6,8

已使用年限/a	投入使用年份	设备数量/km	投产价值/万元
0~5	2020—2024	865	1 297.50
6~10	2015—2019	894	1 300.77
11~15	2010—2014	1 178	1 678.65
16~20	2005—2009	1 248	1 684.80
21~30	1995—2004	564	761.40

已使用年限/a	在用数/km	退役报废数/km	退役报废数占总报废资产数比例/%
0~5	859	6	0.34
6~10	877	17	0.97
11~15	885	293	16.65
16~20	312	936	53.18
21~30	56	508	28.86
合计	2 989	1 760	100

基于综合效能评估的电网设备更新决策研究

Research on Decision-Making for Renewal of Power Grid Equipment Based on Comprehensive Performance Evaluation

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 13

参考文献 23

相关文章 1

编辑推荐

Metrics

本文评价

投入年份	已使用年限/a	资产预期寿命/a	剩余可使用年限/a
2020—2024	0~5	21	16~21
2015—2019	6~10		11~15
2010—2014	11~15		6~10
2005—2009	16~20		1~5

风险水平	高	偏高	偏低	低	合计
Ⅰ	18	27	8	23	76
Ⅱ	91	119	101	86	397
Ⅲ	107	150	129	102	487
Ⅳ	20	56	67	6	150
合计	236	352	305	216	1 109

数据	厂家一	厂家二
固定成本/万元	12.9	13.1
报废成本/万元	1.58	1.96
动态成本系数/万元	6.78	5.75
最佳经济寿命/a	20.94	19.82
最佳全寿命周期成本/万元	1 468.19	1 493.9
可靠性	0.951	0.935
可用性	0.985	0.979
可维修性	0.791	0.843
安全性	0.871	0.791
环保性	0.785	0.884
综合效能评估值	0.89	0.87