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输电线路全寿命周期管理研究
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内容提示：以全寿命周期管理理论为基础,对输电线路工程造价管理存在的决策依据不合理、工程监理制度有待完善、限额设计制度缺乏灵活性、缺乏对生产运营阶段成本估算的研究几方面进行了分析,并对全寿命周期成本在输电线路工程设计中的应用进行了阐述。
近年来，国家电网公司积极推行建设项目全寿命周期管理，结合工程设计研究的成果，按照全寿命周期的理念，制定输电线路工程全寿命周期设计的方向和要求，旨在积极推进全寿命周期管理在电力企业中的应用。大力推进全寿命周期管理，必将引领电网建设发展的新方向，带动企业资产管理理念的革新。（参考《建筑中文网》）
1 全寿命周期管理理论概况
1.1 全寿命周期管理的内涵
全寿命周期管理是指从项目的长期经济效益出发，对其在规划、设计、施工、运行、维护、更新及最后报废等各个阶段进行全面考虑，实现其在整个过程的效益最大化。基于全寿命周期管理的方法将使项目在整个寿命周期内成本更合理，效益更高，从而达到可持续发展和提高项目效益的目的。
1.2 全寿命周期管理的特点
（1）系统性。项目的全寿命周期管理不是一个单独的孤立工程，它是一个系统工程，是多个控制因素联系在一起的整体，只有进行系统、科学的管理才能确保最终目标的实现。（2）多阶段性。项目的全寿命周期管理在项目整个寿命周期过程中分为不同的阶段，全寿命周期管理要求各阶段工作具有良好的持续性，使各阶段的具体工作环环相连，实现管理流程的一体化。
（3） 多主体性。项目的全寿命周期管理成本涉及的主体较多，包括投资方、建造方、供应方、委托方、消费方等多个主体，他们相互联系、制约。
（4）复杂性。项目的全寿命周期管理不仅是对项目决策和建设阶段的管理，还要对项目在使用运行阶段进行维护等的管理，这些因素将使项目的全寿命周期管理比以往传统的管理更加复杂，并且从项目立项、设计阶段起就要对整个项目全寿命周期费用进行预测。
1.3 全寿命周期管理的核心理论
全寿命周期成本（LCC），是指发生在项目全寿命周期内的各项成本费用之和，也就是项目的总成本。而输电线路项目全寿命周期成本是建设输电线路项目寿命周期各个阶段及各要素的总成本，通过一定技术方法对其成本进行分析研究，采取相应措施，从而实现输电线路项目的全寿命周期成本最优。
输电线路建设项目按阶段划分可分为建设阶段和运营维护阶段，其相对应的成本为建设成本和未来成本。其中建设阶段包括项目规划、设计和施工阶段，所对应产生的成本称为建设成本；运营维护阶段包括使用和回收或报废阶段，包括运行和维护成本、回收或报废成本等在内的将来要发生的成本称之为未来成本。
1.4 全寿命周期管理的意义
在输电线路项目建设中应用全寿命周期管理模式，完全符合国家提出的节约型社会的理念，同时也符合国家电网公司的经营理念，意义重大，主要表现在以下几方面：有利于制定切实可行的目标；有利于提高项目的安全可靠性；有利于实现项目的节约环保性；输电线路工程全寿命周期管理是提升资产质量、延长设备使用寿命的关键举措；有利于实现电力企业整体利益最大化。
2 输电线路工程造价管理上存在的不足
2.1 决策依据存在不足
目前在输电线路工程的建设中，决策依据往往过分重视工程基本建设投资这个指标，而对未来的运营和维护投资不够重视，这样极易造成前期线路基本投资少而以后的运营和维护投资巨大的情况，使线路工程在整个寿命周期内的成本大大提高，因此目前决策依据中存在的不足有待于通过全寿命周期理念进行改善。
2.2 工程监理制存在不足
目前在输电线路工程的建设中，监理的工作只停留在质量检查的层面上，对工程在实施过程中具体事项的管理方面做得还远远不够，这也是目前工程监理制存在的不足之处，有待以后的不断完善。
2.3 限额设计制度存在不足
目前在输电线路工程的建设中，其限额设计的出发点是好的，但往往忽略了不同的工程具有不同的现场实际情况，一味地强调限额容易限制设计人员的设计思想，使设计的合理性大大降低，造成许多负面影响。因此，限额设计制度的合理性也有待进一步探讨。
2.4 生产运营阶段成本估算研究存在不足
目前在输电线路工程的建设中，对未来运营和维护成本的研究还不够深入，往往只停留在表面的研究上，这给工程的决策依据带来许多问题，而在项目的可行性研究中对这方面的探讨更是粗枝大叶，对运营和维护成本没有一个非常精确的计算，从而造成全寿命周期管理上存在着漏洞，对整个输电线路工程项目的全寿命成本估算带来挑战。因此，在生产运营阶段成本估算研究方面仍需加强，进一步发挥其在输电线路工程的全寿命周期管理中的作用。
3 全寿命周期成本在输电线路工程设计中的应用
输电线路工程设计应以全寿命周期管理理论为基础，结合工程的实际情况进行全寿命周期成本的最优化设计。主要在路径选择及推荐方案，气象、环境条件，导地线选型，杆塔规划及杆塔形式选择，基础形式选择和优化，绝缘配合，运行维护等几方面进行设计分析。
3.1 路径选择
从降低工程造价角度考虑，并且合理科学利用线路走廊的选线原则，尽量避让不良地质区（煤矿、铁矿开采区，采空区）、恶劣气候区、林区等地段，水文及气象地段，提高工程抵御自然灾害和突发事故的能力和水平，避让危及线路安全可靠运行的设施，减少线路建设对地方规划及其他设施的负面影响。避让不开的地段，采取技术上的各种措施，保证线路的安全运行。按照全寿命周期成本理论，从全寿命过程考虑合适的建设成本与运行维护成本和未来收益的关系。
对于线路本体的建设，应该提高建设标准，即使绕行的费用稍高于穿越和处理费用的总和，也要选择绕行方案，只是在具体增加的投资方案上，根据可研阶段的踏勘成果，由业主、运行方、设计方综合考虑未来可能发生的改造费用和收益，对可能有大量民房集中拆迁、工厂拆迁、协议可能困难的地方提出 2～3 个比选方案，结合后续的现场踏勘和协议情况，以最大投资收益确定最终方案。
3.2 地质研究
基于全寿命周期的管理理念，在设计前期应对沿线进行现场踏勘，初步查明沿线地形地貌、地质构造情况、地层岩性和特殊土的分布、滑坡、泥石流等不良地质作用，并分段进行岩土工程评价；查明沿线压矿及采空情况、沿线地基土最大冻结深度地下水埋藏条件，初步评价其腐蚀性，为所选路径方案提供依据；并且，为实际设计提供主要物理力学性质指标和参数。避免设计与实际地质条件不符而造成的二次设计、二次施工，有效节约资源，减少人力、物力和资金的投入。
3.3 水文研究
现场踏勘要对线路跨河处河道两侧之间的垂直宽度、斜跨宽度、与河底之间的高度差、河床的沙质成分、岸间坎高、河道的最大淹没水深等进行测量和分析，调整设计方案，防止由于洪水等自然灾害造成的线路破坏，从而大大节省项目后期的运行费用、维护费用，体现了全寿命周期的管理理念。
3.4 气象研究
基于全寿命周期的指导思想，在设计初期对现场的气象进行实地踏勘，收集数据，结合数理统计的方法对线路处设计风速、导线结冰情况等进行研究，为实际设计提供有效依据，理论结合实际，减小运行维护的困难，增强线路的安全可靠性。
3.5 导地线选型
考虑全寿命周期管理的因素，导线的选择既要保证运行安全，又要求技术、经济指标合理。通常情况下，随着输送容量的增加，导线的电阻损耗随之增加，故以选择较大的导线截面积为优，但是还要结合初投资和年损耗费用进行综合考虑。采用“年费用最小法”，对导线型号进行经济比较。
3.6 杆塔规划及杆塔型式选择
根据平断面图，结合现场勘查的调绘测量情况加入主要交叉跨越如主要公路、电力线路、通信线路等的交叉位置及高度，为杆塔排位优化提供相对准确的断面数据。结合全寿命周期理论，进行无约束条件的优化排位，优化排位的目标是在满足技术条件下使工程造价最低。然后在同样的目标条件下对优化排位结果利用黄金分割的数学方法进行杆塔的水平荷载、垂直荷载、塔高、线路转角及塔头间隙等的规划。该规划可根据要求来完成一塔、两塔、三塔、四塔、五塔、六塔系列等方案的规划，系列塔形方案越多，综合造价越低。但当塔形方案越多时，塔重及综合造价相差越来越少，由此可确定出规划塔形的方案数。再根据选取方案中各塔的摇摆角系数、水平档距、垂直档距、高差系数、转角角度等的使用情况确定出杆塔的摇摆角角度及其间隙。同时在铁塔设计和优化过程中贯彻全寿命周期管理的理念，综合考虑设计、加工、施工、运行、检修等全过程的方案优化。
1 全寿命周期管理理论概况
1.1 全寿命周期管理的内涵
全寿命周期管理是指从项目的长期经济效益出发，对其在规划、设计、施工、运行、维护、更新及最后报废等各个阶段进行全面考虑，实现其在整个过程的效益最大化。基于全寿命周期管理的方法将使项目在整个寿命周期内成本更合理，效益更高，从而达到可持续发展和提高项目效益的目的。
1.2 全寿命周期管理的特点
（1）系统性。项目的全寿命周期管理不是一个单独的孤立工程，它是一个系统工程，是多个控制因素联系在一起的整体，只有进行系统、科学的管理才能确保最终目标的实现。（2）多阶段性。项目的全寿命周期管理在项目整个寿命周期过程中分为不同的阶段，全寿命周期管理要求各阶段工作具有良好的持续性，使各阶段的具体工作环环相连，实现管理流程的一体化。
（3） 多主体性。项目的全寿命周期管理成本涉及的主体较多，包括投资方、建造方、供应方、委托方、消费方等多个主体，他们相互联系、制约。
（4）复杂性。项目的全寿命周期管理不仅是对项目决策和建设阶段的管理，还要对项目在使用运行阶段进行维护等的管理，这些因素将使项目的全寿命周期管理比以往传统的管理更加复杂，并且从项目立项、设计阶段起就要对整个项目全寿命周期费用进行预测。
1.3 全寿命周期管理的核心理论
全寿命周期成本（LCC），是指发生在项目全寿命周期内的各项成本费用之和，也就是项目的总成本。而输电线路项目全寿命周期成本是建设输电线路项目寿命周期各个阶段及各要素的总成本，通过一定技术方法对其成本进行分析研究，采取相应措施，从而实现输电线路项目的全寿命周期成本最优。
输电线路建设项目按阶段划分可分为建设阶段和运营维护阶段，其相对应的成本为建设成本和未来成本。其中建设阶段包括项目规划、设计和施工阶段，所对应产生的成本称为建设成本；运营维护阶段包括使用和回收或报废阶段，包括运行和维护成本、回收或报废成本等在内的将来要发生的成本称之为未来成本。
1.4 全寿命周期管理的意义
在输电线路项目建设中应用全寿命周期管理模式，完全符合国家提出的节约型社会的理念，同时也符合国家电网公司的经营理念，意义重大，主要表现在以下几方面：有利于制定切实可行的目标；有利于提高项目的安全可靠性；有利于实现项目的节约环保性；输电线路工程全寿命周期管理是提升资产质量、延长设备使用寿命的关键举措；有利于实现电力企业整体利益最大化。
2 输电线路工程造价管理上存在的不足
2.1 决策依据存在不足
目前在输电线路工程的建设中，决策依据往往过分重视工程基本建设投资这个指标，而对未来的运营和维护投资不够重视，这样极易造成前期线路基本投资少而以后的运营和维护投资巨大的情况，使线路工程在整个寿命周期内的成本大大提高，因此目前决策依据中存在的不足有待于通过全寿命周期理念进行改善。
2.2 工程监理制存在不足
目前在输电线路工程的建设中，监理的工作只停留在质量检查的层面上，对工程在实施过程中具体事项的管理方面做得还远远不够，这也是目前工程监理制存在的不足之处，有待以后的不断完善。
2.3 限额设计制度存在不足
目前在输电线路工程的建设中，其限额设计的出发点是好的，但往往忽略了不同的工程具有不同的现场实际情况，一味地强调限额容易限制设计人员的设计思想，使设计的合理性大大降低，造成许多负面影响。因此，限额设计制度的合理性也有待进一步探讨。
2.4 生产运营阶段成本估算研究存在不足
目前在输电线路工程的建设中，对未来运营和维护成本的研究还不够深入，往往只停留在表面的研究上，这给工程的决策依据带来许多问题，而在项目的可行性研究中对这方面的探讨更是粗枝大叶，对运营和维护成本没有一个非常精确的计算，从而造成全寿命周期管理上存在着漏洞，对整个输电线路工程项目的全寿命成本估算带来挑战。因此，在生产运营阶段成本估算研究方面仍需加强，进一步发挥其在输电线路工程的全寿命周期管理中的作用。
3 全寿命周期成本在输电线路工程设计中的应用
输电线路工程设计应以全寿命周期管理理论为基础，结合工程的实际情况进行全寿命周期成本的最优化设计。主要在路径选择及推荐方案，气象、环境条件，导地线选型，杆塔规划及杆塔形式选择，基础形式选择和优化，绝缘配合，运行维护等几方面进行设计分析。
3.1 路径选择
从降低工程造价角度考虑，并且合理科学利用线路走廊的选线原则，尽量避让不良地质区（煤矿、铁矿开采区，采空区）、恶劣气候区、林区等地段，水文及气象地段，提高工程抵御自然灾害和突发事故的能力和水平，避让危及线路安全可靠运行的设施，减少线路建设对地方规划及其他设施的负面影响。避让不开的地段，采取技术上的各种措施，保证线路的安全运行。按照全寿命周期成本理论，从全寿命过程考虑合适的建设成本与运行维护成本和未来收益的关系。
对于线路本体的建设，应该提高建设标准，即使绕行的费用稍高于穿越和处理费用的总和，也要选择绕行方案，只是在具体增加的投资方案上，根据可研阶段的踏勘成果，由业主、运行方、设计方综合考虑未来可能发生的改造费用和收益，对可能有大量民房集中拆迁、工厂拆迁、协议可能困难的地方提出 2～3 个比选方案，结合后续的现场踏勘和协议情况，以最大投资收益确定最终方案。
3.2 地质研究
基于全寿命周期的管理理念，在设计前期应对沿线进行现场踏勘，初步查明沿线地形地貌、地质构造情况、地层岩性和特殊土的分布、滑坡、泥石流等不良地质作用，并分段进行岩土工程评价；查明沿线压矿及采空情况、沿线地基土最大冻结深度地下水埋藏条件，初步评价其腐蚀性，为所选路径方案提供依据；并且，为实际设计提供主要物理力学性质指标和参数。避免设计与实际地质条件不符而造成的二次设计、二次施工，有效节约资源，减少人力、物力和资金的投入。
3.3 水文研究
现场踏勘要对线路跨河处河道两侧之间的垂直宽度、斜跨宽度、与河底之间的高度差、河床的沙质成分、岸间坎高、河道的最大淹没水深等进行测量和分析，调整设计方案，防止由于洪水等自然灾害造成的线路破坏，从而大大节省项目后期的运行费用、维护费用，体现了全寿命周期的管理理念。
3.4 气象研究
基于全寿命周期的指导思想，在设计初期对现场的气象进行实地踏勘，收集数据，结合数理统计的方法对线路处设计风速、导线结冰情况等进行研究，为实际设计提供有效依据，理论结合实际，减小运行维护的困难，增强线路的安全可靠性。
3.5 导地线选型
考虑全寿命周期管理的因素，导线的选择既要保证运行安全，又要求技术、经济指标合理。通常情况下，随着输送容量的增加，导线的电阻损耗随之增加，故以选择较大的导线截面积为优，但是还要结合初投资和年损耗费用进行综合考虑。采用“年费用最小法”，对导线型号进行经济比较。
3.6 杆塔规划及杆塔型式选择
根据平断面图，结合现场勘查的调绘测量情况加入主要交叉跨越如主要公路、电力线路、通信线路等的交叉位置及高度，为杆塔排位优化提供相对准确的断面数据。结合全寿命周期理论，进行无约束条件的优化排位，优化排位的目标是在满足技术条件下使工程造价最低。然后在同样的目标条件下对优化排位结果利用黄金分割的数学方法进行杆塔的水平荷载、垂直荷载、塔高、线路转角及塔头间隙等的规划。该规划可根据要求来完成一塔、两塔、三塔、四塔、五塔、六塔系列等方案的规划，系列塔形方案越多，综合造价越低。但当塔形方案越多时，塔重及综合造价相差越来越少，由此可确定出规划塔形的方案数。再根据选取方案中各塔的摇摆角系数、水平档距、垂直档距、高差系数、转角角度等的使用情况确定出杆塔的摇摆角角度及其间隙。同时在铁塔设计和优化过程中贯彻全寿命周期管理的理念，综合考虑设计、加工、施工、运行、检修等全过程的方案优化。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201106/14933.htm
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