肖洪
国网江苏省电力有限公司张家港市供电分公司（江苏省苏州市张家港市）215600
摘要：配电网是电力系统中承上启下的重要环节，随着分布式电源日益增多，其作用愈加关键。配电设备一直存在点多面广、运检难度大、运检人员相对较少的特点。在电网公司越来越重视提质增效的背景下，配电设备的投资回报受到了有关人士更多的关注。生命周期管理以提升整体绩效为目标，适用于配电设备的管理。
关键词：配电设备；生命周期；管理
1 生命周期理论
将LCM描述为一种应用于工业和服务业的管理概念，旨在改善产品和服务，同时增强企业及其价值链的整体可持续发展。
一般可将生命周期分为前期（beginning of life,BOL）、中期（middle of life,MOL）和末期（end of life,EOL）。生命周期的前期主要包括设计和生产，中期主要包括使用和维护，而末期则涉及回收再利用和废物处理等。
对于某项目而言，生命周期的前期还包括定制化产品的设计。电力设备生命的中期是设备生命周期跨度最长的部分，也是项目整个生命周期时间最长的部分。一般情况下，项目的生命周期末期和电力设备的生命周期末期并不一致，以电力二次设备为例，其生命周期一般小于15年，而项目生命周期一般大于30年，在项目的整个生命周期中，一般会包括多个设备的生命周期。
设备的生命周期管理是资产管理的重要组成部分。资产管理卓越是实现最佳解决方案的性能、风险和成本之间的平衡。不同设备类型对于资产管理的需求是有差异的。以基础设施为例，其对资产管理的需求集中在：(1)按地理位置显示资产层次结构和数据；(2)折旧和维护预测重点。从全生命周期角度评估资产管理的成效，可以更清晰地识别设备从采购到退役的整体花费，而非只简单关注设备价格。
对资产管理各个环节的流程进行了详尽的介绍。研究了一种基于图数据库的电力设备全生命周期管理系统。
2 配电设备生命周期管理的关键问题
随着分布式发电、储能、电力电子等技术的发展，电力系统的形态已经发生了深刻的变化。分布式电源（包括储能）的增加，使得连接传统输电网、负荷以及新的分布式电源的配网变得更加重要。作为配电系统的重要组成部分，配电设备的品质是配电系统性能的关键影响因素。从全生命周期管理的角度，配电设备比以往更加重视对于整体供电质量的贡献，更加重视设备自身的运行和维护，也更加重视全生命周期成本。
2.1 配电设备对供电可靠性的影响
电力设备的目标之一是对电力系统的整体供电质量有帮助。电力系统的供电质量有两个方面是比较关键的，一个是供电可靠性，另一个是电能质量。这两点也是定制电力的主要部分。
电力系统的关键需求之一是供电可靠性（或者供电连续性）。行业标准给出了系统平均停电可靠率的计算。对某负荷点，供电可靠率的计算如下：
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从式（3）可以看出，电力设备的可用率与平均停电小时数直接相关，选择高品质的电力设备可以直接减少停电频率。而故障恢复时间则与配电网的拓扑结构以及自动化技术相关。如果配电网具有冗余的结构和转供电的容量，那么在配电自动化技术的支持下，就可以完成故障定位、隔离和负荷转供，从而减小停电范围，缩短故障后恢复供电所需时间。
供电可靠性的提升需要配电网及配电设备的投入。以配电网为例，增加配电网的分段和遥控开关可以为配电自动化奠定故障自动恢复处理的基础，但同时会增加配电设备的资金成本。根据负荷重要程度，即停电损失的程度，可以计算出投入产出比最高的遥控开关的数量。
2.2 配电设备的运行维护
配电系统的平均年停电时间除了平均年故障停电时间，还有平均年预安排停电时间，具体计算如式（4）所示。而平均年预安排停电时间是配电设施预安排停运率及其恢复供电时间的乘积和。分析了减少客户预安排停电时间的方法，包括开展带电作业、优化停电计划和作业等。
设备的预期寿命和可靠性往往会受到多种因素的影响，如环境条件（温度、空气污染、通风情况等）、生产工艺环境（震动、冲击性负载等）、运维管理状况（巡检、维护质量等）。运用先进的设备维护可以改善设备运行状态，减少预安排停电时间，甚至延长设备的寿命。
对维护类型进行了定义。在固有可靠性特征没有变化的情况下，故障前进行的维护是预防性维护，故障后进行的维护是矫正性维护（或事故后维修）。在预防性维护中，如果对状态有监测，可以实现基于状态的维护。进而，如果对状态劣化的发展有预测，就可以实现预测性维护。
2.3 配电设备的生命周期成本
设备的生命周期成本是指一个项目或系统在整个生命周期内所需要的总费用。设备生命周期成本既包括购置成本（capital expenditure,CAPEX），也包括运营成本（operational expenditure,OPEX），而后者在设备的整个生命周期成本中占比更大，往往是设备购置成本的数倍。
其中，OPEX3用于表示配电设备故障停电引起的商业、生产过程等的损失。该成本可以引用行业统计分析数据，例如对用于商业楼宇的配电设备，根据2017年我国一些典型的商业坪效数据，购物中心的平均坪效为1500～2500元/(月·m2)，配电配比为0.1k W/m2，配置系统为0.8，则每电度停电引起的用户损失约为35元/k W·h。
综上所述，在配电设备的全生命周期采用高品质的配电设备及配电自动化可以提高供电可靠性，采用先进的维护技术可以提高配电设备的维护水平，而综合考虑配电设备的生命周期成本与设备对于整体性能的贡献，可以在成本和性能之间找到更好的平衡点。
3 结论
电力公司正在进行数字化转型，同时越来越重视投资的效益。配电设备在电力公司中是数量最多的设备，配电设备的生命周期成本对于电力公司管控投资、提高收益是非常重要的。本文探讨了配电设备的生命周期管理，通过对生命周期成本的分解可知，配电设备数字化的生命周期成本是可以量化计算的。该分析可以为电力公司选择收益更好的配电设备以及配电设备的数字化功能提供指导。配电设备的生命周期成本分析可以进一步细化到具体的用户类型、负荷类型以及电力质量需求，从而计算配电系统及配电设备数字化的最优配置，为最终用户提供高性价比的定制电力。
参考文献
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