技術經濟在電力的應用

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本文作者：羅軍川工作單位：廣元電業局

1問題的提出

1995年,某110kV變電站主變(型號SFS-10000/110,1968年6月保定變壓器廠制造)遭遇兩次低壓出口短路事故。由于當時直流電源系統故障未投入,繼電保護未能及時切除,致使45IN短路電流(計算分析結果)對變壓器線圈的作用時間延長,線圈內部溫度急驟上升,可能在某接觸不良處首先熔斷或部分熔斷(斷股)。而且,該變系服役近三十年的老舊薄絕緣變壓器,線圈在承受兩次強大的電磁力沖擊后,導致局部松散,變形或被蹦斷。計算分析認為該變低壓側C相繞組斷股1/3左右,其它繞組均有不同程度地損傷,吊芯檢查發現許多銅珠及燒焦的白紗帶,證實繞組確已嚴重燒壞。由于故障點位于繞組內部,現場難以觀測及修復,因此,當時提出有兩種技術方案可供選擇:即要么更新,要么返廠改造(更換繞組)。經過反復討論,決策者們最終選定投資較少的返廠改造方案,但缺乏足夠的科學的理論依據,無法讓人信服。

2方案論證

繞組匝數、變電器容量等基本參數均不變,投資3910萬元即可完成。但鐵芯未予更換,其為60年代熱軋硅鋼片疊制技術,且已運行三十年,芯片間的絕緣可能局部損壞,渦流增大,運行中鐵芯損耗顯著增大,因此,投入運行后其經濟效益相對較差。方案乙(新上一臺節能變壓器)。投資50萬元左右購一臺SZ8-6300/110新型節能型變壓器取而代之。表面看來,該方案較方案甲多投資1110萬元左右,但該變為節能型,運行效率高、經濟效益好。兩種技術方案所選用的變壓器規格型號如表1所示:表1二方案所用變壓器規格型號參數型號空載損耗(kW)負載損耗(kW)空載電流(%)阻抗電壓(%)SFS-10000/110(方案甲)66132(實測)58194611879182SZ8-6300/110(方案乙)916875411141015為了使二方案滿足可比原則,假定:¹使用壽命均按25年計;º運行中所發生的運行維護、檢修費用相同(其實甲方案維護費一般較大);»兩方案的竣工時間相同,即停電損失相當;¼年利率均按10%計。由此,方案乙較方案甲降損為:(66132+581946)-(916875+41)=7415785kW按廣元現行社會綜合電價261元/千度計,即方案乙較方案甲年多創效益為:74158@8760@261/1000=17105(萬元)則甲、乙二方案的投資、收益情況見表2所示(當地平均負荷僅2000kW)表2二方案投資收益明細表年末方案01~25備注方案甲(萬元)方案乙(萬元)-39-50457127474132收益值按現行負荷,電價計算所得212方案比較無疑,二投資方案在技術上是可行的,都完全滿足當地電力負荷的需要(該站現行負荷僅2000kW左右)。但在經濟上是否合理,孰為較優,實難僅憑表面條件得出科學結論,只有運用技術經濟分析方法對二方案的經濟效益作定量分析與比較,方令人信服。31211凈現值法(亦凈折理論法)NPV甲=-39+A(P/A,10%,25)=-39+457127@91077=4111166(萬元)若乙方案所替換下來的故障變壓器按殘值8萬元折算,則:NPV乙=-42-Ac(P/Ac,10%,25)=-42+91077@4741323=4263143(萬元)由此可知,NPV乙>NPV甲>0,根據經濟效益評價方案的判據,當i=10%時,甲、乙二方案在經濟上均可行,但根據相對效果評價的/擇優原則0,則乙方案優于甲方案,且多創經濟效益按現值折算約為151177萬元。

3敏感性分析

選擇設備使用壽命,折現率作為不確定因素,分別作財務敏感性分析。令使用壽命、折現率分別按?20%、?50%進行敏感性分析,分析評價指標詳見表3。表3對財務評價指標的敏感性分析表計算值變化因子NPV甲(萬元)NPV乙(萬元)使用壽命n20%-20%4271170385412144291443996139折現率i50%-50%2916181640517930241026643111根據表3可以看出,不確定因子的變化并不影響NPV乙>NPV甲的分析結論,因此乙種方案較甲方案敏感度小(即風險小),由此,乙方案為較優方案。

4結論與建議

1技術經濟分析結果認為,乙方案較甲方案經濟效果好,風險度低,為較優方案;2)在電力工程投資決策時,運用技術經濟分析方法,對不同技術作定量分析與評價,實現方案優選,力戒主觀偏見造成決策失誤。