基于全寿命周期成本的变压器投资决策及维修优化模型研究

摘要

变压器是电网中能量转换和传输的核心，是电力系统中最昂贵和关键的设备之一。随着电网的迅猛发展，大型电力变压器的投资不断增加，资源和经费的限制与需求的快速增长之间的矛盾日渐突出。长期以来，对变压器的成本研究往往只注重其一次投入成本，忽视了实际运行的成本及效能。全寿命周期成本（LifeCycleCost，LCC）管理是以长期效益为出发点，应用一系列先进的技术手段和管理方法，在确保设备优质、运行可靠的前提下，追求全寿命周期成本最低的一种管理理念和方法。研究以全寿命周期成本理论为立足点的变压器资产管理，可以最大限度地节约宝贵能源的消耗，并为电网的可持续发展战略提供有力的保障。
　　目前国内外LCC技术在电力系统的应用尚处于探索阶段，对变压器的LCC的研究处于起步阶段，主要偏向于工程应用方面，而并未从理论深度上对其进行研究。本文首先在变压器的LCC分解模型的基础上，对实际运行中的变压器进行LCC估算。其次，为了分析实际情况中LCC的不确定性，对变压器的LCC进行了风险分析。此外，对变压器的费用–效能评估模型进行了改进，并在此基础上进行了变压器的投资决策研究。最后，考虑资金的时间价值，探索了变压器动态维修成本的最优化模型的建立。论文完成以下主要工作：
　　①收集资料计算出实际运行中的变压器的各部分成本值和LCC值，得出了变压器LCC的主要因素。
　　②考虑到实际情况中影响变压器的LCC的因素众多且不确定性大，对变压器的LCC进行风险分析，挖掘出对其影响较大的不确定因子并得出了变压器的投资风险度。
　　③改进了传统的变压器的费用–效能评估模型，并基于此模型提出采用灰色关联分析法得出了变压器的最优投资决策方案，该方法解决了评估模型中的各因素及相互之间的影响不确定性的问题。
　　④与以往基于静态维修成本的维修方案研究不同，从全寿命周期成本角度出发，考虑资金的时间价值，建立了变压器动态维修成本的最优化模型，利用此模型可以计算得出变压器的最优大修时间。

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1 绪 论

1.1 课题研究的目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 目前研究中存在的不足

1.4 本文的主要研究内容

2 变压器的LCC估算

2.1 引言

2.2 LCC理论简介

2.3 变压器的LCC建模

2.4 基于折现率的费用折算

2.5 实例估算

2.6 本章小结

3 变压器LCC的风险分析

3.1引言

3.2 风险理论简介

3.3 敏感性分析

3.4 蒙特卡罗模拟分析

3.5 本章小结

4 基于灰色关联度的变压器投资决策研究

4.1 引言

4.2 费用-效能分析概述

4.3 基于灰色关联度的变压器费用–效能分析

4.4 实例计算

4.5 本章小结

5 基于LCC的变压器检修优化模型

5.1 引言

5.2 变压器检修优化模型的建立

5.3 基于遗传算法的变压器最优维修模型求解

5.4 本章小结

6 结论与展望

致谢

参考文献

附 录