基于LCC的变电工程规划研究及应用系统设计

摘要

随着我国工业化和城镇化的深入推进，国民经济平稳较快发展，同时也带动电力需求持续增长。为了满足日益增长的电力需求以及智能电网的发展，各电网公司纷纷投资巨额资金进行电网建设，而巨额的电力项目投入中变电工程项目又占据相当大的比重。因此，如何科学合理地设计规划变电工程成为了一个重要的研究课题，同时也是决定各电网公司核心竞争力的关键因素之一。
　　 本文选题来源于国家电网公司的“变电工程项目全寿命周期设计新技术研究”重点科研项目。变电工程全寿命周期成本(LCC)管理的主要任务在于从系统的长期经济效益出发，全面考虑设备或系统的规划、设计、制造、购置、安装、运行、维修、改造、更新，直至报废的全过程，在满足系统的供电可靠性以及其他要求的同时，优化变电项目成本，提高供电企业的资源利用率。
　　 首先，针对变电工程的特点以及LCC管理方法的理论，文章解剖了变电工程项目的构成物，对影响变电工程LCC的几个关键要素进行了详细的解析。
　　 其次，论文研究了LCC费用估算的一般方法，分析了各种估算方法在变电工程全寿命周期内各阶段的适用性，并针对估算方法，提出了几种修正处理。接着，文章从电能的流向入手，建立了计及变电站主体以及高、中、低压侧出线的变电工程LCC估算模型。结合典型设计数据以及变压器与线路建设运行的经济技术参数，通过工程实例分析验证了所提出模型的正确性和实用性，从而为项目的规划评估提供了量化的数据支撑。此外，文章还对设计方案进行了灵敏度分析，得出不同负荷增长率下的变电站主变容量及台数的最佳取值，为变电工程项目规划提供借鉴。
　　 最后，在全文理论研究的基础上，文章开发了基于LCC理念的变电工程项目规划设计系统，并对系统的总体框架、数据管理、数据解析、可视化等模块进行详细设计，在可视化模块中创新性地引入OpenGL技术实现对变电工程项目设计流程的动态显示。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究状态

1．2．1 国外研究状态

1．2．2 国内研究状态

1．3 变电工程规划的概述

1．3．1 变电工程全寿命周期管理的必要性

1．3．2 变电工程全寿命周期管理的可行性

1．4 本文主要研究内容

第2章 变电工程LCC构成与影响要素分析

2．1 变电工程LCC构成

2．1．1 初始投资

2．1．2 运营成本

2．1．3 报废成本

2．2 影响变电工程LCC的关键要素分析

2．2．1 负荷增长率

2．2．2 容载比

2．2．3 电压等级

2．2．4 负载率

2．2．5 负荷密度

2．2．6 技术经济寿命

2．2．7 地域性质

2．2．8 可靠性

2．3 本章小结

第3章 变电工程LCC估算方法研究

3．1 常见的估算方法

3．1．1 参数法

3．1．2 类比法

3．1．3 工程法

3．1．4 神经网络法

3．1．5 作业成本法

3．2 变电工程规划各阶段LCC估算方法的选择

3．3 变电工程成本估算方法修正

3．3．1 基于时间价值的修正

3．3．2 基于通货膨胀率的修正

3．3．3 基于运行年限的修正

3．4 本章小结

第4章 变电工程规划方案的LCC计算模型研究

4．1 LCC估算模型的假设约定

4．2 初始投资的费用模型

4．2．1 变电站主体的初期投资成本

4．2．2 高压侧初期投资成本

4．2．3 中压配电侧初期投资成本

4．2．4 低压侧初期投资成本

4．3 运行与维护成本计算模型

4．3．1 变电站主体的运行与维护成本

4．3．2 高压侧运行与维护成本

4．3．3 中压配电侧运行与维护成本

4．3．4 低压侧运行与维护成本

4．3．5 变电站增容扩建成本

4．4 报废回收成本计算模型

4．5 目标函数

4．6 工程算例分析

4．6．1 工程背景

4．6．2 选型方案比较

4．6．3 负荷增长率影响分析

4．7 本章小结

第5章 应用系统设计

5．1 需求分析

5．2 总体方案设计

5．2．1 系统设计原则

5．2．2 系统模式选择

5．2．3 系统框架选择

5．2．4 开发平台选择

5．2．5 开发语言选择

5．2．6 开发工具选择

5．2．7 后台数据库选择

5．3 数据管理模块设计

5．3．1 数据接口设计

5．3．2 数据采集内容与要求

5．4 功能解析模块设计

5．4．1 查询功能设计

5．4．2 分析模块设计

5．4．3 决策模块设计

5．4．4 系统管理模块设计

5．4．5 其它功能设计

5．5 可视化模块设计

5．5．1 表格显示设计

5．5．2 曲线显示设计

5．5．3 三维饼图显示设计

5．6 本章小结

结论与展望

本文工作总结

今后研究工作展望

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

附录B 攻读学位期间所参加的科研项目目录

致谢