输电线路经济电流密度计算方法和系统的制作方法
【专利摘要】一种输电线路经济电流密度计算方法和系统，获取输电线路的初次投入数据、运行维护数据和退役处置数据。根据初次投入数据计算输电线路的初次投入成本。根据运行维护数据计算输电线路的运行维护成本。根据退役处置数据计算输电线路的退役处置成本。根据初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算输电线路的经济电流密度并输出。综合考虑线路整个周期各项活动成本计算输电线路经济电流密度，提高了计算准确度。得到符合当前我国经济发展形势和企业经营状况的经济电流密度推荐值，既能显著提高公司拟经营效益，也符合当前的节能减排的经济发展趋势，具有十分重要的经济和社会效益。
【专利说明】输电线路经济电流密度计算方法和系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电力电网【技术领域】，特别是涉及一种输电线路经济电流密度计算方法 和系统。
【背景技术】
[0002] 经济电流密度是指使输电导线在运行中，电能损耗、维护费用和建设投资等各方 面都最经济的电流密度。导线截面影响线路投资和电能损耗，为了节省投资，要求导线截面 小些；为了降低电能损耗，要求导线截面大些。综合考虑确定一个比较合理的导线截面，称 为经济截面积，与其对应的电流密度称为经济电流密度。我国线路导线截面的选择主要是 按照经济电流密度进行初选，然后按照发热条件、环保条件、无线电干扰、可听噪声等进行 验算。
[0003] 传统的输电线路经济电流密度计算方法主要是考虑线路初始投资和线路运行损 耗，综合这两种因素选择合适的经济电流密度。由于参考的因素较少，传统的输电线路经济 电流密度计算方法存在准确性低的缺点。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种准确性高的输电线路经济电流密度计算 方法和系统。
[0005] 一种输电线路经济电流密度计算方法，包括以下步骤：
[0006] 获取输电线路的成本数据，所述成本数据包括初次投入数据、运行维护数据和退 役处置数据；
[0007] 根据所述初次投入数据计算所述输电线路的初次投入成本；
[0008] 根据所述运行维护数据计算所述输电线路的运行维护成本；
[0009] 根据所述退役处置数据计算所述输电线路的退役处置成本；
[0010] 根据所述初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算所述输电线路的经济 电流密度并输出。
[0011] 一种输电线路经济电流密度计算系统，包括：
[0012] 数据获取模块，用于获取输电线路的成本数据，所述成本数据包括初次投入数据、 运行维护数据和退役处置数据；
[0013] 第一计算模块，用于根据所述初次投入数据计算所述输电线路的初次投入成本；
[0014] 第二计算模块，用于根据所述运行维护数据计算所述输电线路的运行维护成本；
[0015] 第三计算模块，用于根据所述退役处置数据计算所述输电线路的退役处置成本；
[0016] 数据处理模块，用于根据所述初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算 所述输电线路的经济电流密度并输出。
[0017] 上述输电线路经济电流密度计算方法和系统，获取输电线路的初次投入数据、运 行维护数据和退役处置数据。根据初次投入数据计算输电线路的初次投入成本。根据运行 维护数据计算输电线路的运行维护成本。根据退役处置数据计算输电线路的退役处置成 本。根据初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算输电线路的经济电流密度并输 出。综合考虑线路整个周期各项活动成本计算输电线路经济电流密度，与传统的输电线路 经济电流密度计算方法相比，提高了计算准确度。得到符合当前我国经济发展形势和企业 经营状况的经济电流密度推荐值，既能显著提高公司拟经营效益，也符合当前的节能减排 的经济发展趋势，具有十分重要的经济和社会效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为一实施例中输电线路经济电流密度计算方法的流程图；
[0019] 图2为一实施例中输电线路经济电流密度计算系统的结构图。
【具体实施方式】
[0020] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发 明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不 违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0021] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的【技术领域】的 技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具 体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0022] 一种输电线路经济电流密度计算方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0023] 步骤SllO :获取输电线路的成本数据。
[0024] 成本数据包括初次投入数据、运行维护数据和退役处置数据。将线路整个成本周 期可划分为获得阶段、运行维护阶段和退役阶段。线路获得阶段包含规划设计和采购建设 两阶段。运行维护阶段包括线路的日常运行、检修、定期维护、损耗、相应备品备件仓储等活 动。目前线路的运行与维护活动由线路工区负责，线路工区下划分若干运检班组，运检班组 负责巡视、线路日常管理以及处理线路缺陷和故障。线路到寿命终结的时候进入退役阶段， 需要进行清理、处置、退役等活动。将获得阶段的相关成本作为初次投入数据，将运行维护 阶段的相关成本作为运行维护数据，将退役阶段的相关成本作为退役处置数据。
[0025] 具体地，根据输电线路全过程活动可以确定线路的总成本的构成，包括初次投入 成本、运行人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本、备件仓储成本和退役 处置成本等。
[0026] 初次投入成本指线路投产前的成本支出，包括采购建设费、规划设计费、安装调试 费和其它费用。采购建设费包括线路和杆塔等设备购买费、现场服务费、专用工具及初次备 品备件费、供应商运输费及其相关税费、保险费等。安装调试费包括设备建设安装费、业主 方运输费、设备投运前的调试费。其它费用包括可能发生的有关其它试验等的费用。
[0027] 运行人工及维护成本指运行人工成本和其他维护费，包括巡视人工费用、日常巡 视检查需要的巡视设备和材料费用、运行工区为保证线路正常运行支付的其他费用、融资 带来的贷款利息、线路保险费。检修成本指因线路失效引起的检修成本，根据设备失效程 度，包括临检成本和大修成本（可称为修理成本），线路检修不涉及更换部件，线路修理涉 及更换备件。临检成本包括临检的人工成本、材料成本和机械成本。材料主要指检修中消耗 各种易耗品。大修成本包括大修人工成本、材料成本、机械成本和装置性材料成本；机械指 检修中需要使用的车辆、吊具、大型仪器设备等；装置性材料指大修需要更换的线路部件， 属于备件使用。定期维护成本指周期性检测引起的成本支出，包括试验的人工成本、材料成 本和机械成本。运行损耗成本指线路运行中电量损耗引起的成本。备件仓储成本指为保证 线路可靠性而必须长期储备的备品备件成本，包括备品备件的采购成本和仓储成本。
[0028] 退役处置成本指线路寿命结束时引起的成本费用，包括线路拆除处置人工、设备 费用、运输费、退役处理时的环保费用、提前退役时的价值损失减去设备退役时的残值。
[0029] 步骤S120 :根据初次投入数据计算输电线路的初次投入成本。
[0030] 根据初次投入数据构建初次投入成本计算表达式，可用作计算输电线路的初次投 入成本。在其中一个实施例中，初次投入数据包括线路回路数、导线分裂数、导线密度、导线 截面积、导线长度、单位重量导线价格和附加费用。步骤S120具体为
【权利要求】
1. 一种输电线路经济电流密度计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取输电线路的成本数据，所述成本数据包括初次投入数据、运行维护数据和退役处 置数据； 根据所述初次投入数据计算所述输电线路的初次投入成本； 根据所述运行维护数据计算所述输电线路的运行维护成本； 根据所述退役处置数据计算所述输电线路的退役处置成本； 根据所述初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算所述输电线路的经济电流 密度并输出。
2. 根据权利要求1所述的输电线路经济电流密度计算方法，其特征在于，所述初次投 入数据包括线路回路数、导线分裂数、导线密度、导线截面积、导线长度、单位重量导线价格 和附加费用；所述根据所述初次投入数据计算所述输电线路的初次投入成本的步骤，具体 为
其中，C1表示初次投入成本，Np为线路回路数，N。为导线分裂数，Pm为导线密度，S为 导线截面积，L为导线长度，α为单位重量导线价格，为附加费用。 /=1
3. 根据权利要求1所述的输电线路经济电流密度计算方法，其特征在于，所述运行维 护数据包括设备运行人工及维护成本、线路折现率、线路预计退役时间、线路失效率、线路 临检平均成本、线路修理平均成本、线路失效临检概率、线路失效修理概率、最大负荷损耗 小时数、线路定期检修周期成本、线路额定输送容量、线路最大负载率、输电线路总交流电 阻、平均购电价和备件仓储成本；所述根据所述运行维护数据计算所述输电线路的运行维 护成本的步骤，包括以下步骤： 计算运行人工及维护成本，具体为
其中，Q表示人工及维护成本，CM(t)表示第t年的设备运行人工及维护成本，δ表示 线路折现率，tD表示线路预计退役时间； 计算检修成本，具体为
其中，Cm表示检修成本，r(t)表示在第t年的线路失效率，Cmmk(t)表示在第t年的线 路临检平均成本，C_(t)表示线路在第t年的线路修理平均成本，I-P(t)表示在第t年的 线路失效临检概率，P(t)表示第t年的线路失效修理概率，δ表示线路折现率，tD表示线 路预计退役时间； 计算定期维护成本，具体为
其中，Ckm表示定期维护成本，COtttj(iΛtoy)为线路定期检修周期成本，表示第j项定期 检修项目在第i个检修周期的成本，Atao表示该项定期检修的周期，δ表示线路折现率， tD表示线路预计退役时间； 计算运行损耗成本，具体为
其中，Cem表示运行损耗成本，τ为最大负荷损耗小时数，P表示线路额定输送容量，lM(t)表示第t年的线路最大负载率，R表示输电线路总交流电阻，pA (t)表示第t年的平均 购电价，U为线路输电电压，δ表示线路折现率，tD表示线路预计退役时间； 计算备件仓储成本，具体为
其中，Csp表示备件仓储成本，Cw_(t)表示第t年的备件仓储成本，δ表示线路折现率，tD表示线路预计退役时间； 根据所述人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本和备件仓储成本计 算得到所述输电线路的运行维护成本。
4. 根据权利要求1所述的输电线路经济电流密度计算方法，其特征在于，所述退役处 置数据包括线路退役清理成本、线路回收残值和线路预计寿命周期；所述根据所述退役处 置数据计算所述输电线路的退役处置成本的步骤，具体为：
其中，Cd表示退役处置成本，（：,为线路退役清理成本，（^表示提前退役线路价值损失，Cns表示线路回收残值，δ表示线路折现率，tD表示线路预计退役时间；T表示线路预计寿命 周期，ε表示预计残值率，且〇<ε <1。
5. 根据权利要求1所述的输电线路经济电流密度计算方法，其特征在于，所述运行维 护成本包括运行人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本和备件仓储成 本；所述根据所述初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算所述输电线路的经济 电流密度并输出的步骤，包括以下步骤： 根据所述初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本建立输电线路总成本费用模 型，具体为 f(S) =fx (S) +f〇 (S) +fM (S) +fEM (S) +fL (S) +fSP (S) +fD (S) 其中，f(S)表示输电线路总成本费用，A(S)表示初次投入成本，4(S)表示运行人工及 维护成本，fM(s)表示检修成本，fKM(S)表示定期维护成本，fjs)表示运行损耗成本，fSP(S) 表示备件仓储成本，fD (S)表示退役处置成本，S为导线截面积； 根据所述输电线路总成本费用模型计算得到经济电流密度表达式，所述经济电流密度 表达式具体为
其中，九s表示经济电流密度，Pm为导线密度，tD为线路预计退役时间，τ为最大负荷 损耗小时数，P2(|为导线材料的直流电阻率，IM(t)为第t年的线路最大负载率，pA(t)为第 t年的平均购电价，δ为线路折现率，T为线路预计寿命周期，λκ表示退役清理成本(：,相 对初次投入成本(^的比例，Ans表示线路回收残值Cns相对初始投入成本C^勺比例，ε为 预计残值率，且〇<ε <1，Ν。为导线分裂数，Np为导线回路数，L为导线长度，B表示综合 邻近效应和集肤效应的系数，α2(ι表示导线20°C时的电阻温度系数，Θm为导线温度，α为 单位重量导线价格； 根据所述经济电流密度表达式计算得到所述输电线路的经济电流密度并输出。
6. -种输电线路经济电流密度计算系统，其特征在于，包括： 数据获取模块，用于获取输电线路的成本数据，所述成本数据包括初次投入数据、运行 维护数据和退役处置数据； 第一计算模块，用于根据所述初次投入数据计算所述输电线路的初次投入成本； 第二计算模块，用于根据所述运行维护数据计算所述输电线路的运行维护成本； 第三计算模块，用于根据所述退役处置数据计算所述输电线路的退役处置成本； 数据处理模块，用于根据所述初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算所述 输电线路的经济电流密度并输出。
7. 根据权利要求6所述的输电线路经济电流密度计算系统，其特征在于，所述初次投 入数据包括线路回路数、导线分裂数、导线密度、导线截面积、导线长度、单位重量导线价格 和附加费用；所述第一计算模块根据所述初次投入数据计算所述输电线路的初次投入成 本，具体为
其中，C1表示初次投入成本，Np为线路回路数，Ν。为导线分裂数，Pm为导线密度，S为 导线截面积，L为导线长度，α为单位重量导线价格，为附加费用。 /=1
8. 根据权利要求6所述的输电线路经济电流密度计算系统，其特征在于，所述运行维 护数据包括设备运行人工及维护成本、线路折现率、线路预计退役时间、线路失效率、线路 临检平均成本、线路修理平均成本、线路失效临检概率、线路失效修理概率、最大负荷损耗 小时数、线路定期检修周期成本、线路额定输送容量、线路最大负载率、输电线路总交流电 阻、平均购电价和备件仓储成本；所述第二计算模块包括： 运行人工及维护成本计算单元，用于计算运行人工及维护成本，具体为
其中，Q表示人工及维护成本，CM(t)表示第t年的设备运行人工及维护成本，δ表示 线路折现率，tD表示线路预计退役时间； 检修成本计算单元，用于计算检修成本，具体为
其中，Cm表示检修成本，r(t)表示在第t年的线路失效率，Cmmk(t)表示在第t年的线 路临检平均成本，C_(t)表示线路在第t年的线路修理平均成本，I-P(t)表示在第t年的 线路失效临检概率，P(t)表示第t年的线路失效修理概率，δ表示线路折现率，tD表示线 路预计退役时间； 定期维护成本计算单元，用于计算定期维护成本，具体为
其中，Ckm表示定期维护成本，COtttj(iΛtoy)为线路定期检修周期成本，表示第j项定期 检修项目在第i个检修周期的成本，Atao表示该项定期检修的周期，δ表示线路折现率， tD表示线路预计退役时间； 运行损耗成本计算单元，用于计算运行损耗成本，具体为
其中，Cem表示运行损耗成本，τ为最大负荷损耗小时数，P表示线路额定输送容量，lM(t)表示第t年的线路最大负载率，R表示输电线路总交流电阻，pA (t)表示第t年的平均 购电价，U为线路输电电压，δ表示线路折现率，tD表示线路预计退役时间； 备件仓储成本计算单元，用于计算备件仓储成本，具体为
其中，Csp表示备件仓储成本，Cw_(t)表示第t年的备件仓储成本，δ表示线路折现率，tD表示线路预计退役时间； 运行维护成本计算单元，用于根据所述人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运 行损耗成本和备件仓储成本计算得到所述输电线路的运行维护成本。
9. 根据权利要求6所述的输电线路经济电流密度计算系统，其特征在于，所述退役处 置数据包括线路退役清理成本、线路回收残值和线路预计寿命周期；所述第三计算模块根 据所述退役处置数据计算所述输电线路的退役处置成本，具体为
其中，Cd表示退役处置成本，（：,为线路退役清理成本，（^表示提前退役线路价值损失，Cns表示线路回收残值，δ表示线路折现率，tD表示线路预计退役时间；T表示线路预计寿命 周期，ε表示预计残值率，且〇<ε <1。
10. 根据权利要求6所述的输电线路经济电流密度计算系统，其特征在于，所述运行 维护成本包括运行人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本和备件仓储成 本；所述数据处理模块包括： 输电线路总成本费用模型建立单元，用于根据所述初次投入成本、运行维护成本和退 役处置成本建立输电线路总成本费用模型，具体为 f(S) =fx (S) +f〇 (S) +fM (S) +fEM (S) +fL (S) +fSP (S) +fD (S) 其中，f(S)表示输电线路总成本费用，A(S)表示初次投入成本，4(S)表示运行人工及 维护成本，fM(s)表示检修成本，fKM(S)表示定期维护成本，fjs)表示运行损耗成本，fSP(S) 表示备件仓储成本，fD (S)表示退役处置成本，S为导线截面积； 经济电流密度表达式建立单元，用于根据所述输电线路总成本费用模型计算得到经济 电流密度表达式，所述经济电流密度表达式具体为
其中，九s表示经济电流密度，Pm为导线密度，tD为线路预计退役时间，τ为最大负荷 损耗小时数，P2(|为导线材料的直流电阻率，IM(t)为第t年的线路最大负载率，pA(t)为第 t年的平均购电价，δ为线路折现率，T为线路预计寿命周期，λκ表示退役清理成本(：,相 对初次投入成本(^的比例，Ans表示线路回收残值Cns相对初始投入成本C^勺比例，ε为 预计残值率，且〇<ε <1，Ν。为导线分裂数，Np为导线回路数，L为导线长度，B表示综合 邻近效应和集肤效应的系数，α2(ι表示导线20°C时的电阻温度系数，Θm为导线温度，α为 单位重量导线价格； 经济电流密度计算单元，用于根据所述经济电流密度表达式计算得到所述输电线路的 经济电流密度并输出。
【文档编号】G06Q50/06GK104463713SQ201410814642
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月23日 优先权日:2014年12月23日
【发明者】肖微, 詹清华, 周华敏, 李恒真, 梁敏杰 申请人:广东电网有限责任公司佛山供电局