摘要：输变电工程资金、技术密集，施工难度大，管理要求高。传统管理模式将各种管理要素割裂开来，效率低，代价高，而全寿命周期管理以系统论为理论依据，将各种管理要素集成，对于节约建设资金、提高建设成效、降低运营成本可以发挥重要作用，因此本文探讨了基于全寿命周期的输变电工程管控。
关键词：全寿命周期；管理；输变电工程
输变电工程具有项目实施周期长、投资金额高、参建单位多、协调配合要求高、工程技术复杂、施工难度大等特点，因而对工程管理提出了很高要求[1，2]。作为一个复杂的系统工程，必然要求采用系统的管理方法，将相对独立的决策阶段、设计阶段、施工阶段、运营阶段进行纵向集成，实施全寿命周期管理，这是实现输变电工程管理整体优化，提高业主项目管理水平的重要途径[3]。因此，本文对基于全寿命周期的输变电工程管理和控制进行了探讨。
1 全寿命周期管理内涵与特点
1.1 全寿命周期管理的内涵
全寿命周期是指工程项目从规划或论证到报废的整个时期[4]。全寿命周期管理（Life cycle management，LCM）是运用先进管理手段，基于全寿命周期的各个环节，以长期效益为出发点和落脚点，将整体最优作为管理目标的方法[5]。LCM涉及工程和财务两大范畴。工程范畴涉及设备可靠性、寿命分析、设备失效分析、维修对策分析、维护与更新部件对系统寿命影响等内容；财务范畴涉及最初投资方案筛选、投资成本与运行成本比较、设备故障对系统影响及损失比较、设备维护或更新成本、设备退役成本等内容。
1.2 全寿命周期管理特点
推动全寿命周期管理的关键是准确理解全系统、全过程、关联性、集成性等特征。首先，应坚持系统观点，从工程项目全局出发，打破部门界限，统筹工程规划、设计、基建、运维等不同部门的工作，发挥整体优势。其次，全寿命周期管理要贯穿工程项目的全部过程，虽然不同阶段呈现特点各异，但管理目标和任务环环相扣，只有树立全过程管理思想，才能避免只顾眼前的短视行为。第三，参与工程项目的主体有建设单位、业主单位、施工单位、监理单位及运营单位等，这些主体之间既存在相互联系，也相互制约，所以全寿命周期管理主体之间存在关联性。最后，与传统管理方法比较，全寿命周期管理综合全系统、全过程、多主体，加上工程项目自身往往也比较复杂，所以全寿命周期管理采用的方法必须具有高度的集成性。
2 输变电工程全寿命周期管理分析
2.1 输变电工程的全寿命周期
与一般工程项目类似，输变电工程的寿命周期也是从项目论证开始，经过施工建设、投入运营直至报废处理的全过程，如图1所示。
图1 输变电工程的全寿命周期过程
规划决策是指对项目站址、线路规划及可行性进行论证和必要的试验，以便做出合理的决策，初步确定项目指标、总体方案、投融资方案、建设周期等活动。项目设计是将规划决策内容转化为工程蓝图的过程，设计包含技术、经济两个层面，最终形成可供施工的设计图，在此过程中还应对工程质量、进度、安全、造价进行预估。施工建设也就是施工图纸实体化的过程，这个阶段分为两个步骤。一是编制施工计划，通过制定施工组织设计和施工方案为开工做好准备；二是依据施工组织设计和施工方案开工建设，项目竣工并验收合格后移交运营单位。运营阶段是输变电工程全寿命周期中时间最长的阶段，在此阶段经历运行、维护、修理、改造、更新的过程，同时该阶段也不是孤立的，运营状况的好坏与施工质量、设计质量、规划质量有密切关系。当设备、建筑达到寿命，不具延寿价值时需做报废回收处理，退出现役。
2.2 输变电工程全寿命周期管理模式
传统管理模式的一个重大缺陷就是不仅各个阶段联系不紧密，而且不同管理目标、参与主体之间也存在割裂现象，全寿命周期管理就是要将各种管理要素集合起来，使之成为有机整体，从而更好地发挥协同作用。各种要素的集成不是简单的叠加或综合，而是围绕项目目标和战略的多个维度的有序、高效集成，如图2所示。首先，全寿命周期管理立足于高效管理组织架构的集成，克服传统管理模式参与主体相对独立、职能分散的的格局，以项目管理目标为核心将不同参与主体、职能部门统一到全寿命周期管理组织结构中，提高管理效率，增强彼此之间的联系和协调性。其次，整合项目全过程，将规划决策、项目设计、施工建设、项目运营各阶段的管理任务进行统筹，提高项目管理的整体性。最后，以系统的观点对待质量、造价、进度、安全、环保等项目目标，这些目标之间既有联系也相互制约，放在系统里解决可以避免互相冲突，有利于高标准、高质量地完成建设任务。
图2 输变电工程全寿命周期管理模式
3 基于全寿命周期的输变电工程管控应用
3.1 基于全寿命周期的输变电工程质量管理
基于全寿命周期的质量管理强调从设计开始就要考虑质量问题，所以全寿命周期质量由设计质量、建设质量、运营质量三部分组成，它的管理与控制方式也是将时间和空间两个维度结合起来考虑。从时间维度上说，质量管理包含可行性研究、初步设计、施工设计、工程施工、调试与试运行、工程验收、项目运营等各阶段；由空间维度上看，质量管理包括业主、设计单位、设备材料供应商、监理单位、施工单位、调试单位、运营单位等的质量控制[6]。下面就从这两个方面进行讨论。
在规划决策阶段，输变电工程质量管理的重点是质量策划，通过分析客户的用电需求及结构特征，确定开发思路、核心能力、资金实力和负荷特征，当然也要与政府经济政策、电力规划和地区经济状况相一致。设计阶段的重点是质量设计，即从项目设计、建设、运营的不同环节探寻整体质量最优的设计理念与方法，这既包括技术性、经济性层面的优化，也包括对国家、行业标准的遵守，以及对于施工阶段质量管理体系的完善与改进建议等，设计内容主要针对输变电工程全寿命周期质量与性能的设计，包括使用要求、财务成本、环境影响等。施工建设阶段的质量管理包括施工图设计交底会审、施工全过程质量控制、质量监督、质量检验、质量改进、质量事故处理、质量档案管理等。运营阶段质量管理既是对施工质量的检验和总结，也是对运营维护、检修质量的考核与评价。通常，运营单位在安装调试阶段就应介入质量管理，在输变电工程投产前协助已完工质量的检查和验收。
对空间维度的质量控制，这里主要从业主与施工单位角度讨论。业主方质量管理涉及人、财、物和信息的管理，前期主要工作是建立设计质量目标体系，确保工程的可靠性、安全性、经济性、可施工性、可扩展性、易维护性和满足节能环保要求，施工单位质量控制包括土建质量控制与电气质量控制。土建质量控制的关键是准确定位基础、严格控制钢筋绑扎、保证混凝土材料与浇筑质量。电气质量控制的重点是设备安装与调试质量的控制。根据二八定律，应将主要资源投入到重要事项上，少部分资源用于处理日常琐碎事务。建立预警体系也是质量控制的重要环节。
3.2 基于全寿命周期的输变电工程成本控制
全寿命周期成本（Life cycle cost，LCC）是指全寿命周期内的全部费用。LCC用于输变电工程的成本控制，是通过对资产在各阶段管理行为的统筹，实现全寿命周期内资产安全、效能与成本最优。LCC管理体系由LCC估算、LCC分析、LCC评价和LCC管理4要素组成[7]。LCC估算用于费用发生前对各种费用货币价值的计算，依据为输变电工程全寿命周期工作结构分解（WBS）与费用估算模型的构建。LCC分析是将LCC计算模型展开分解，从而找出敏感度高的影响单元或因素。LCC评价是以LCC总费用最低原则选择可靠性高的备选方案。LCC管理是基于项目LCC最小的目标，运用LCC技术开展计划、组织、实施、控制和评价工作。根据LCC在各阶段费用影响程度的研究，各阶段影响程度与实际花费并不一致，如图3所示。例如在详细设计结束时决策对LCC的影响程度就已达到95%，但在进入详细设计之前实际花费仅为LCC的2%～3%，说明LCC控制开始越早越有利。
图3 输变电工程各阶段对LCC影响程度
LCC高低主要决定于输变电工程的可靠性与经济性的平衡。显然，电网结构可靠性好，运行维护费用较低。为了提高电网运营阶段的可靠性，必须加大初始资金投入，但过高的可靠性要求又会带来过大的投资压力，经济性反而不佳。为此，就要把成本控制放在全寿命周期内考虑，而不是仅考虑初始投资费用。图4是LCC与可靠性关系的直观表达。
图4 输变电工程LCC与可靠性的关系
为了最优化LCC，应在输变电工程规划设计阶段就将初始投资、运行成本、可靠性成本、环保成本等一并考虑，以LCC最小为目标建立LCC计算模型，再求出最优成本控制方案。例如建设110kV变电站时提出3个方案，敞开式方案A、HGIS方案B、GIS方案C的初始投资分别为282万元、327万元、377万元，年LCC分别为92万元、62万元和57万元，可见方案A虽然初始投资较少，但LCC最高，方案C初始投资较多，而LCC最低，在寸土寸金的城市建设变电站最佳选择是方案C。
3.3 基于全寿命周期的输变电工程风险管理
风险管理在输变电工程中已有应用，但传统风险管理模式主要集中于某个阶段或某个目标，而且项目参与主体之间的风险管理相互独立，这会造成风险管理呈现分割化和碎片化，难以适应复杂的输变电工程项目。将全寿命周期管理理论引入风险管理中，通过管理目标集成、参与主体协调配合、风险管理过程的动态化、信息系统的支持，从而形成一种新的风险管理方法——全寿命周期集成的风险管理。与本文2.2节集成方法类似，全寿命周期集成的风险管理也是多维度集成。风险管理过程维度集成内容包括风险规划、风险识别、风险评估、风险应对、风险监控等环节。参与主体维度的集成包括项目业主、建设单位、施工单位、监理单位、运营单位等。风险管理目标维度的集成包括质量目标、费用目标和进度目标等。全寿命周期实施阶段包括规划决策、项目设计、施工建设、项目运营不同阶段的集成。这些集成可弥补传统管理模式分散、单一、低效的不足，使得风险管理动态化、系统化和高效化。
4 结语
随着我国输变电工程建设的持续推进，传统管理模式已难以适应集约化发展、精益化管理的要求，采用全寿命周期管理是电网企业转变管理方式、提升管理水平的必由之路，因此深入研究和探索全寿命周期管理具有很重要的现实意义，值得高度关注。
参考文献：
[1] 亓鹏. 基于全寿命周期的输变电工程项目管理分析[D]. 北京：华北电力大学，2017.
[2] 唐荫军. 基于ANP的输变电工程项目全面风险分析[J]. 中国电力教育，2012（S1）：122-124.
[3] 汪洋，乔杨，梁正，等. 输变电工程建设项目管理复杂系统研究[J]. 云南电力技术，2012，40（6）：8-13.
[4] 刘志斌，姚建刚，颜勇，等. 变电工程全寿命周期成本评价[M]. 北京：中国电力出版社，2012.
[5] 安玉民. 电缆输电线路全寿命周期设计研究[D]. 北京：华北电力大学，2015.
[6] 薛延. 基于全寿命周期的变电站工程项目质量管理研究[D]. 北京：华北电力大学，2012.
[7] 李楠. 基于全寿命周期理论的电网基建项目决策支持研究——以A输变电工程为例[D]. 天津：天津大学，2017.
论文作者:李欣明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/5
标签：寿命论文; 周期论文; 输变电论文; 工程论文; 阶段论文; 质量论文; 项目论文; 《电力设备》2018年第22期论文;