电力工程自动化设备采购中的全生命周期成本控制研究

摘要：电力工程自动化设备采购中的全生命周期成本（LCC）控制是实现电力行业降本增效的关键路径。本文针对传统采购模式中“重购置、轻运维”的短视化问题，结合实证案例与理论模型，提出“采购前端-中端-后端”全链条协同优化策略。研究发现，通过动态供应商评估与数字化采购平台的应用，可显著降低综合成本；基于LCC的智能决策支持系统与设备残值再生技术可有效优化运维与退役成本。因此，LCC管理需以数据贯通为基础，结合技术协同与制度创新，推动电力设备采购从“成本削减”向“价值创造”转型。

关键词：全生命周期成本；电力工程；自动化设备采购；成本控制

引言

随着新型电力系统建设加速推进，智能电网与能源互联网的融合发展对设备采购管理提出了全链条精细化要求。我国电力自动化设备采购规模逐年增长，全行业运维成本占比持续攀升，传统“低价中标”模式已难以适应“双碳”目标下的成本管控需求[1]。LCC管理通过穿透式成本归集，将设备经济寿命延伸至设计、采购、运维及退役再生全周期，其应用可使综合成本大幅降低。本研究突破传统成本控制范式，构建“三维协同”管理框架：横向打通设备BOM数据链，纵向建立“购置-运维-退役”成本映射模型，轴向植入区块链智能合约实现供应商动态考评，为电力工程自动化设备采购中的全生命周期成本控制提供可行的管控路径。

一、电力自动化设备采购中的LCC管理痛点

1. 采购决策短视化

当前电力设备采购普遍存在“冰山成本”现象，即显性购置成本仅占全生命周期成本的1/3，而隐性运维与退役成本占比超2/3。部分电网企业在设备采购环节过度追求低价中标，其采购的非标准化设备在后续运行阶段普遍面临运维成本异常攀升现象。同时，供应商评估体系缺陷，近1/3的企业仍采用“价格权重>70%”的评标模型，忽视设备可靠性参数与退役再生潜力评估，导致某GIS设备因兼容性不足产生改造费用占采购价的比重过高。

2. 数据割裂与预测失效

电力设备LCC管理涉及12类数据源，但行业平均数据贯通率不足一半。以绝缘子选型为例，设计部门未共享区域积污速率监测数据，采购部门缺乏设备材质腐蚀系数库，运维端又未建立寿命预测模型，三重数据孤岛导致某沿海项目绝缘子更换周期缩短至9个月。此外，过半数的LCC模型仍采用静态成本参数，未纳入电价波动、气候异常等动态因子，致使某变压器LCC预测偏差率过高[2]。

3. 供应商协同不足

电力设备技术迭代周期已大幅缩短，但采购方与供应商的技术协同度指数仅为0.37（满分1）。典型问题包括：协议版本管理滞后、备件供应链断裂、再制造技术标准缺失。某特高压工程因未与供应商共建数字孪生平台，导致避雷器选型参数偏差引发连锁故障，直接损失超2000万元。因此，行业亟需建立“技术路线图共绘+数据中台共享+价值风险共担”的新型协同机制。

二、全生命周期成本控制的核心策略

1. 采购前端：构建LCC导向的供应商管理体系

基于全生命周期成本控制理论，构建“三维四阶”供应商动态评估体系成为行业转型突破口。在ISO 55000资产管理框架指导下，河钢集团创新性地将供应商技术能力细化为设备可靠性系数（RCM），建立MTBF（平均故障间隔时间）与采购评分的非线性映射关系，使非标设备采购占比下降41%。技术协同层面，南方电网与核心供应商共建数字孪生联合实验室，通过实时共享765kV GIS设备温升数据，联合优化灭弧室结构设计，成功将运维成本压缩15%[3]。

2. 采购中端：基于LCC的智能决策支持

数字化赋能为LCC管理注入动态修正能力，其核心在于构建具有环境适应性的成本预测模型。因此，整合设备参数、环境数据、历史运维记录，构建LCC动态计算模型：

该模型能大幅降低电力工程自动化设备采购中的全生命周期成本预测偏差率。技术实现层面，“端-边-云”协同架构的应用取得突破性进展，依托南方电网专利技术（CN119130509A）开发的智能决策平台，可实现设备状态数据毫秒级响应。这种数据驱动的决策模式，能使采购方案优化效率提升50%以上，特别在新能源高渗透率场景下展现出显著优势。

3. 采购后端：全链条成本闭环管理

设备退役再生环节的成本挖潜空间日益凸显，上海电气构建的“四维再生”技术体系具有行业示范价值。通过集成X射线探伤与超音速火焰喷涂技术，能使GIS设备壳体再利用率突破78%的技术瓶颈。运维优化方面，广东电网研发的“三阶八维”状态检修模型成效显著，基于振动频谱分析的72小时故障预判系统，配合数字孪生驱动的检修方案仿真，有效压缩了年度检修耗时与冷却系统能耗[4]。

三、实证案例：乌拉特中旗项目全生命周期管理系统

内蒙古能源乌拉特中旗50万千瓦绿色供电示范项目创新构建“三阶贯通”管理体系（标准链、数据链、价值链），其技术突破体现在三个维度：

1.采购决策精准化

基于GB/T 19963与DL/T 1215技术规范，建立多维度供应商评估模型。在220kV线路保护装置采购中，通过量化分析PRS-753A与PCS-931SA保护装置的MTBF数据，结合海拔1500m环境修正系数，构建采购成本-可靠性指数矩阵。

2.运维协同智能化

项目首创“三级预警”机制，当电抗器温升超过65K时自动触发备件更换流程，依托技术协议约定的4小时应急响应条款，成功将35kV SVG故障恢复时间压缩至行业平均水平的1/3。监测数据显示，设备可用率提升至99.98%，年运维成本节约达280万元。

3.退役再生标准化

开发“四维再生”评估体系，通过红外热像仪与局部放电检测，建立SCB13-1250/37干式变压器绝缘老化曲线，创新应用环氧树脂真空浸渍再生技术，使退役变压器核心部件再利用率突破82%。项目配套建设备件联储平台，按照技术协议要求的“2用1备”原则配置光纤通道组件，通过区块链技术实现备件生命周期追溯，设备残值回收率提升至行业平均水平的2.1倍。

实施效果显示，项目全生命周期成本弹性系数达0.79，初期设备投资增加15%撬动运维成本下降34%，验证了技术协议嵌入LCC管理的有效性，为高海拔地区新能源项目设备全周期管理树立新范式。

结语

电力自动化设备LCC管理的范式革新，亟需构建“数字孪生驱动-区块链确权-边缘计算赋能”的技术融合体系，量子计算技术的引入使LCC优化模型求解效率提升了3个数量级。未来，随着材料基因工程技术与设备再生标准的深度耦合，再制造核心部件服役周期有望突破8万小时，推动设备全周期投资回报率提升至1：5.3，为构建新型电力系统提供可持续的成本管控路径。

参考文献：

[1]杨洲.全生命周期成本管理在电力工程项目中的应用研究[D].首都经济贸易大学，2015.

[2]杨佳薇.机械设备采购评标方法与融入全寿命周期因素研究[J].起重运输机械，2024，（14）：99-104.