通过优化投资维护计划降低运营成本
本研究主要探讨如何优化资产运营成本。通过常规业务情景分析发现，当前资产投资策略存在改进空间，且即将面临大规模更新。针对这些问题，我们制定了新的投资维护方案。结果表明，该方案能够显著降低运营成本，减少资产故障和运营冲突，同时将风险降到最低。
背景：资产老化与投资困境
T&D 电力公用事业公司主要负责电网的运营、维护和投资工作。其核心任务是在确保电网性能、可靠性和安全性的同时，将成本控制在合理范围内。
当前电力输配电行业面临着日益复杂的挑战：
- 系统互联程度不断提高
- 大部分资产已进入老化阶段，即将迎来集中更新期（如图1所示）
- 资产分布广、互联性强、管理难度大
- 面临越来越大的监管压力
- 资金压力日益增加，需要对支出提供更充分的合理性说明
这些挑战要求我们必须采取更加科学和高效的资产管理方法。
作为新一代资产投资优化系统，能够帮助战略规划人员做出以下关键决策（如图2所示）：
- 投资计划的优先级排序
- 识别未来30年内可能对电网构成风险的资产类别（如非分布式能源设备等）
- 评估延迟维护的影响，判断由此产生的额外风险是否在可接受范围内
- 为监管部门提供增加特定资产运营支出（OPEX）的合理性说明
- 制定最优的运营支出（OPEX）策略
运营支出和资本支出优化分析
当前投资和维护计划带来的挑战
我们通过模拟分析当前资产管理策略（包括常规运维方案）对企业运营的影响，以评估潜在风险。这些影响主要体现在以下方面：资产故障率、供电中断量（NDE）、运营冲突、资金需求（包括资本性支出CAPEX和运营性支出OPEX）以及其他关键绩效指标。
我们选取法国阿图瓦地区作为试点（如图3所示），研究范围包括：
- 3500公里输电线路（电压等级50-400千伏）
- 100座变电站
- 3500台相关设备
模拟结果（如图4所示）揭示了以下问题：
- 由于设备老化，架空线路面临重大资金投入压力（更新改造费用将出现高峰）
- 断路器设备存在较高的故障风险
通过对日常运营的模拟分析，我们发现当前三类资产的投资策略在投资时机和投资规模方面都不够合理。
模拟新投资和维护计划的影响
基于常规运营模拟的分析结果，我们设计了两个优化方案进行模拟研究：
策略1：资金投入结构优化
调整资本支出的分配比例，将部分原计划用于架空线路的资金转投到断路器和隔离开关设备上。
如图5所示，我们将部分原定用于架空线路更新改造的资金，调配用于隔离开关的更新改造。同样的调整方式也应用在断路器设备的资金分配上。
策略2：设备维护方案调整
针对断路器和隔离开关，将维护策略由原来的“首次故障即更换”调整为“第二次故障时更换”（详见图6）。
模拟结果
图7展示了三种策略的模拟对比结果。数据表明，策略2（改变维护方案）并非最佳选择。虽然它的总支出最低，但设备故障率在三种方案中最高。
更重要的是，策略2存在较大风险，因为随着时间推移，未分配能源的累积水平会显著增加。
从图8可以看出，策略1在成本控制方面的表现优于常规策略（策略0）和策略2。
此外，策略1通过合理规划，有效缓解了资源限制问题（预算、设备锁定、人员配置和库存等）。与常规策略相比，因资源调配冲突导致的延迟作业减少了20%，系统运营管理压力明显降低。
注：本模型分析时考虑了多个关键指标，包括运营成本、作业时长、设备老化曲线及其对运营成本、故障和供电中断的影响。
结论
在这个案例中，采用系统分析方法的一大优势是能够发现传统分析方法难以识别的突发问题。这家输配电公司成功识别和管控了系统中的中长期风险，并能够评估资金改造计划对设备故障、资源冲突、运营风险和总支出的影响。
