基于G2-逐層拉開檔次法的輸變電工程項目可研評價

國方媛

(國網吉林省電力有限公司吉林供電公司，吉林 吉林 132001)

0 引言

輸變電工程項目可行性研究不僅包括建設技術方案，還需要充分考慮工程項目賴以生存的社會經濟環(huán)境和未來的發(fā)展能力。現(xiàn)階段，最優(yōu)方案的確定主要是由經驗豐富的專家根據(jù)各決策屬性的優(yōu)劣主觀決定的，這種方法由于專家的經驗、心理的差異，存在一定偶然因素。在可行性研究評價階段，往往只是通過投資估算的大小決定項目的取舍，未考慮其他影響因素，并非客觀評價。

目前，輸變電工程項目可研評價的研究并不多。文獻［1］采用區(qū)間層次法對某變電站可研階段各候選站址進行了評估，并未涉及定量指標。文獻［2］提出了一套電力工程項目可研評價指標體系，但評價模型是以專家評判為基礎建立的，具有一定程度的主觀色彩。

在定性與定量指標相結合的定量化評價中，需要將定性指標進行量化。定性指標量化的方法有序關系分析法(G1 法)［3-4］、唯一參照物比較判斷法(G2 法)［5］、集值迭代法［6］、二元相對比較法［7］等。G2 法對指標個數(shù)沒有限制，能反映專家風險意識［8］。遞階結構的多層次大系統(tǒng)的綜合評價方法有逐層拉開檔次法［9］、逐層序關系分析法［10］、層次分析法［11］等。逐層拉開檔次法的程序是自下而上的，具有評價結果客觀性的優(yōu)點［12］。

本文的研究旨在從多方面考慮輸變電工程項目可行性研究的影響因素，并使備選方案的評價具有客觀性，對實際工作起到參考作用。

1 指標體系的構建

通過實踐經驗和各相關部門的調研，本文對輸變電工程項目可行性研究從經濟性、技術性、環(huán)境影響、發(fā)展能力四個方面建立了三層指標體系，見圖1。

各指標解釋如下:

(1)變電工程，包括變電站建筑工程和安裝工程。

(2)送電線路工程，包括架空輸電線路工程和電纜輸電線路工程。

(3)系統(tǒng)通信工程，包括通信設備工程和光纜線路工程。

(4)凈現(xiàn)值(NPV)，屬于動態(tài)評價指標。當NPV≥0 時，說明方案滿足基準收益率要求的盈利水平，是可行的;反之，則是不可行的。

(5)內部收益率(IRR)，屬于動態(tài)評價指標。若IRR≥基準收益率，則投資方案在經濟上可以接受;反之，則應予以拒絕。國家規(guī)定的行業(yè)基準收益率為7%。

圖1 輸變電工程項目可研評價指標體系

(6)動態(tài)投資回收期，就是投資方案累計現(xiàn)值等于零時的年份。

(7)資本金凈利潤率，是表明資本金獲利能力的指標。

(8)資產負債率，屬于靜態(tài)評價指標，是指投資方案各期末負債總額與資產總額的比率。

(9)償債備付率，該比率應大于1，并結合債權人的要求確定。

(10)供電可靠率，衡量供電可靠性的一個指標，表明不涉及因系統(tǒng)電源不足而需限電的情況。

(11)N-1 通過率，N-1 原則即單一故障安全檢驗法則，是從電網安全運行角度考慮的一項技術要求指標［13］。

(12)變壓器負載率，變壓器實際容量與額定容量的比值叫做負載率。變壓器負載率直接影響變電站容量和變壓器臺數(shù)的確定，以及系統(tǒng)接線方式、運行操作、電網的適應性和可靠性。不同的負載率取值還會導致變壓器有效容量不同而影響電網網架。

(13)變壓器容載比，變電設備總容量與供電區(qū)最大負荷之比，反映電網供電能力，是規(guī)劃安排變電容量的依據(jù)。

(14)技術先進程度，是指輸變電工程設計是否能夠反映當前科學技術先進成果，在主要技術性能、自動化程度、環(huán)境保護、操作條件、現(xiàn)代新技術的應用等方面是否具有技術上的先進性。

(15)技術適用程度，是指輸變電工程設計是否能與變電站規(guī)模、輸電線路規(guī)模相匹配，有無過剩或不足。

(16)技改大修復雜程度，是指輸變電工程未來技術改造、設備檢修的可能性與復雜程度。

(17)設計洪水位，屬于水文指標。根據(jù)《中華人民共和國電力行業(yè)標準》，220kV 及以上變電站，站區(qū)場地設計標高不應低于頻率為1%的洪水位，其他變電站不應低于頻率為2%的洪水位［14-15］。

(18)水土流失量，輸變電工程建設過程中，由于破壞地形、地貌、植被，可能產生水土流失。在輸電線路工程設計中，根據(jù)不同地質條件，需要充分考慮水土保護等問題后再進行鐵塔基礎型式的設計。而且在工期允許的情況下，應盡量避開雨季施工以防止水土流失。

(19)樹木砍伐量，是指輸電線路走廊內和鐵塔下需要砍伐的樹木數(shù)量。

(20)耕地占用量，指變電站站區(qū)、鐵塔塔基、輸電線路通道走廊所占用的種植農作物的土地。

(21)人口遷移量，是指在征用土地范圍內，需要遷移的家庭戶數(shù)。

(22)房屋拆遷量，是指為滿足輸變電工程項目建設的需要，對征用土地范圍內的民房、倉庫、工廠等進行拆遷的數(shù)量。

(23)跨越次數(shù)，是指輸電線路架設時跨越江河、鐵路、高速公路、輸電線路、通信線路的次數(shù)。

(24)變電站周圍夜間環(huán)境噪聲，噪聲源主要有:主變壓器、通風機等。 《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》中2 類標準限值為晝間60dB，夜間50dB。變電站主變壓器及通風機應盡量采用低噪聲產品，以降低噪聲對環(huán)境的影響。

(25)工頻磁感應強度，是衡量電磁輻射的一個指標。電磁輻射的主要污染源有:主變壓器、輸電線路、絕緣子、電容器等。國家工頻磁感應強度環(huán)境保護限值為0.1mT。變電站內電器設備應采用金屬外殼、全封閉結構，限制電磁輻射強度。

(26)無線電干擾水平，無線電干擾的主要污染源有:各種高壓電氣設備。國家規(guī)定的無線電干擾防護標準為46dB。輸電線路中，應盡可能選用大截面導線，并提高導線、金具等加工工藝，以防止尖端放電和起電暈，降低無線電干擾水平。

(27)對區(qū)域經濟的影響，是指輸變電工程的建成對地方實現(xiàn)其經濟發(fā)展目標所做的貢獻與影響。主要包括對區(qū)域內國民經濟結構、產業(yè)結構的影響等。

(28)對電力建設技術進步的影響，主要是指在輸變電工程設計以及未來的建設和運營過程中，新技術的開發(fā)、引進技術的消化吸收，生產技術、生產工藝、管理技術的改進，對電力建設技術進步的促進作用。

(29)與城市規(guī)劃關系，主要是指輸變電工程的建設是否與城市發(fā)展規(guī)劃相符，是否能與當?shù)氐纳鐣洕①Y源利用、生態(tài)平衡全面協(xié)調，可持續(xù)發(fā)展。

2 輸變電工程項目可研評價方法

本文的技術路線見圖2。

2.1 定量指標篩選

設被評價對象個數(shù)為n，指標數(shù)為m，每個被評價對象的指標觀測值為xij(i =1，2，…，n;j=1，2，…，m)。

圖2 技術路線

最小均方差法的算法流程為:

2.2 定量指標類型的一致化

在評價之前，必須將指標x1，x2，…，xm的類型做一致化處理。對于極小型指標xij，令

或

式中，M 為指標xij的一個允許上界。

2.3 定量指標的無量綱化

(2)了解滲透到有機化學中的一些無機物體現(xiàn)的性質和用途,以及化學反應。Cl2、Br2、Na、NaOH、Na2CO3、CO2、HNO3、H2SO4、H2S、CuSO4、NH3·H2O、AgNO3、KMnO4等無機物都在有機化學中有相關的應用,這其中當屬 Br2、NaOH、H2SO4和KMnO4應用最為廣泛。近幾年的高考試題已經涉及這些方面,要引起關注。

對于指標xij，極值處理法的公式為

2.4 G2 法

G2 法是針對定性指標的主觀賦權方法。G2法的算法流程為:

(1)專家在評價指標集{xj}中挑選出認為最不重要的一個且只一個指標并記為xjm，此時，將m 個指標x1，x2，…，xm重新標記為xj1，xj2，…，xjm，其中xjk為 { xj}中的某一個指標。

(4)對xjk與xjm的重要程度之比rkm設定區(qū)間數(shù)Dk，即給出rkm的取值區(qū)間rkm= ak∈［d1k，d2k］= Dk，k = 1，2，…，m -1 ，其中，d1k≤d2k，d2m= d1m= 1 。

2.5 逐層拉開檔次法

其算法流程為:

(3)如果H 為正矩陣，計算與H 最大特征值對應的經歸一化處理的權重系數(shù)向量ω，轉到(5)。

(4)如果H 非正矩陣時，權重系數(shù)向量ω可由下式得出

式中，s2為yi方差。

(6)在第p -1 層其余的q - 1 個子系統(tǒng)中，按照算法流程(1) ～ (5)重復計算，第p - 2層將形成q 個指標，q 個指標的數(shù)值即為第p - 1層的q 個子系統(tǒng)各自的yi。

(7)對于第p -2 層，重復步驟(1)～(6)。

(8)重復以上步驟，直到第p - p 層，得出系統(tǒng)的最終評價值y。

3 算例分析

本文以吉林市某66kV 輸變電工程項目為例，可行性研究中有A、B、C 三個備選方案。可行性研究報告中定量指標的原始數(shù)據(jù)為通過理論計算和類比測量得出的，見表1。具體步驟如下:

表1 定量指標原始數(shù)據(jù)

(續(xù))

步驟1:通過定量指標篩選，不存在sk0≈0 ，則不需要刪除任何評價指標。

步驟2:投資估算指標屬于極小型指標;財務評價指標中的凈現(xiàn)值、內部收益率、資本金凈利潤率、償債備付率屬于極大型指標，動態(tài)投資回收期屬于極小型指標，資產負債率一般情況下是極小型指標;基本條件指標中的供電可靠率、N-1 通過率屬于極大型指標，變壓器負載率、變壓器容載比可以認為屬于極大型指標;環(huán)境影響指標屬于極小型指標。應用式(1)或式(2)對極小型指標進行一致化處理。

步驟3:應用式(3)，對一致化處理后的指標進行無量綱化。

步驟4:邀請相關主管部門權威專家對定性指標進行打分。結果為科技水平指標中技術先進程度為最不重要的指標，發(fā)展能力指標中與城市規(guī)劃關系為最不重要的指標。專家為保守型專家，取ε = -0.4 。權重計算過程見表2 和表3。

表2 科技水平指標權重計算

表3 發(fā)展能力指標權重計算

步驟5:對步驟3 中定量指標無量綱化后的數(shù)據(jù)，結合步驟4 中計算的定性指標的權重，應用逐層拉開檔次法確定輸變電工程項目可行性研究中三個備選方案的最終評價值。限于文章的篇幅，本文僅給出總的綜合評價模型，該函數(shù)為y = 0.256 0y1+0.224 3y2+0.226 2y3+0.293 5y4式中，y1，y2，y3，y4分別為經濟性、技術性、環(huán)境影響、發(fā)展能力指標的綜合評價值。

輸變電工項目可行性研究三個方案的最終評價值見表4。

表4 排序表

4 結語

本文從經濟性、技術性、環(huán)境影響、發(fā)展能力四個方面建立了三層指標體系，解決了現(xiàn)階段輸變電工程項目可行性研究評價指標不足的問題。算例分析證明了本文的指標體系和方法在實際經濟管理決策中的有效性和價值，計算結果表明并不是投資估算最小的方案才是最優(yōu)方案。本文的后續(xù)工作是通過進一步深入的調研來優(yōu)化指標體系。

［1］劉宇. 區(qū)間層次分析法在輸變電項目可行性研究中的應用［J］. 四川電力技術，2007，30 (6):20-24.

［2］吳雷平. 電力工程項目可研方案比選方法研究［D］. 北京:華北電力大學，2011.

［3］郭亞軍，潘德惠. 一類決策問題的新算法［J］. 決策與決策支持系統(tǒng)，1992，2 (3):56-62.

［4］陳端，曹陽，夏輝，等. 基于熵權法和G1 法的大壩監(jiān)測指標權重融合［J］. 水電能源科學，2012 (6):92-94.

［5］郭亞軍，潘德惠. 一類決策問題的區(qū)間映射算法［J］. 決策與決策支持系統(tǒng)，1993 (1):56-62.

［6］李德順，許開立，李春晨. 基于集值迭代的多專家主觀權重確定方法的研究［J］. 金屬礦山，2009 (9):42-43，50.

［7］路振廣，曹祥華. 節(jié)水灌溉工程綜合評價指標體系與定性指標量化方法［J］. 灌溉排水，2001，20 (1):55-59，77.

［8］郭亞軍. 綜合評價理論、方法及應用［M］. 北京:科學出版社，2007.

［9］董軍，國方媛. 多層次系統(tǒng)的動態(tài)評價研究［J］. 運籌與管理，2011，20 (5):176-184.

［10］嚴守德，雷中英，任重. 建筑工程項目施工組織設計評價方法的研究［J］. 工程建設與設計，2010 (3):98-101.

［11］Saaty T L. The analytic hierarchy process ［M］ . New York:McGraw-Hill，1980.

［12］郭亞軍. 一類多層次大系統(tǒng)的遞階綜合評價方法［J］. 管理工程學報，1994，8 (1):8-12.

［13］曹鐘.3/2 接線特殊運行方式下線變串自動重合閘配合分析［J］. 陜西電力，2009 (8):59-62.

［14］徐皇岡. 變電站豎向布置設計［J］ . 電網與清潔能源，2013，29 (5):13-17.

［15］電力行業(yè)電力規(guī)劃設計標準化技術委員會. DL/T 5056—2007 變電站總布置設計技術規(guī)程［S］. 北京:中國電力出版社，2008. PMT