基于組合賦權法的抽水蓄能電站EPC總承包業主風險評價

李 君，楊 歡，李 慧

(1.華北水利水電大學 電力學院，河南 鄭州 450045;2.河南省地礦局第四地質礦產調查院，河南 鄭州 450000)

抽水蓄能電站工程項目建設過程涉及招投標、合同、監理、施工等多個方面，具有建設周期長、投資規模大、施工難度高、不確定性因素多等特點。2017年，新疆阜康抽水蓄能電站[1]簽訂我國首個抽水蓄能項目EPC總承包合同，標志著我國抽水蓄能電站的建設進入了新的發展階段。

抽水蓄能電站EPC(Engineering Procurement Construction)總承包模式[2]是指電站總承包單位受業主委托，按照投標合同約定對電站的設計、采購、施工和試運行等實行全過程承包，并對電站的安全、質量、費用和進度全面負責。EPC總承包模式相對于傳統DBB管理模式，更加明確責任質量主體，發揮設計單位在建設中的統籌作用，加強各方聯系，有效提高工程建設管理水平。但是，業主仍需承擔選擇承包商、安全、經濟和環境等風險[3]。因此，對業主風險進行科學合理的識別和評估，可以有效的樹立風險意識，建立風險預警，降低風險概率，減少風險損失，優化資源配置，提高建設效率和競爭力。

針對國內抽水蓄能電站EPC模式業主風險評價的研究空白，其他建設項目的風險研究具有很好的借鑒意義。黃桂林[4]運用博弈論把Cov- AHP和熵權法統一用于棚改項目風險評價，取得較好的評價效果。賴致軒[5]基于灰色聚類，利用白化權函數處理風險指標，得到水利樞紐灌區的風險等級。汪國懋[6]使用AHP建立多層次風險指標體系，分析了水利PPP項目主要風險因素。張乃平[7]使用FAHP建立評價模型，對水利項目風險進行了有效的分析。田林鋼[8]使用AHP- 熵權法從主、客觀賦權兩方面出發對水利項目進行風險評價，取得了新的進展。

本文運用模糊層次分析法[9]和三角模糊數法[10]分別確定業主風險主觀權重和客觀權重，使用博弈論組合賦權法[11]消除主客觀偏差，獲得最優組合權重，最后利用白化權函數建立隸屬度矩陣，確定風險指標等級，實現對抽水蓄能電站EPC總承包模式業主的風險評價，可以彌補我國抽水蓄能電站EPC總承包建設業主風險評價方面的空白，對抽水蓄能電站EPC建設提供指導。

1 多屬性組合賦權模型的建立

1.1 模糊層次分析法法確定主觀權重

模糊層次分析法兼具層次分析法和模糊綜合評判法的優點，無需一致性檢驗，可有效的減少計算量。計算步驟如下：

(1)建立層次結構

根據評價目標的內在聯系，分解評價目標，建立層次結構，確定風險評價問題的目標層指標A、準則層指標Bi和指標層指標Cij。

(2)構造模糊互補矩陣

根據風險評價項目每層指標對于上層指標的重要性，層內指標兩兩比較，使用0.1- 0.9標度構造模糊互補矩陣R=(rij)n×n，其中rij=ri/rj。

(3)計算權重w

按行求和：

(1)

轉換公式：

(2)

(3)

(4)

(5)

1.2 三角模糊數確定客觀權重

三角模糊數法能夠有效的把定性指標定量化，解決評價指標無法準確度量的問題，方法簡單，易于計算。

(1)確定評價矢量

專家根據風險等級標準及量化表給出數值評價信息，轉化成相應的三角模糊數，按照矢量公式計算出矢量集。指標風險等級標準及量化值之間的關系見表1。

矢量公式：

(6)

式中，λi(i=1，2，…，t)—專家i的評價權重矢量，

表1 風險等級標準及量化表

(2)計算風險評價指標的量化值EV

(7)

(3)計算評價指標權重

(8)

1.3 博弈論組合賦權計算綜合權重

博弈論是運用獲得的信息，選擇不同組合策略，獲得相應結果的研究方法。博弈論組合賦權法是在不同方法求得組合權重值中尋找最優解組合，該最優解組合與各個權重之間的偏差最小。

(1)計算各種賦權方法的權重解集

wk=[wk1，wk2，…，wkn]，k=1，2，…，s

(9)

(2)計算不同指標權重向量的博弈論組合

博弈論權重：

(10)

式中，ak—線性組合系數；w—任意一種權重可能組合。

導數條件：

(11)

線性方程：

(3)組合系數歸一化，獲得綜合權重

歸一化：

(13)

權重：

(14)

1.4 白化權函數計算項目風險等級

隸屬度是風險評價指標隸屬于相關評價等級的概率大小。根據風險程度和風險等級精細化的必要，采用三角模糊函數9級風險等級，使用白化權函數對評價指標進行賦權重，建立隸屬度矩陣V。

1.4.1計算白化權函數值

白化權函數：

(15)

式中，xi—第i個指標的風險等級評價值；vij—第i個指標屬于第j種風險等級的概率。

1.4.2計算隸屬度和隸屬度矩陣

由隸屬度矩陣V與博弈論組合賦權法計算的權重W*加權所得到的概率M=W*·V，就是該風險指標在相應風險等級的隸屬度。

隸屬度矩陣：

(16)

2 工程實例

河南中部伏牛山東麓擬建一抽水蓄能電站，距離平頂山直線距離約70km，洛陽約100km，擬裝機容量1200MW，年規劃發電量7.5億度。建成后服務于豫中電網，可為豫中電力系統的安全穩定運行提供有力保障。

根據該抽水蓄能電站前期勘探資料、風險調查材料和專家意見，遵循科學合理、因地制宜的原則，選取具有代表性的18項風險指標建立評價指標體系進行評價，構建項目業主風險評價體系，見表2。

表2 風險評價指標體系

2.1 數據計算

基于7名專家的相對重要性權重λ=(0.1，0.15，0.15，0.1，0.2，0.1，0.2)、項目勘察數據和現實建設環境，得到專家評價數據。

2.1.1計算主觀權重

對該項目18項風險評價指標使用FAHP法計算主觀權重。結果見表3。

由表3所知，該抽水蓄能項目EPC總承包業主風險主觀權重值矩陣=(0.035，0.039，0.046，0.054，0.067，0.071，0.059，0.044，0.052，0.068，0.076，0.064，0.050，0.043，0.058，0.045，0.068，0.060)T。

2.1.2計算客觀權重

專家根據指標風險評價等級標準及量化表給出評價信息，轉化為對應三角模糊數，經過計算得到風險評價客觀權重。評價信息及風險評價客觀權重見表4。

由表4計算可知，該項目業主風險客觀權重矩陣=(0.031，0.041，0.031，0.052，0.053，0.059，0.065，0.043，0.043，0.077，0.082，0.075，0.049，0.052，0.067，0.056，0.066，0.059)T。

表3 專家指標權重值

2.1.3計算綜合權重和隸屬度

使用博弈論組合賦權法計算該項目指標風險評價權重，根據白化權函數和風險等級標準及量化表計算指標層指標的等級隸屬度，見表5；準則層和目標層指標的等級隸屬度，見表6。

表4 專家數值評價信息

表5 準則層指標評價隸屬度

表6 評價隸屬度

2.2 結果分析

該擬建抽水蓄能電站EPC總承包業主風險是管理風險>政策風險>技術風險>經濟風險>環境風險。

管理風險程度相對最高，風險值為稍高，總承包單位和監理單位的履約能力是電站建設的決定性因素，優秀的總承包單位和監理單位對項目的建設起到至關重要的作用。政策風險等級為稍低，主要影響指標是環境政策和稅收政策，國家“十四五”期間重點推進建設生態環境保護長效政策機制，電站建設中不可避免的對生態環境造成破壞，如何采取合理措施保護好當地生態環境是降低電站政策風險的重要手段。技術風險值介于稍低和一般之間，機電設備的采購、安裝和正常運行是該項指標的重點研究對象。經濟風險處于兩極分化狀態，部分專家認為風險等級較低，還有部分認為稍高，主要原因是電站建設周期長，人工成本會發生變化較大，單位千瓦的造價不斷提高，對電站的建設帶來難以預測的風險。環境風險值介于較低和稍低之間，當地居民對該電站的建設態度也是電站的建設的重要影響因素之一。

該抽水蓄能電站EPC總承包建設項目業主風險綜合評價等級為稍低，業主面臨風險等級比較高的是機電設備風險、通貨膨脹風險、總承包履約風險和環境保護政策風險，其次是當地社會環境風險、地質勘探風險、規劃設計風險、材料供應風險和能源政策風險。

機電設備是影響抽水蓄能電站安全、可靠運行的直接因素，業主可采取和總承包單位聯合采購的方式，轉移部分風險。針對地質勘測、規劃設計和總承包履約風險，業主可以選擇風險規避和轉移策略，提高地質勘測、規劃和設計等級，加強前期投入，選擇有能力的勘測、設計和總承包單位，嚴格審查勘測、設計結果等，降低風險等級。對于通貨膨脹、環保政策以及電力能源政策等風險，業主應當提前設立基金，保留部分不可預見費預備費。加強和當地政府的溝通交流，緩解爭端，加快建設步伐。

3 結語

抽水蓄能電站EPC總承包建設可以有效降低建設成本，是未來抽水蓄能電站建設發展的重要方向。文章建立基于組合賦權法的抽水蓄能電站EPC項目業主風險評價模型，把模糊層次分析法、三角模糊函數法和博弈論組合賦權法相結合，克服單一方法的片面性，減少主、客觀偏差，并使用該模型對豫中某擬建抽水蓄能電站進行EPC總承包業主風險評價，結果表明，模型可以有效的對抽水蓄能電站EPC總承包項目業主風險進行評價，對預防和控制電站建設風險有一定的技術和實際應用價值。