基于模糊物元可拓模型的兩型特高壓工程綠色評價研究

國家電網有限公司特高壓部 楊鵬程 中南大學商學院 湯賢振

特高壓電網是影響國民經濟發展的重要基礎設施，電力資源的可持續發展直接關系到人們的生活質量[1]。隨著社會經濟的迅速發展，社會對電力的需求在不斷增長，為了提高供電可靠性和降低遠程電力供應過程的損耗，特高壓工程興起[2]。然而電力行業對生態環境的影響不斷加大，空氣污染、噪音污染、土壤植被破壞等生態環境問題日益嚴重，嚴重制約了社會經濟的可持續發展[3]。因此，特高壓工程環境問題受到社會各界的廣泛關注，了解特高壓電網項目運行特點，構建特高壓工程綠色評價體系，對于促進特高壓工程綠色建設、避免環保糾紛具有重要意義。

特高壓工程作為近幾年的新興工程，國內外學者對特高壓工程建設和評價進行了研究。其中特高壓工程評價研究主要集中在工程質量評價、工程經濟績效評價和工程綜合績效評價三個方面。在工程質量評價方面，學者們從現場人員管理、制度管理、物資設備管理、環境管理等五個維度，基于組合加權法構建27個三級指標對施工管理進行了評價[4]。在工程經濟績效評價方面，學者們結合特高壓工程特點，從項目管理的視角綜合評價項目的經濟效果[5]，建立定量和定性相結合的動態指標體系[6]，采用專家打分、模糊綜合評價等方法，從輸電價、到網電價、線損電價、自有金內部收益率、資本金內部收益率、投資回收期和投資回報率七個方面進行經濟績效評價[7]。在工程綜合績效評價方面，學者們根據特高壓工程特點，將社會效益與環境效益評價指標納入特高壓工程綜合績效評價中[8]。學者們采用模糊綜合評價法從電磁環境、聲學環境、生態環境三個方面構建特高壓工程建設環境評價指標體系[9]。具體來說，高壓工程建設過程中環境影響包括輸電線路、高壓設備和周圍環境之間存在的電位差，可能產生低頻電磁輻射[10]，同時電力變壓器設備的導體表面向周圍空氣放電產生的電磁噪聲和絕緣子污穢或損壞產生的電暈放電可能帶來無線電干擾[11]；發電站值班人員產生的生活污水，主要是沖洗污水和糞便污水，可能會影響水環境[12]?？偟膩碚f，特高壓工程評價集中在工程管理質量和績效兩個方面，對環境方面的關注較少。有些學者討論到特高壓工程對環境的影響，都是從不同的角度出發，沒有形成綜合的評價指標體系。

本文首先基于“兩型”特高壓工程特點，從技術、經濟、資源、環境、社會這五個維度來制定特高壓工程綠色評價指標，構建有機統一的特高壓工程綠色發展評價指標體系，然后通過基于主觀賦權法的AHP 和客觀賦權法的OWA 算子相結合的組合賦權AHP-OWA 評價方法更確定各維度及評價指標的權重，能更合理地得到特高壓工程五維之中和之間的關鍵影響變量，隨后引入隸屬度概念，更加關注指標與范圍的隸屬關系，對物元可拓模型做出改進，最后利用改進后得到的模糊無緣可拓模型，對青?！幽咸馗邏汗こ踢M行綜合評價。

1 “兩型”特高壓工程綠色發展評價指標體系

1997年11月，《京都議定書》在聯合國氣候變化框架公約締約國會議上被提出，承諾采取經濟、社會、工程技術等多方面的綜合措施，實現控制全球平均氣溫上升控制在2℃以內這一目標。2021年3月15日習近平在中央財經委員會第九次會議上發表重要講話，提到要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局，如期實現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。

資源節約型與環境友好型是“兩型工程”的核心理念，是以實現可持續發展為終極目的，在建設“兩型社會”和生態文明的過程中，所規劃、建設、運營的一系列工程都是直接服務于資源節約、環境友好目標。特高壓電網是影響國民經濟發展的重要基礎設施，電力資源的可持續發展直接關系到人們的生活質量，然而高電壓工程建設面臨系統集成復雜、持續時間長、影響范圍廣、技術創新難度大、安全質量和經濟性要求高、創新基礎薄弱、利益主體多元化等挑戰。在國家倡導循環經濟可持續發展大背景下，技術創新不能僅考慮經濟效益，還應考慮生態價值，將生態保護、資源節約等要素融入激勵機制。而科學的指標體系有助于更好地體現兩型社會對于資源節約和環境友好的要求，指引著城市發展在提高資源利用率方面的前進方向。因此要想更好地實現可持續發展目標，首先要全過程、全方位地做好綠色發展評價工作。

綜上分析，本文構建出“兩型”特高壓工程領域的綠色指標體系，并進一步從技術、經濟、資源、環境和社會等五個方面綜合評價特高壓“兩型”綠色發展狀況及影響。

1.1 技術維度

技術影響通常是指特高壓工程在施工過程及正常運行過程中，對換流變壓器容量、特高壓組鐵塔施工技術、特高壓樁基穩固施工技術、特高壓質量檢測技術、特高壓換流站絕緣技術、施工工藝技術先進性和特高壓施工技術可靠性等的影響。由于工程質量的保障對于整個換流站工程和輸電線路工程來說是重中之重的，因此在把握好重難點的基礎上，特高壓施工和運行過程中也應進行全面檢測和控制，最大限度地保障每一個環節都符合高質量標準。

1.2 經濟維度

合理的經濟維度評價能夠減少特高壓工程壽命周期內的成本費用投入，使工程全壽命周期內投入最小，并且取得最優的經濟效益，綜合平衡各階段的成本投入和電網效益。因此，在設計評價指標時，可以將環境保護、可持續發展融入電力工程項目建設的成本目標中，通過合理的成本目標指導工程建設中各項費用支出，其主要指標為投資收益率、投資回收期和和工程變更費用變化率。

1.3 資源維度

特高壓電網對于資源環境有著積極的作用，促進全國整體資源的配置，為大量清潔能源與資源提供并網通道，改善能源與資源分配不均所帶來的經濟發展瓶頸問題，其主要評價指標為創新材料投入量、特高壓設備檢驗合格率、特高壓材料檢驗合格率、傳統能源投入量、清潔能源占比和投資結余率。

1.4 環境維度

傳統的建設項目在施工過程中的環境保護主要集中在施工現場內部，包括對施工器具的使用和堆放，施工材料運輸和使用過程中對揚塵等的控制，對施工現場噪音情況的檢測等，而特高壓工程因為遠距離架設的原因，其施工現場需要不斷變換，對路徑沿線環境造成一定的影響。為順利推進特高壓工程建設，促進特高壓工程與環境協調發展，需要從環境影響評價階段著手，對特高壓工程產生的環境影響進行有針對性的分析和評價。特高壓工程對環境的影響包括大氣環境效益、水環境效益、土壤環境效益、固體廢棄物風險、聲環境效益、生態環境效益。

1.5 社會維度

特高壓工程為促進地區經濟社會發展，有著十分重要的作用，與社會環境密不可分，由此也引發了一系列社會安全和發展問題，我們應該在盡可能避免安全隱患問題的同時，能夠對社會起到促進作用。其主要衡量指標包括安全文明措施落實率、就業促進率、綠色GDP 發展水平和居民生活干擾投訴情況。

國家電網公司層面特高壓工程綠色兩型管理評價指標體系總體層（一級指標）：“兩型”特高壓工程；準則層（二級指標）：技術效益(A)、經濟效益(B)、資源效益(C)、環境效益(D)、社會效益(E)；指標層（三級指標）：換流變壓器容量A1、特高壓鐵塔施工技術A2、特高壓樁基穩固施工技術A3、特高壓質量檢測技術A4、特高壓換流站絕緣技術A5、施工工藝技術先進性A6、特高壓施工技術可靠性A7，投資收益率B1、投資回收期B2、工程變更費用變化率B3，創新材料投入量C1、特高壓設備檢驗合格率C2、特高壓材料檢驗合格率C3、傳統能源投入量C4、清潔能源占比C5、投資結余率C6，大氣環境效益D1、水環境效益D2、土壤環境效益D3、固體廢棄物風險D4、聲環境效益D5、生態環境效益D6，安全文明措施落實率E1、就業促進率E2、綠色GDP 發展水平E3、居民生活干擾投訴情況E4。

2 綜合AHP-OWA 算法和模糊物元可拓模型的優選評價方法

前面章節基于青海—河南特高壓工程項目特點和國內外優秀工程項目評價研究，從技術、經濟、資源、環境、社會五個維度對工程項目進行了指標體系的構建，為進一步評價青海—河南特高壓工程實施效益，主要通過兩個步驟對特高壓輸變電工程進行評價。首先對評價體系中的指標進行賦權，確定各個指標的權重系數，即各個指標對綜合評價結果的影響程度；其次通過綜合評價方法進一步分析確定綜合評價值，判斷工程項目實施狀況。本文指標賦權方法階段選取AHP-OWA 主客觀結合方法，綜合評價階段選取模糊物元可拓方法對特高壓輸變電工程進行綜合價值評價。

2.1 AHP-OWA 算法賦權

層次分析法（AHP）是一項解決多目標復雜問題的決策分析方法，通過專家經驗判斷各衡量目標之間的相對重要程度，合理給出各決策方案相應的標準權數，利用權數得出各方案的優劣次序，有效應用于難以通過定量方法解決的課題。由于特高壓工程項目的相關指標獨立性較強，適合采用層次分析方法進行基礎賦權。然而，主觀賦權法客觀性較差，層級分析法只考慮了各準則指標之間的相對重要性程度，且專家的主觀偏好易產生極值，若對極值不進行適當處理，會對權重的公正性產生不利影響。因此，為減少單一方法產生的偏差，引入有序加權平均算子（OWA），降低由專家主觀原因產生的極值對結果的影響。OWA 算子將所給數據從大到小重新排序，并對新數據序列進行集結，以定量表示因素間互相影響程度，因此AHP-OWA 算法組合賦權法在一定程度上消解了單一使用層次分析法或有序加權平均算子的缺點，有利于對指標科學賦權，提高綜合評價結果的準確度。

2.2 模糊物元可拓綜合評價法

傳統綜合評價方法較多且應用廣泛，但沒有適合解決所有問題的唯一方法，每種方法均有其側重點和主要應用領域。模糊綜合評價根據模糊數學的隸屬度理論將定性評價轉化為定量評價，針對評價因素復雜性、評價對象層次性、評價標準存在模糊性等一系列問題，通過建立模糊集合對評價對象隸屬度加以量度。因此針對特高壓工程項目效益評價，模糊綜合方法可以使特高壓項目效益的層次性和相關影響因素模糊性得以較好體現，解決特高壓工程領域內的新問題。同時，由于特高壓工程項目效益評價指標體系擁有多項評價指標和相應指標值，為彌補傳統算法的近似性，引入物元可拓模型，通過模糊物元可拓方法對該物元集合進行評價，以定量數值較好的反映評價結果，通過劃分結果等級評價對象所屬級別，減少人為對評定結果的影響，較好地反映綜合水平，并便于項目進行實施和分析。

3 工程實例分析

本文依托國家電網公司青?！幽稀皟尚汀碧馗邏汗こ添椖?，將特高壓工程綠色管理績效評價的等級劃分為五個等級：“差”“較差”“一般”“良好”“優秀”。參照圖3的綜合評價邏輯圖，本文首先應用AHP 法計算出評價指標的客觀權重，數據來源于向國家電網公司中負責青海—河南特高壓工程的技術領域、資源環境、經濟社會的專家發放的問卷，問卷采用1～5標度法。計算出五個維度指標的主觀權重如下：

將上述得到的指標客觀權重引入到OWA 算法中，同時假定一個較樂觀的風險決策水平，設風險決策系數α 為2，計算得出五個維度指標的OWA算子值，并作歸一化處理，得到五個維度指標的客觀權重如下：

為保證主客觀賦權方法結合的均衡，令主、客觀權重值的比重均為50%，得到相對于目標層的指標組合權重為：

權重值大小排序如圖1所示。

圖1 指標權重值排序直方圖

我們發現大氣環境效益是被專家最看重的指標，投資收益率指標次之，清潔能源占比指標和聲環境效益指標分別占有6%的重要性份額，換流變壓器容量指標、特高壓樁基穩固施工技術指標和特高壓材料檢驗合格率指標分別占有5%，其余指標均在5%以下。我們結合特高壓工程專家的經驗,將“兩型”特高壓工程綠色指標體系的評價得分平均劃分成為若干標準，其經典域如下所示。

通過隸屬度計算式，得出“兩型”特高壓工程綜合評價得分關于五個評價等級的隸屬度。等級差，隸屬度0.6289；等級較差，隸屬度0.7444；等級一般，隸屬度0.8598；等級良好，隸屬度0.9753；等級優秀，隸屬度0.9092。

基于最大隸屬度原則，我們可以得出“兩型”特高壓工程綠色指標體系綜合評價等級為良好。

為了更有效地識別出影響青豫工程的微觀因素，本文對“五維”準則層及指標層進行評分，評分結果如圖2、圖3所示。

圖2 “五維”綜合評價得分

圖3 指標層評價得分

圖2趨近于正五邊形，這表明青?！幽咸馗邏汗こ探ㄔO具有均衡性。具體評價得分反應出工程在社會和環境維度上表現優秀，這說明工程的環境保護措施非常到位，社會效益非常明顯。但工程在經濟維度上表現較差，經濟效益較低。總體上看，評價結果與綠色“兩型”管理理念及工程施工目標相一致。

圖3的評價結果顯示傳統能源投入量、安全文明措施落實率和居民生活干擾投訴情況這三個指標表現最佳。換流變壓器容量指標有進一步提升的空間，投資回收期較長，經濟維度指標有待提高。