基于多源數據的電網設備成本評估指標體系研究

張長安，林濤，燕欣宇，郝嬋嬋，張軒

（1.國網陜西省電力有限公司 設備部，陜西 西安 710199；2.西安交通大學 管理學院，陜西 西安 710049）

0 引言

自我國開展新一輪電力體制改革以來，電力企業在不斷提升設備采購效率和保障安全質量方面有長足的進步，但也遇到了新的考驗，即建立全面、綜合的成本評價體系，以滿足電力設備精益化管理要求［1-4］。傳統的成本評估工作大多從單一源頭收集設備費用項，導致成本核算結果存在偏差，阻礙了設備精益化管理工作的推進［5-7］。因此，科學、準確地核算電力設備全生命周期成本是提高電力設備管理效率的實踐需要。

關于電力設備全生命周期成本的評估核算，學術界已經取得了一定的研究成果。國外研究起步較早，例 如NILSSON等［8］、PIPATTANASOMPORN［9］、ANDR等［10］基于全壽命周期成本（LCC）理論，借助案例分析法剖析了電力設備運行過程中發生的費用，提出了降低電力設備全生命周期成本費用的建議。國內研究主要通過專家訪談、文獻借鑒等方法梳理電力設備全生命周期的成本要素。例如，張?。?1］結合歷史經驗，分解了電力設備的費用組成，構建了基于采購、運行、維護等5個階段的總成本核算模型；沈力等［12］借鑒相關文獻，構建了電力公司資產成本的評價指標體系，該指標體系對于二級成本要素的梳理有待細化；路石俊等［13］結合專家訪談法，梳理了變壓器全生命周期的成本要素，并引入盲數理論確定了總成本的計算方式。

現有電力設備成本評估方法大多結合全生命周期成本理論，提高了成本評估結果的整體性，也為本文提供了可靠且充分的參考。但在成本要素梳理方面，現有研究大多采用一種方法或從同一個角度梳理電力設備全生命周期的費用，難以保障電力設備成本計算的全面性。因此，建立科學適用的電力設備成本評估體系是豐富現有理論研究的重要需求?；诖?，本文借助數據爬取、詞云分析等方法，從已發表的文獻、網頁等渠道全面歸集了電力設備的成本要素，構建科學、全面的全生命周期成本評估體系，并驗證其有效性。本文的研究成果可作為電網企業招標、投標方案設計與供應商篩選的重要依據，也可為電網企業構建科學、全面的設備成本評價體系提供借鑒。

1 電力設備全生命周期成本評估指標歸集

1.1 基于文獻計量的成本評估指標歸集

要全面把握某一領域的學術發展趨勢和動向，分析具有代表性的學術論文是比較好的辦法之一。綜上，本文借助文獻計量相關方法，全面梳理分析電力設備成本管理相關文獻。

1.1.1 數據來源

中國知網（CNKI）是目前期刊文獻數量較豐富、學科類別較齊全的中文數據庫，故本文將其作為文獻數據來源。本次文獻計量采取的檢索式為［SU=（“電力”OR“電力設備”OR“供電”）］AND［TKA=（“全壽命周期成本”OR“LCC”OR“全生命周期成本”）］AND［KY=（“采購”OR“招標”）］。檢索完成后剔除不相關的文獻，最終選定了304篇文獻作為數據源。

1.1.2 結果分析

1.1.2.1 關鍵詞分析

從知識理論的視角來看，具有高中心度和頻次的關鍵詞代表了研究者在某一特定時間段內共同關注的問題，即研究熱點。本文借助Citespace軟件繪制關鍵詞詞頻圖，初步統計電力設備的高頻成本要素，結果如圖1所示。

圖1 關鍵詞初步統計圖

從圖1可以看出，與成本相關的關鍵詞出現頻率較高的有“維護費用”“故障費用”等。初始投資與退役成本在成本核算實踐中較受關注，但一般按既定額度，因此較少出現在探討熱點中。對于生產運行階段中所包含的運行、檢修、故障等費用，因為設備區別而存在較大差異，所以這個階段通常是研究重點，相關關鍵詞出現頻率較高的有“變壓器”“管理”“輸變電設備”“電力設備”“電力變壓器”“檢修策略”“經濟壽命”“成本分析”。為進一步驗證上述關鍵詞統計結果，再選取排名在前10位的高頻關鍵詞做進一步分析，結果見表1。

表1 排名在前10位的高頻關鍵詞中心性與詞頻統計結果

排名在前10的高頻關鍵詞中，“檢修策略”“成本優化”等詞語詞頻較高，但中心性較低，說明成本要素識別和評估的相關研究尚未形成較大規模；此外，在成本分析方向，與檢修成本相關的檢修策略是學者們研究的熱點。

1.1.2.2 聚類分析

為對現有研究進行聚合歸類，以便識別成本大類下屬的具體要素，本文對關鍵詞進行了聚類分析，結果見表2。

表2 電力設備全生命周期成本相關文獻聚類關鍵詞信息表

表2的第4類“故障成本”中，頻率最高的關鍵詞是“風險成本”，其子成本包括“停電損失”“成本大修”“小修成本”和“負荷中斷成本”。此外，風險成本與故障成本的分析結果重合度很高，為避免成本測算出現重復和冗余，本研究不單獨劃分風險成本。從第0類“設備壽命”、第2類“設備運維”、第7類“配電設備”、第8類“設備檢修”和第10類“電網設備”這些關鍵詞可以看出，檢修相關費用出現在電力設備全生命周期管理的各環節，說明維修、故障等成本要素較為重要；在第11類“成本歸集”中，“故障成本”“維護成本”“環境成本”等可以作為一級成本指標。綜上，除基本的“采購成本”“運行成本”“報廢成本”外，又挖掘出“維修成本”“故障成本”“環境成本”等成本要素。

1.2 基于網頁爬取的成本評估指標歸集

爬蟲技術能夠對網頁中的數據進行爬取和計量分析，有助于提升研究結果的全面性與科學性。此外，通過對爬取結果進行詞云分析，能將文本中的熱門關鍵詞直觀圖像化。因此，本研究借助網絡爬蟲獲取了電力設備LCC相關的網頁數據，進而通過詞云分析提取目前學者們對電力設備全生命周期成本管理開展的重點研究內容。

1.2.1 數據來源

本部分數據將以百度網頁作為數據來源。根據反復試驗得出：“LCC”“全生命周期成本”與“全壽命周期成本”，這3類關鍵詞爬取結果重合。故確定搜索關鍵詞為“電力設備LCC”進行網頁數據爬??；根據文獻計量中的高頻關鍵詞“運行成本”“故障成本”“環境成本”“風險成本”，選擇“電力設備LCC運行成本““電力設備LCC故障成本”“電力設備LCC環境成本”3個具體的關鍵詞進行數據爬取，共獲得6 800余條網頁數據，并對數據進行了清洗與轉化。

1.2.2 結果分析

指標歸集結果如下：①由詞云分析可得電力設備LCC構成指標為“維修成本”“運行成本”等；②由運行成本詞云分析可得運行成本構成指標為“檢修成本”“維修成本”“故障成本”“大修成本”等；③由故障成本詞云分析可得故障成本指標為“維修成本”“維護成本”“報廢成本”“修復成本”“大修成本”“檢修成本”等；④由環境成本詞云分析可得環境成本指標為“制造成本”“購置成本”等。

1.3 成本評估指標構成總結

初步得出電力設備成本大類后，以“電力設備LCC”等為關鍵詞爬取網頁數據，并借助詞云分析得出成本大類的下屬費用，最終將電力設備LCC劃分為以下六大類：“初始投資成本”（C1）、“運行成本”（C2）、“檢修成本”（C3）、“故障成本”（C4）、“退役成本”（C5）、“環境成本”（C6）。其中：C1指設備投入運行之前所產生的各種費用；C2是設備從投入運行之后到報廢期間所產生的主要費用之一，是維持設備的正常運行所消耗的費用；C3中，將各類設備的檢修工作分為A、B、C、D共4類；C4指因為設備故障而導致的懲罰成本，包括直接故障成本和間接故障成本；C5指設備達到報廢年限或報廢狀態時發生的處置費用，包括為處理設備所需的廢舊物資處理費用以及設備殘值剩余；C6指在設備全生命周期內，組織為了避免環境污染或達到環保要求所付出的成本，以及為解決環境污染所付出的費用。

進一步分解得到電力設備LCC評估的三級指標，形成的電力設備LCC指標（見表3）。

表3 電力設備LCC指標構成

2 電網設備全生命周期成本評估指標的有效性驗證

本研究向國網陜西省電力有限公司65位員工發放了電子版問卷，共回收有效問卷65份。問卷發放對象的工作內容涵蓋變電檢修、變電運維等與電力設備的管理緊密相關的工作；平均工作年齡為13.45年，其中工作經驗10年以上人員占比達到63%。

2.1 量表信度分析

本研究采用Cronbach-α系數法進行一致性檢驗，各題項的Cronbach′sα見表4。由表4可知，3個維度的Cronbach′sα系數均在0.7以上，說明測量數據可信度較好。

表4 各題項的Cronbach'sα系數

2.2 量表效度分析

效度分析即對測量題項和變量進行關聯性分析，結果見表5。

表5 正交旋轉后的因子載荷矩陣

根據表5可以看出：全部題項中因子載荷系數的絕對值都在0.7以上，說明因子與研究項之間的對應關系狀況較好；因子數目為3個，說明本問卷的維度設置合理；經計算可得，旋轉后的總共累計方差解釋率為64.006%，說明題項和因子聯系緊密。綜上可得以下結論：本文問卷具有相當高的可信度和結構效度。

2.3 結果分析

本研究按照李克特量表的評價依據進行選項設置和結果分析，其中“非常不同意”為1分，“不同意”為2分，“不確定”為3分，“同意”為4分，“非常同意”為5分。對于本研究而言，題項平均分值越高，說明電力設備成本核算指標體系的科學性、適用性越強。問卷結果描述性分析見表6。

表6 問卷結果描述性分析 （單位：分）

對問卷內容進行描述性分析發現，所有題項與維度的平均得分都在4分以上，并且標準差較小，得分比較穩定。具體如下：①全面性維度的平均得分為4.38分，標準差為0.68分。其中：“指標無遺漏”題項平均得分為4.34分，標準差為0.73分；“指標無重復”題項平均得分為4.42分，標準差為0.63分。說明本研究所構建的指標體系可以反映電力設備全生命周期各方面的情況，并且重疊很少。②準確性維度的評價得分為4.25分，標準差為0.83分。其中：“指標代表性強”題項平均得分為4.14分，標準差為0.95分；“指標刻畫準確”題項平均得分為4.14分，標準差為0.87分；“指標定義明確”題項平均得分為4.46分，標準差0.56分。說明本研究構建的電力設備全生命周期指標體系能夠客觀反映全生命周期管理理論的內涵以及招標采購階段對電力設備全生命周期成本的現實要求。③可操作性維度的平均得分為4.23分，標準差為0.82分。其中：“指標可計算”題項平均得分為4.17分，標準差為0.84分；“指標數據可收集”題項平均得分為4.29分，標準差為0.80分。說明本研究所采用的指標體系兼顧了數據的易得性與指標的可量化性，可以利用該指標體系對不同公司設備的表現結果進行相互對比。

以上評價說明本研究所確定的全生命周期指標體系能夠基本上全面、詳細地描述設備從采購到廢棄的全過程中涉及的所有費用。

3 結論和建議

本研究所構建的電力設備全生命周期成本評估指標體系包括初始投資成本、運行成本等，創新性地增加了環境成本這一成本大類，同時對其他成本類別的下屬成本要素進行了補充與完善，較現有指標體系更加全面、科學。

本研究在指標設計時充分考慮了可能產生費用的電力設備各生命周期，使指標體系層次結構更加清晰、各類指標的周期性更明顯；此外，考慮到電力設備成本產生過程具有一定的前瞻性和動態性，僅從文獻分析或案例分析等單一角度獲取的成本要素存在一定的滯后性，因此本研究綜合考慮了中國知網以及其他網絡資源等數據庫中的資料數據，利用網絡爬蟲以及文本計量方法對電力設備成本進行挖掘、補充和豐富，使得指標體系更加科學和全面，對電力設備相關企業進行成本評估等管理工作具有一定的參考價值。

基于本文的研究成果，提出以下對策建議：①可把電網設備全生命周期成本評估體系應用于電網公司設備招標采購中，即將設備成本作為招投標方案設計與篩選供應商的重要依據。一方面，基于設備成本評估結果，從招標文件的編制、供應商資格審查及標前會3個方面優化招標投標方案；另一方面，將設備成本作為供應商資格預審和監管的重要依據，在選擇合作供應商時，根據設備成本對供應商進行篩選，初步保證設備運行效率，在后續合作過程中，對供應商提供虛假成本數據等失信行為給出相應的懲處方案，從成本數據可靠性、真實性入手提高招投標工作的效率。②各地區電網企業的設備構成與采購需求不同，其設備成本的評估范圍與重點可能存在差異，因此在應用成本評估體系的過程中，可根據企業自身特點對指標的適用性進行分析和驗證，適當增減成本要素，形成適用性較強的設備成本評價體系。在成本數據收集方面，應綜合考量歷史數據、標準化數據及供應商承諾數據，選取可靠性、真實性最高的數據作為核算依據。