變電站工程造價(jià)影響因素分析

康久興，艾利盛，張喜榮，劉舒漠，曹 宇，馬 琳，程志輝

(1.東北電力大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，吉林 吉林 132012;2.吉林省電力有限公司白城供電公司，吉林 白城 137000;3.東北電力大學(xué)建筑工程學(xué)院，吉林 吉林 132012)

電力體制改革和電力市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)已經(jīng)成為全世界電力工業(yè)發(fā)展的歷史潮流。我國(guó)電力體制改革處于正在進(jìn)行中，具有中國(guó)特色的電力市場(chǎng)環(huán)境也在逐步建立并完善。這將會(huì)為我國(guó)電力工業(yè)帶來歷史性的變革，從而促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速、健康和可持續(xù)增長(zhǎng)。

2009年我國(guó)全年電網(wǎng)投資完成3847.1億元，同比增長(zhǎng)32.89%，其中220 KV及以上輸電線路增加40998 KM，220 KV及以上變電容量增加27160 MVA，我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)正在以前所未有的速度高速發(fā)展。在此過程中，電網(wǎng)建設(shè)也存在著一些問題，其中單位工程造價(jià)偏高、工程造價(jià)控制難等問題困擾著整個(gè)電力行業(yè)。電力企業(yè)作為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的主體，為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)投資效益最大化及控制企業(yè)成本，最重要的途徑是有效的控制建設(shè)工程造價(jià)。因此，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)工程造價(jià)的控制和管理已成為當(dāng)前電力建設(shè)領(lǐng)域的迫切要求。

工程造價(jià)形成的基礎(chǔ)是工程商品的價(jià)值，價(jià)值規(guī)律指出:價(jià)格圍繞價(jià)值上下波動(dòng)。由于工程造價(jià)及其計(jì)價(jià)的特點(diǎn)，影響工程造價(jià)的因素十分廣泛且各因素間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。從宏觀方面看，政府行為、市場(chǎng)供求狀況、電網(wǎng)建設(shè)技術(shù)水平、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等都直接或間接地影響工程造價(jià)。從微觀方面看，設(shè)備選型標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)者的技術(shù)水平、施工機(jī)械化裝備程度、自然環(huán)境狀況等也對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生直接或間接的影響。通過解釋結(jié)構(gòu)模型的建立，可以清晰的看出各因素之間的階層關(guān)系。

1 構(gòu)建解釋結(jié)構(gòu)模型

解釋結(jié)構(gòu)模型(Interpretative Structural Modeling)，簡(jiǎn)稱ISM，它是由美國(guó)J.華費(fèi)爾教授于1973年在分析復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)問題時(shí)提出的一種結(jié)構(gòu)化建模方法[1]。它的顯著特點(diǎn)是把復(fù)雜的系統(tǒng)分解為若干個(gè)子系統(tǒng)或要素，利用人們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)及電子計(jì)算機(jī)的幫助，最終將系統(tǒng)構(gòu)造成一個(gè)多級(jí)遞階的結(jié)構(gòu)模型，從而把模糊不清的思想、意見轉(zhuǎn)化為具有良好關(guān)系的模型。

ISM模型的建立由以下幾個(gè)步驟組成[2]:

(1)確定系統(tǒng)因素集。采用專家研討等方法搜集和整理系統(tǒng)的構(gòu)成因素，得到系統(tǒng)因素集S，記為公式(1):

(2)建立意識(shí)模型。判斷因素集中任意2個(gè)因素間是否存在直接二元關(guān)系，構(gòu)建鄰接矩陣A=(aij)n×n。鄰接矩陣A中的因素aij可以用公式(2)表示為:

式中:i，j=1，2，……，n;n為所研究的因素的個(gè)數(shù)。

(3)建立可達(dá)矩陣?？蛇_(dá)矩陣可采用布爾代數(shù)運(yùn)算法則由鄰接矩陣A計(jì)算得到，計(jì)算公式(3)如下:

式中:I為單位矩陣，n為矩陣的階數(shù)。

當(dāng)(A+I)m=(A+I)m+1時(shí)，我們將M=(A+I)m稱為可達(dá)矩陣。這一算法的思想是將鄰接矩陣A加上單位矩陣I后按布爾代數(shù)法則進(jìn)行自乘，直到某一冪次后所有乘積都相等為止，此相等的乘積就為可達(dá)矩陣。

(4)各影響因素之間的階層劃分。R(Si)稱為因素Si的可達(dá)集，它是由可達(dá)矩陣第Si行中所有矩陣因素為1的列所對(duì)應(yīng)的因素構(gòu)成的集合。A(Si)稱為因素Si的前因集，它是由可達(dá)矩陣中第Si列中的所有矩陣因素為1的行所對(duì)應(yīng)的因素構(gòu)成的集合。

通過R(Si)和A(Si)求交集R(Si)∩A(Si)。當(dāng)R(Si)∩A(Si)=R(Si)時(shí)，則Si為最高級(jí)因素，即滿足該條件的因素為同一階層，用L1表示。以此類推，得到n個(gè)不同的階層L2，L3，……Ln。

2 變電站工程造價(jià)影響因素的ISM模型

2.1 建立變電站工程造價(jià)影響因素意識(shí)模型

影響變電站工程造價(jià)的因素眾多，不僅受政府宏觀調(diào)控的影響還受到技術(shù)方面和管理方面的影響，且這些因素之間相互作用、相互關(guān)聯(lián)，形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的遞階因素鏈，通過解釋結(jié)構(gòu)模型的分析，可以從眾多影響因素中找出影響變電站工程造價(jià)的表層直接影響因素、淺層間接影響因素和深層根本影響因素。本文通過搜集和整理，選取了影響變電站工程造價(jià)的16個(gè)主要因素，表示為S={S1，S2，……S16}，影響因素的定性描述如下[3]:

(1)站址選擇S1。站址選擇應(yīng)考慮拆遷賠償情況、出線條件、交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)等方面的要求。

(2)滿足環(huán)境保護(hù)的要求S2。隨著全社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，變電站的污水排放、噪聲及電磁場(chǎng)的防治等方面都應(yīng)滿足環(huán)境保護(hù)的要求。

(3)征用耕地、林地面積S3。變電站在選址的過程中，應(yīng)充分考慮變電站對(duì)周圍環(huán)境的影響，盡量避開基本農(nóng)田及林地，當(dāng)必須占用時(shí)，應(yīng)以《中華人民共和國(guó)土地管理法》、《中華人民共和國(guó)土地管理法實(shí)施條例》及當(dāng)?shù)氐囊?guī)定為依據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償。

(4)主接線方式S4。主接線方式的確定對(duì)變電站本身運(yùn)行的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置規(guī)劃、二次設(shè)備的選型有較大影響。

(5)主變壓器容量S5。主變壓器容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5～10年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。

(6)電氣設(shè)備選型S6。在滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境要求的基礎(chǔ)上，電氣設(shè)備的選型還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)度和運(yùn)行維護(hù)。

(7)二次設(shè)備的選型S7。變電站的二次設(shè)備包括測(cè)量?jī)x表、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等。變電站采用綜合自動(dòng)化可以減少二次電纜的鋪設(shè)、減少保護(hù)設(shè)備的維護(hù)量，同時(shí)縮小了變電站的占地面積，從而降低了整個(gè)變電站的工程造價(jià)。

(8)配電裝置的規(guī)劃S8。變電站配電裝置形式的選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的合理地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并滿足運(yùn)行、檢修和安裝的要求。

(9)材料市場(chǎng)的供求S9。材料市場(chǎng)的供求直接影響設(shè)備材料的采購(gòu)費(fèi)用。

(10)設(shè)備材料價(jià)格的波動(dòng)S10。設(shè)備材料價(jià)格的調(diào)整影響著電力系統(tǒng)一次及二次設(shè)備的選型。

(11)工程管理水平S11。為保證工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低工程造價(jià)，工程管理單位應(yīng)要求設(shè)計(jì)院安排責(zé)任心強(qiáng)、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師來進(jìn)行設(shè)計(jì)，并安排專人對(duì)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行全方位的質(zhì)量跟蹤。工程管理單位還應(yīng)對(duì)工程建設(shè)周期、施工工藝、施工質(zhì)量等進(jìn)行時(shí)時(shí)掌控。

(12)設(shè)計(jì)人員技術(shù)水平S12。工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)創(chuàng)造性的勞動(dòng)，設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量在很大程度上依賴于設(shè)計(jì)者的技術(shù)水平。工程選用優(yōu)秀的設(shè)計(jì)人員，專業(yè)之間溝通順暢，能夠避免在施工過程中各專業(yè)間相互沖突，甚至發(fā)生矛盾的現(xiàn)象。

(13)施工人員技術(shù)水平S13。先進(jìn)的施工技術(shù)和施工工藝的采用能夠提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，從而影響工程的進(jìn)度和質(zhì)量。

(14)施工方案的選擇S14。合理的安排施工方案，能夠避免出現(xiàn)窩工現(xiàn)象，并做為安排施工進(jìn)度計(jì)劃和質(zhì)量控制的依據(jù)，施工方案選擇不合理同樣影響施工人員技術(shù)水平的發(fā)揮。

(15)工程進(jìn)度S15。進(jìn)度控制的目標(biāo)與投資控制、質(zhì)量控制的目標(biāo)是對(duì)立統(tǒng)一的。一般說來，進(jìn)度慢就要增加投資，工期提前也會(huì)提高投資效益;進(jìn)度快可能影響質(zhì)量，而質(zhì)量控制嚴(yán)格就可能影響進(jìn)度;但如果質(zhì)量控制嚴(yán)格而避免了返工，又會(huì)加快進(jìn)度。

(16)工程質(zhì)量S16。工程質(zhì)量與工程進(jìn)度的目標(biāo)是對(duì)立統(tǒng)一的，且相互影響。各因素之間的相關(guān)關(guān)系見表1。

表1 變電站工程造價(jià)影響因素之間的相關(guān)關(guān)系

2.2 建立鄰接矩陣

根據(jù)意識(shí)模型列舉的變電站工程造價(jià)影響因素及其之間的相關(guān)關(guān)系，按照公式(2)的定義將上述16個(gè)因素構(gòu)建為鄰接矩陣A，見表2。

表2 鄰接矩陣A

2.3 建立可達(dá)矩陣

根據(jù)鄰接矩陣A，按照公式(3)，通過Matlab編程，經(jīng)過3次布爾代數(shù)運(yùn)算得到本系統(tǒng)的可達(dá)矩陣M[4]，見表 3。

表3 可達(dá)矩陣M

2.4 各影響因素之間的階層劃分

根據(jù)可達(dá)矩陣M進(jìn)行各影響因素之間的階層劃分。各因素的R(Si)、A(Si)及R(Si)∩A(Si)，見表4。

表4 數(shù)據(jù)表(求L1)

由此可得到第一個(gè)階層L1={S7，S15，S16}。繼續(xù)，在可達(dá)矩陣M中劃去S7、S15和S16所在的行和列，尋找第二階層，從而得到 L2={S6，S13}。同理得 L3={S8，S14};L4={S4，S5，S10};L5={S1，S2，S3，S9};L6={S12};L7={S11}。最后按照階層劃分的結(jié)果對(duì)可達(dá)矩陣進(jìn)行重新排序[5]，見表5。

2.5 建立結(jié)構(gòu)模型及解釋結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)上述結(jié)果可得到變電站工程造價(jià)影響因素的解釋結(jié)構(gòu)模型圖，見圖1。

表5 層次化的可達(dá)矩陣

圖1 變電站工程造價(jià)影響因素的解釋結(jié)構(gòu)模型圖

3 結(jié)論及建議

本文采用解釋結(jié)構(gòu)模型對(duì)變電站工程造價(jià)的主要影響因素進(jìn)行了分析，將16個(gè)主要因素劃分為7個(gè)層次，并根據(jù)對(duì)變電站工程造價(jià)影響程度的不同，把影響因素歸結(jié)為表層原因、淺層原因和深層原因。

電氣設(shè)備、二次設(shè)備的選型、配電裝置的規(guī)劃為淺層原因，因?yàn)樵O(shè)備一旦選定，設(shè)備購(gòu)置費(fèi)將是不可控制的，因此需要在設(shè)計(jì)階段選擇安全性能高且經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)備。工程進(jìn)度和工程質(zhì)量是一對(duì)強(qiáng)關(guān)聯(lián)因素，一般情況下，進(jìn)度慢就要增加投資，工期提前將會(huì)提高投資效益;進(jìn)度快可能影響質(zhì)量，而質(zhì)量控制嚴(yán)格就可能影響工程進(jìn)度;但如果對(duì)質(zhì)量控制嚴(yán)格而避免了返工，又會(huì)加快進(jìn)度。

主接線方式、主變壓器容量、設(shè)備材料價(jià)格、站址選擇及保證環(huán)保都為淺層原因。隨著全社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，環(huán)保的投入在今后的工程造價(jià)中所占的比例將會(huì)越來越高，因此，應(yīng)盡量避免占用耕地林地面積，合理的選擇變電站建設(shè)地點(diǎn)，并通過優(yōu)化電力設(shè)施設(shè)計(jì)，努力創(chuàng)造電力設(shè)施與周邊環(huán)境的視覺協(xié)調(diào)、美學(xué)共生。主接線方式的確定對(duì)變電站本身運(yùn)行的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，同時(shí)也影響著電氣設(shè)備選擇、配電裝置規(guī)劃、繼電保護(hù)和控制方式的擬定。主接線方式還應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省一次設(shè)備和二次設(shè)備，同時(shí)減少占地面積以實(shí)現(xiàn)節(jié)約環(huán)保型設(shè)計(jì)的要求。變壓器容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5～10年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇，如果變壓器容量選擇過低將不能滿足地區(qū)供電負(fù)荷增長(zhǎng)的需要，反之，選擇過高將不能保證容量得到充分利用，將會(huì)造成經(jīng)濟(jì)的浪費(fèi)，同時(shí)會(huì)縮短變壓器的使用壽命。

工程管理水平和設(shè)計(jì)人員技術(shù)水平為深層原因。從國(guó)內(nèi)外工程實(shí)例及統(tǒng)計(jì)資料顯示，設(shè)計(jì)階段影響工程造價(jià)的程度為75%～90%。因此，設(shè)計(jì)階段是建設(shè)項(xiàng)目工程造價(jià)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而且高質(zhì)量的設(shè)計(jì)成果能夠較好地將技術(shù)與經(jīng)濟(jì)結(jié)合起來并有效的控制造價(jià)。工程管理水平的高低對(duì)工程能否按時(shí)完工起到?jīng)Q定性的影響，有序、高效、科學(xué)的管理不僅能保證工程質(zhì)量和工期，同時(shí)可以大大地降低工程造價(jià)。

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