基于G2-逐層拉開檔次法的輸變電工程項(xiàng)目可研評價

國方媛

(國網(wǎng)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(xiàng)目可行性研究不僅包括建設(shè)技術(shù)方案，還需要充分考慮工程項(xiàng)目賴以生存的社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境和未來的發(fā)展能力?，F(xiàn)階段，最優(yōu)方案的確定主要是由經(jīng)驗(yàn)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(jīng)驗(yàn)、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(xiàng)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(xiàng)目可研評價的研究并不多。文獻(xiàn)［1］采用區(qū)間層次法對某變電站可研階段各候選站址進(jìn)行了評估，并未涉及定量指標(biāo)。文獻(xiàn)［2］提出了一套電力工程項(xiàng)目可研評價指標(biāo)體系，但評價模型是以專家評判為基礎(chǔ)建立的，具有一定程度的主觀色彩。

在定性與定量指標(biāo)相結(jié)合的定量化評價中，需要將定性指標(biāo)進(jìn)行量化。定性指標(biāo)量化的方法有序關(guān)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(biāo)個數(shù)沒有限制，能反映專家風(fēng)險(xiǎn)意識［8］。遞階結(jié)構(gòu)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(guān)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(jié)果客觀性的優(yōu)點(diǎn)［12］。

本文的研究旨在從多方面考慮輸變電工程項(xiàng)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(shí)際工作起到參考作用。

1 指標(biāo)體系的構(gòu)建

通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和各相關(guān)部門的調(diào)研，本文對輸變電工程項(xiàng)目可行性研究從經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性、環(huán)境影響、發(fā)展能力四個方面建立了三層指標(biāo)體系，見圖1。

各指標(biāo)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(shè)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(biāo)。當(dāng)NPV≥0 時，說明方案滿足基準(zhǔn)收益率要求的盈利水平，是可行的;反之，則是不可行的。

(5)內(nèi)部收益率(IRR)，屬于動態(tài)評價指標(biāo)。若IRR≥基準(zhǔn)收益率，則投資方案在經(jīng)濟(jì)上可以接受;反之，則應(yīng)予以拒絕。國家規(guī)定的行業(yè)基準(zhǔn)收益率為7%。

圖1 輸變電工程項(xiàng)目可研評價指標(biāo)體系

(6)動態(tài)投資回收期，就是投資方案累計(jì)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(biāo)。

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

(9)償債備付率，該比率應(yīng)大于1，并結(jié)合債權(quán)人的要求確定。

(10)供電可靠率，衡量供電可靠性的一個指標(biāo)，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(yàn)法則，是從電網(wǎng)安全運(yùn)行角度考慮的一項(xiàng)技術(shù)要求指標(biāo)［13］。

(12)變壓器負(fù)載率，變壓器實(shí)際容量與額定容量的比值叫做負(fù)載率。變壓器負(fù)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(yùn)行操作、電網(wǎng)的適應(yīng)性和可靠性。不同的負(fù)載率取值還會導(dǎo)致變壓器有效容量不同而影響電網(wǎng)網(wǎng)架。

(13)變壓器容載比，變電設(shè)備總?cè)萘颗c供電區(qū)最大負(fù)荷之比，反映電網(wǎng)供電能力，是規(guī)劃安排變電容量的依據(jù)。

(14)技術(shù)先進(jìn)程度，是指輸變電工程設(shè)計(jì)是否能夠反映當(dāng)前科學(xué)技術(shù)先進(jìn)成果，在主要技術(shù)性能、自動化程度、環(huán)境保護(hù)、操作條件、現(xiàn)代新技術(shù)的應(yīng)用等方面是否具有技術(shù)上的先進(jìn)性。

(15)技術(shù)適用程度，是指輸變電工程設(shè)計(jì)是否能與變電站規(guī)模、輸電線路規(guī)模相匹配，有無過?；虿蛔?。

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

(17)設(shè)計(jì)洪水位，屬于水文指標(biāo)。根據(jù)《中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》，220kV 及以上變電站，站區(qū)場地設(shè)計(jì)標(biāo)高不應(yīng)低于頻率為1%的洪水位，其他變電站不應(yīng)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(shè)過程中，由于破壞地形、地貌、植被，可能產(chǎn)生水土流失。在輸電線路工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)不同地質(zhì)條件，需要充分考慮水土保護(hù)等問題后再進(jìn)行鐵塔基礎(chǔ)型式的設(shè)計(jì)。而且在工期允許的情況下，應(yīng)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(nèi)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(nóng)作物的土地。

(21)人口遷移量，是指在征用土地范圍內(nèi)，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(xiàng)目建設(shè)的需要，對征用土地范圍內(nèi)的民房、倉庫、工廠等進(jìn)行拆遷的數(shù)量。

(23)跨越次數(shù)，是指輸電線路架設(shè)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(fēng)機(jī)等。 《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》中2 類標(biāo)準(zhǔn)限值為晝間60dB，夜間50dB。變電站主變壓器及通風(fēng)機(jī)應(yīng)盡量采用低噪聲產(chǎn)品，以降低噪聲對環(huán)境的影響。

(25)工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度，是衡量電磁輻射的一個指標(biāo)。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(yīng)強(qiáng)度環(huán)境保護(hù)限值為0.1mT。變電站內(nèi)電器設(shè)備應(yīng)采用金屬外殼、全封閉結(jié)構(gòu)，限制電磁輻射強(qiáng)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(shè)備。國家規(guī)定的無線電干擾防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)為46dB。輸電線路中，應(yīng)盡可能選用大截面導(dǎo)線，并提高導(dǎo)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(jīng)濟(jì)的影響，是指輸變電工程的建成對地方實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)所做的貢獻(xiàn)與影響。主要包括對區(qū)域內(nèi)國民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響等。

(28)對電力建設(shè)技術(shù)進(jìn)步的影響，主要是指在輸變電工程設(shè)計(jì)以及未來的建設(shè)和運(yùn)營過程中，新技術(shù)的開發(fā)、引進(jìn)技術(shù)的消化吸收，生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)工藝、管理技術(shù)的改進(jìn)，對電力建設(shè)技術(shù)進(jìn)步的促進(jìn)作用。

(29)與城市規(guī)劃關(guān)系，主要是指輸變電工程的建設(shè)是否與城市發(fā)展規(guī)劃相符，是否能與當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟(jì)、資源利用、生態(tài)平衡全面協(xié)調(diào)，可持續(xù)發(fā)展。

2 輸變電工程項(xiàng)目可研評價方法

本文的技術(shù)路線見圖2。

2.1 定量指標(biāo)篩選

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

圖2 技術(shù)路線

最小均方差法的算法流程為:

2.2 定量指標(biāo)類型的一致化

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

或

式中，M 為指標(biāo)xij的一個允許上界。

2.3 定量指標(biāo)的無量綱化

(2)了解滲透到有機(jī)化學(xué)中的一些無機(jī)物體現(xiàn)的性質(zhì)和用途,以及化學(xué)反應(yīng)。Cl2、Br2、Na、NaOH、Na2CO3、CO2、HNO3、H2SO4、H2S、CuSO4、NH3·H2O、AgNO3、KMnO4等無機(jī)物都在有機(jī)化學(xué)中有相關(guān)的應(yīng)用,這其中當(dāng)屬 Br2、NaOH、H2SO4和KMnO4應(yīng)用最為廣泛。近幾年的高考試題已經(jīng)涉及這些方面,要引起關(guān)注。

對于指標(biāo)xij，極值處理法的公式為

2.4 G2 法

G2 法是針對定性指標(biāo)的主觀賦權(quán)方法。G2法的算法流程為:

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

(4)對xjk與xjm的重要程度之比rkm設(shè)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(jì)算與H 最大特征值對應(yīng)的經(jīng)歸一化處理的權(quán)重系數(shù)向量ω，轉(zhuǎn)到(5)。

(4)如果H 非正矩陣時，權(quán)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(fù)計(jì)算，第p - 2層將形成q 個指標(biāo)，q 個指標(biāo)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(fù)步驟(1)～(6)。

(8)重復(fù)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(xiàng)目為例，可行性研究中有A、B、C 三個備選方案?？尚行匝芯繄?bào)告中定量指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)為通過理論計(jì)算和類比測量得出的，見表1。具體步驟如下:

表1 定量指標(biāo)原始數(shù)據(jù)

(續(xù))

步驟1:通過定量指標(biāo)篩選，不存在sk0≈0 ，則不需要刪除任何評價指標(biāo)。

步驟2:投資估算指標(biāo)屬于極小型指標(biāo);財(cái)務(wù)評價指標(biāo)中的凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率、資本金凈利潤率、償債備付率屬于極大型指標(biāo)，動態(tài)投資回收期屬于極小型指標(biāo)，資產(chǎn)負(fù)債率一般情況下是極小型指標(biāo);基本條件指標(biāo)中的供電可靠率、N-1 通過率屬于極大型指標(biāo)，變壓器負(fù)載率、變壓器容載比可以認(rèn)為屬于極大型指標(biāo);環(huán)境影響指標(biāo)屬于極小型指標(biāo)。應(yīng)用式(1)或式(2)對極小型指標(biāo)進(jìn)行一致化處理。

步驟3:應(yīng)用式(3)，對一致化處理后的指標(biāo)進(jìn)行無量綱化。

步驟4:邀請相關(guān)主管部門權(quán)威專家對定性指標(biāo)進(jìn)行打分。結(jié)果為科技水平指標(biāo)中技術(shù)先進(jìn)程度為最不重要的指標(biāo)，發(fā)展能力指標(biāo)中與城市規(guī)劃關(guān)系為最不重要的指標(biāo)。專家為保守型專家，取ε = -0.4 。權(quán)重計(jì)算過程見表2 和表3。

表2 科技水平指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

表3 發(fā)展能力指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

步驟5:對步驟3 中定量指標(biāo)無量綱化后的數(shù)據(jù)，結(jié)合步驟4 中計(jì)算的定性指標(biāo)的權(quán)重，應(yīng)用逐層拉開檔次法確定輸變電工程項(xiàng)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(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性、環(huán)境影響、發(fā)展能力指標(biāo)的綜合評價值。

輸變電工項(xiàng)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(jié)語

本文從經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性、環(huán)境影響、發(fā)展能力四個方面建立了三層指標(biāo)體系，解決了現(xiàn)階段輸變電工程項(xiàng)目可行性研究評價指標(biāo)不足的問題。算例分析證明了本文的指標(biāo)體系和方法在實(shí)際經(jīng)濟(jì)管理決策中的有效性和價值，計(jì)算結(jié)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(jìn)一步深入的調(diào)研來優(yōu)化指標(biāo)體系。

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