特高壓輸電線路設(shè)計進(jìn)度管理模型的系統(tǒng)動力學(xué)仿真探討

陳安安

摘要：從設(shè)計院的角度，以系統(tǒng)動力學(xué)原理為出發(fā)點，對特高壓輸電線路的設(shè)計進(jìn)度管理進(jìn)行了動態(tài)化、系統(tǒng)性的仿真探討。通過分析設(shè)計管理流程中存在的問題，對設(shè)計進(jìn)度管理程序進(jìn)行了優(yōu)化建議，對提升后續(xù)項目的管理水平具有參考意義。

關(guān)鍵詞：進(jìn)度管理；仿真模型；系統(tǒng)動力學(xué)

伴隨著電力技術(shù)與體制的深化改革，電網(wǎng)輸電線路規(guī)模日益擴(kuò)大，從最初的局域小規(guī)模電網(wǎng)發(fā)展至以特高壓為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的跨區(qū)互聯(lián)大電網(wǎng)。重點項目對整個地區(qū)用電有著深遠(yuǎn)的影響，設(shè)計進(jìn)度制約這整個工程的開展進(jìn)度；電網(wǎng)工程設(shè)計涉及多學(xué)科，還要求更高協(xié)調(diào)度；外部環(huán)境的復(fù)雜性加劇了設(shè)計過程中的風(fēng)險性與不確定性。故長距離、高電壓電網(wǎng)對設(shè)計方除了提出更高的技術(shù)要求，也對項目的進(jìn)度提出了更高的管理要求。如何對設(shè)計過程中的不確定性因素進(jìn)行管理，從而實現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)的低成本、高保障，具有重要的意義。

一、 特高壓輸電線路設(shè)計進(jìn)度管理系統(tǒng)動力學(xué)介紹

輸電線路設(shè)計是一項涉及多專業(yè)、多部門的設(shè)計項目。特高壓輸電線路工程，輸電距離長，路徑多經(jīng)過偏遠(yuǎn)地區(qū)，外部條件復(fù)雜，影響因素多，故其風(fēng)險性較高，項目具有一定的不可預(yù)測性。在設(shè)計過程中的各種因素相互影響、相互作用，在特高壓輸電線路設(shè)計項目進(jìn)度管理中形成了非線性、高階次以及多變量的復(fù)雜系統(tǒng)動力系統(tǒng)動力學(xué)現(xiàn)象。在對特高壓輸電項目的進(jìn)度管理中，需要利用綜合、系統(tǒng)、動態(tài)化的思維方式進(jìn)行深入研究與探討[1]。

傳統(tǒng)的項目管理軟件如P3E/C能夠確定影響設(shè)計進(jìn)度的關(guān)鍵工作和關(guān)鍵路線，對設(shè)計進(jìn)度計劃的執(zhí)行情況進(jìn)行動態(tài)的綜合檢測控制，預(yù)警可能制約設(shè)計進(jìn)度的不利因素。但無法在項目執(zhí)行前對項目偏差進(jìn)行預(yù)測，且無法分析工程經(jīng)驗等非線性參數(shù)。

系統(tǒng)動力學(xué)SD（Systern Dynamics）也稱為系統(tǒng)動態(tài)學(xué)，是由美國福雷斯特教授于20世紀(jì)50年代中期創(chuàng)立的，通過系統(tǒng)整體方法對非線性、高階、時變的動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行分析[2]。利用SD仿真軟件Venism對特高壓輸電線路工程的設(shè)計進(jìn)度管理狀況進(jìn)行深入分析與定量預(yù)測，成為十分重要的分析方法。

在系統(tǒng)動力學(xué)分析過程中，需要建立動態(tài)的SD模型，從定性以及定量角度出發(fā)，分析系統(tǒng)運行過程中其影響因素與系統(tǒng)之間的關(guān)系[3、4]。同時，利用系統(tǒng)動力學(xué)模型所分析出的因果關(guān)系，建立反饋環(huán)路圖，進(jìn)而建立系統(tǒng)性的存量/積量結(jié)構(gòu)模型，推理出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的數(shù)學(xué)邏輯關(guān)系。

二、 特高壓輸電線路設(shè)計進(jìn)度管理系統(tǒng)因素選擇分析

特高壓輸電線路工程的設(shè)計需依托于現(xiàn)場踏勘、參數(shù)計算、遙感測量技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)，并通過網(wǎng)絡(luò)平臺，將系統(tǒng)一次、送電電氣、送電結(jié)構(gòu)、通訊、技經(jīng)等各專業(yè)相連，從而形成綜合的設(shè)計管理。因此，在建立特高壓輸電線路工程設(shè)計進(jìn)度管理的系統(tǒng)動力學(xué)模型時，需要充分結(jié)合實際情況，利用多元化的方式，反映項目工期、投資、質(zhì)量、變更、決策等變量之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，實現(xiàn)模型本身的科學(xué)性與實效性，保障理論研究能夠有效指導(dǎo)實際項目。

影響設(shè)計進(jìn)度的因素，主要因素有以下三大類：

組織管理因素：組織管理模式，人力資源狀況，專業(yè)間配合，管理人員投入，設(shè)計人員投入，激勵等；

技術(shù)因素：設(shè)備材料變化，設(shè)計改進(jìn)，設(shè)計變更，相關(guān)工程設(shè)計經(jīng)驗等；

外部因素：青賠、征地受阻，路徑協(xié)議辦理，計劃調(diào)整，時間壓力等；

三、 特高壓輸電線路設(shè)計進(jìn)度管理系統(tǒng)動力學(xué)模型建立

（一） 模型邊界的界定和基本假設(shè)

本文研究的是特高壓輸電線路設(shè)計過程的進(jìn)度管理，故以國家電網(wǎng)某±800kV特高壓輸變電工程為例。此工程輸送容量為8000MW，某設(shè)計院承擔(dān)其中一段線路的設(shè)計，輸電長度約81km，設(shè)計啟動日期為2015年7月，計劃投產(chǎn)日期為2017年10月。設(shè)計工作包括現(xiàn)場終勘、成套設(shè)計、預(yù)算、施工配合。以整個設(shè)計項目為整體，分析項目的組織管理因素、技術(shù)因素、外部因素對，從而提升設(shè)計質(zhì)量與資源利用效率，保證設(shè)計進(jìn)度。

（二） 因果關(guān)系反饋模型

組織管理與工程建設(shè)兩者之間存在一種動力平衡，對這種平衡關(guān)系進(jìn)行科學(xué)、合理把握，能夠有效促進(jìn)資源的合理配置[5]。資源在實際應(yīng)用過程中所受到時間、數(shù)量以及質(zhì)量上的影響，工程建設(shè)能否與這三者之間實現(xiàn)有效配備對特高壓輸電線路工程項目管理效果有著重要的作用[6]。同時，項目的建設(shè)還受到外界因素的影響，例如電網(wǎng)建設(shè)政策變化、設(shè)備建材價格變化等等因素。外部任何一個細(xì)微的變動都有可能引發(fā)整個系統(tǒng)的劇烈變動，從而對工程建設(shè)造成影響。因此，需要在特高壓輸電線路工程工程設(shè)計進(jìn)度管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與變量之間對因果關(guān)系進(jìn)行創(chuàng)建，如下圖1所示：

圖1：特高壓輸電線路工程設(shè)計進(jìn)度管理系統(tǒng)因果關(guān)系反饋圖

從特高壓輸電線路工程項目設(shè)計進(jìn)度管理系統(tǒng)因果關(guān)系反饋圖中可以看出，將設(shè)計進(jìn)度作為研究對象，對進(jìn)度產(chǎn)生影響的共有17個變量，三個因果循環(huán)。積量結(jié)構(gòu)模型的建立

根據(jù)前文的因果循環(huán)分析及研究重點，選擇了系統(tǒng)變量中的"設(shè)計質(zhì)量"、"工作效率"、"設(shè)計變更""設(shè)計進(jìn)度"4個變量對系統(tǒng)運行影響進(jìn)行分析。觀察系統(tǒng)的運行，狀態(tài)變量"設(shè)計進(jìn)度"對"設(shè)計質(zhì)量"產(chǎn)生影響；工程經(jīng)驗、項目人力資源等因素通過影響"工作效率"從而對"設(shè)計進(jìn)度"產(chǎn)生累計的影響；而"設(shè)計質(zhì)量"的降低將導(dǎo)致"設(shè)計變更"的增加從而制約項目的"設(shè)計進(jìn)度"。通過繪制設(shè)計進(jìn)度管理系統(tǒng)的積量模型圖，將各變量之間的關(guān)系反映出來

結(jié)語：

本文在結(jié)合工程實際經(jīng)驗的基礎(chǔ)上建立了特高壓輸電線路工程設(shè)計進(jìn)度管理系統(tǒng)的因果關(guān)系反饋及積量模型圖。在下一步的工作中，將收集工程數(shù)據(jù)，確定模型中的各變量之間的動態(tài)方程，并與實際工程數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，檢測調(diào)整模型的適用性與精確度，為日后特高壓輸電線路工程的設(shè)計項目管理及策劃決策提供參考，從而提升工程的綜合效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉卉.淺談智能電網(wǎng)背景下的電力工程項目管理[J].科協(xié)論壇（下半月），2013，（4）：50-51.

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[3]王其藩.系統(tǒng)動力學(xué)[M].清華大學(xué)出版社，1994

[4]王佩玲.系統(tǒng)動力學(xué)-社會系統(tǒng)的計算機仿真方法[M].1994

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[6]雷榮軍，畢星.系統(tǒng)動力學(xué)在建設(shè)項目管理中的應(yīng)用[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報，2004，9（6）：72-75.