基于直覺(jué)模糊集理論的柔直工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型研究

梁敏欣 LIANG Min-xin；張琦 ZHANG Qi

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局，廣州 510000）

0 引言

隨著我國(guó)大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電、光伏等可再生能源，在要求外送通道中可再生能源電量占比50%以上要求下，常規(guī)的交流送出方式由于無(wú)法滿足遠(yuǎn)距離輸送，規(guī)模小、造價(jià)高等問(wèn)題，存在一定限制[1，2]。柔性技術(shù)能夠填補(bǔ)交流送出方式無(wú)法大規(guī)模外送需求等特點(diǎn)，在張北柔性直流電網(wǎng)等工程中得到了較好的應(yīng)用[3，4]。因此，亟需結(jié)合柔性技術(shù)特點(diǎn)，多維度挖掘影響電網(wǎng)工程的風(fēng)險(xiǎn)因素，規(guī)避電網(wǎng)工程的造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。

近年來(lái)，許多學(xué)者針對(duì)考慮柔性技術(shù)的電網(wǎng)工程展開了研究。文獻(xiàn)[5]以±320kV 廈門柔性直流輸電科技示范工程為研究對(duì)象，揭示了換流變閥側(cè)單相接地故障時(shí)，網(wǎng)側(cè)交流斷路器無(wú)法快速切除故障和網(wǎng)側(cè)單相接地短路電流超標(biāo)兩個(gè)問(wèn)題。文獻(xiàn)[6]指出了柔直系統(tǒng)無(wú)法主動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸送的有功功率、風(fēng)電機(jī)組調(diào)節(jié)過(guò)慢而導(dǎo)致的直流側(cè)過(guò)壓?jiǎn)栴}，而實(shí)際工程中通過(guò)采用耗能裝置進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)。文獻(xiàn)[7]針對(duì)柔直換流站連接弱交流電網(wǎng)外環(huán)控制器參數(shù)解析計(jì)算及其限制因素分析展開了研究。還有一些學(xué)者考慮柔直技術(shù)下的電網(wǎng)工程造價(jià)水平展開了研究。文獻(xiàn)[8]對(duì)電網(wǎng)工程全過(guò)程造價(jià)咨詢的概述進(jìn)行分析，提出了電網(wǎng)工程各階段的工程造價(jià)管理對(duì)策。文獻(xiàn)[9]利用統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)對(duì)電網(wǎng)生產(chǎn)技術(shù)改造工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)展開了評(píng)估。文獻(xiàn)[10]指出了電網(wǎng)工程投資規(guī)模大、采購(gòu)計(jì)劃復(fù)雜、施工周期較長(zhǎng)等現(xiàn)實(shí)因素，揭示了電網(wǎng)工程造價(jià)管理存在的問(wèn)題。文獻(xiàn)[11]給出了海上柔性直流送出系統(tǒng)典型方案的單位容量投資水平以及投資構(gòu)成，提出了海上柔性直流送出系統(tǒng)造價(jià)水平控制的關(guān)鍵因素和要點(diǎn)。通過(guò)上述研究成果可知，從柔性技術(shù)參與電網(wǎng)工程展開研究的同時(shí)，指出了在電網(wǎng)全過(guò)程造價(jià)管理中將面臨諸多問(wèn)題，需加以關(guān)注和深入研究。

基于此，現(xiàn)有研究成果著重探討了柔直工程下的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)層面帶來(lái)的相關(guān)問(wèn)題，但是工程全過(guò)程造價(jià)也是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本文結(jié)合柔性技術(shù)下的電網(wǎng)工程特性，從前期決策風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備風(fēng)險(xiǎn)、建設(shè)施工風(fēng)險(xiǎn)、生產(chǎn)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)四個(gè)維度識(shí)別了工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，利用直覺(jué)模糊集理論對(duì)處理不確定指標(biāo)展現(xiàn)的相關(guān)優(yōu)勢(shì)，建立了電網(wǎng)工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，選取某示范工程進(jìn)行算例分析，有效驗(yàn)證了提出模型的有效性和可行性。

1 構(gòu)建柔直工程的造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.1 柔直工程造價(jià)特點(diǎn)

相較于常規(guī)直流輸電而言，柔直工程建設(shè)時(shí)間較短、輸送功率較?。?-1000MW）、占地面積小，向無(wú)源網(wǎng)絡(luò)送電，但是柔直工程單位建造成本較高[12]?；谌嶂惫こ倘^(guò)程精準(zhǔn)分析其造價(jià)水平，如圖1。

由圖1 可知，在柔直工程造價(jià)管理整個(gè)過(guò)程中，前期決策階段對(duì)整個(gè)工程起到了關(guān)鍵作用，能夠指導(dǎo)后續(xù)階段的健康發(fā)展；初步設(shè)計(jì)階段由設(shè)計(jì)單位提供柔直工程設(shè)計(jì)方案，避免出現(xiàn)偏差，增加柔直工程造價(jià)水平；竣工階段將是整個(gè)柔直工程的結(jié)尾步驟，對(duì)整體柔直工程進(jìn)行成本結(jié)算、評(píng)價(jià)審查。

1.2 柔直工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

本文基于柔直工程全過(guò)程造價(jià)管理特點(diǎn)，從前期決策、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、建設(shè)施工、竣工驗(yàn)收四個(gè)維度考慮9 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，設(shè)計(jì)柔直工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[13]，具體見(jiàn)表1。

表1 柔直工程全過(guò)程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 基于直覺(jué)模糊集理論建立柔直工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

2.1 直覺(jué)模糊集理論

20 世紀(jì)初，Atanassov 學(xué)者在模糊理論基礎(chǔ)上，考慮了“猶豫”狀態(tài)，能夠有效提高其評(píng)價(jià)精度，即直覺(jué)模糊集理論，如下所述[14]。

式中，A 為直覺(jué)模糊數(shù)。

定義2：X 中元素x 屬于A 的猶豫度或不確定度，即：

2.2 建立評(píng)估模型

2.2.1 構(gòu)建直覺(jué)模糊判斷矩陣[15]

在柔直工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，對(duì)從屬于上一層每個(gè)指標(biāo)的同層指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，得到直覺(jué)模糊判斷矩陣，即：

其中，i 和j 表示直覺(jué)模糊判斷矩陣的行和列。

為量化描述柔直工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要性程度，定義相應(yīng)的評(píng)分標(biāo)度[12]，即直覺(jué)模糊數(shù)，見(jiàn)表2。

表2 評(píng)價(jià)標(biāo)度及其含義

2.2.2 檢驗(yàn)一致性及修正

對(duì)直覺(jué)模糊判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)[14]，即：

2.2.3 計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)直覺(jué)模糊一致性判斷矩陣，計(jì)算各指標(biāo)對(duì)上一層的權(quán)重[14]，即：

2.2.4 綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，進(jìn)行信息集結(jié)和加權(quán)處理，即：

得到柔直工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)的綜合評(píng)價(jià)，即：

3 算例分析

為驗(yàn)證提出模型的有效性和選取指標(biāo)的合理性，選取了某典型柔直工程示范項(xiàng)目進(jìn)行算例分析。

本文首先邀請(qǐng)6 位同行業(yè)專家依照表2 給出了評(píng)分標(biāo)度，得到典型柔直示范工程初始數(shù)據(jù)，經(jīng)算術(shù)平均得出典型柔直工程各層指標(biāo)間的直覺(jué)偏好關(guān)系，具體如下：

①構(gòu)建一級(jí)指標(biāo)的直覺(jué)模糊判斷矩陣，即：

②構(gòu)建二級(jí)指標(biāo)的直覺(jué)模糊判斷矩陣，即：

同理，可得到其他指標(biāo)的直覺(jué)模糊判斷矩陣。對(duì)上述直覺(jué)模糊矩陣進(jìn)行變換后，得到直覺(jué)模糊一致性判斷矩陣，即：

同理，計(jì)算出各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重基礎(chǔ)上，每個(gè)指標(biāo)的總權(quán)重，即：

得到柔直工程的總權(quán)重，見(jiàn)表3。

表3 總權(quán)重表

進(jìn)一步對(duì)柔直工程示范項(xiàng)目進(jìn)行信息集結(jié)，即：

得到，該柔直工程示范項(xiàng)目的綜合評(píng)價(jià)值，即：

在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步判斷各指標(biāo)對(duì)柔直工程示范項(xiàng)目產(chǎn)生的影響程度，具體見(jiàn)表4。

表4 一級(jí)指標(biāo)對(duì)柔直工程產(chǎn)生的影響程度

由表4 可知，影響該柔直工程的指標(biāo)順序，即A3?A4?A1?A2，也就是說(shuō)建設(shè)施工風(fēng)險(xiǎn)對(duì)柔直工程的綜合效益產(chǎn)生較大影響，依次是竣工驗(yàn)收風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)、前期決策風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)等。因此，柔直工程項(xiàng)目的全面投資建設(shè)更加注重工程內(nèi)部帶來(lái)的影響，應(yīng)加以管控，盡可能降低柔直工程帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

全面評(píng)價(jià)柔直工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)，為柔直工程的造價(jià)管控提供有益的探索。通過(guò)深入分析柔直工程全過(guò)程造價(jià)特性，得到了如下結(jié)論，如下所述：①?gòu)那捌跊Q策風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備風(fēng)險(xiǎn)、建設(shè)施工風(fēng)險(xiǎn)、竣工驗(yàn)收風(fēng)險(xiǎn)四個(gè)維度考慮了9 個(gè)造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，設(shè)計(jì)了柔直工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。②基于直覺(jué)模糊集理論對(duì)處理不確定指標(biāo)權(quán)重具有顯著優(yōu)勢(shì)，本文建立了柔直工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，并選取典型柔直工程展開實(shí)例分析，指出影響柔直工程內(nèi)部各個(gè)指標(biāo)對(duì)其造價(jià)水平產(chǎn)生巨大的影響。