吳超　盧建昌

摘 要：輸變電工程是電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，在發(fā)電量持續(xù)上升的現(xiàn)實(shí)情況下，電網(wǎng)需要不斷擴(kuò)大以保證電力的正常輸送，保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展。本文針對(duì)輸變電工程從資本金現(xiàn)金流量、投資收益、運(yùn)行維護(hù)成本、過程造價(jià)等四個(gè)方面建立了經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并提出了基于熵權(quán)-TOPSIS法的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)模型，在此基礎(chǔ)上以泰州市某輸變電工程為實(shí)例進(jìn)行計(jì)算分析，驗(yàn)證了模型在經(jīng)濟(jì)性分析和評(píng)價(jià)方面 科學(xué)性和合理性。

關(guān)鍵詞：經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) ；輸變電工程；熵權(quán)；TOPSIS法

作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，近年來，電力行業(yè)已經(jīng)逐漸成為社會(huì)生產(chǎn)和生活的基本保證。面對(duì)日益增長(zhǎng)的社會(huì)電力負(fù)荷需求，國(guó)家電網(wǎng)積極進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)，不斷提高電力輸配送能力，輸變電建設(shè)項(xiàng)目可以緩解用電需求的供給壓力，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)輸變電工程項(xiàng)目實(shí)施情況進(jìn)行科學(xué)的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) ，有利于衡量項(xiàng)目的整體施工情況，并能為后續(xù)工程項(xiàng)目實(shí)施提供決策依據(jù)。

我國(guó)目前已經(jīng)展開了對(duì)輸變電工程項(xiàng)目的評(píng)價(jià)研究，文獻(xiàn)[1]從輸變電工程項(xiàng)目實(shí)施效果和管理水平兩個(gè)方面建立了綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并引入了雷達(dá)圖法以克服傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法在選取待評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)不夠協(xié)調(diào)的缺點(diǎn)，通過實(shí)例驗(yàn)證了改進(jìn)雷達(dá)圖法在項(xiàng)目評(píng)價(jià)中的可行性和優(yōu)越性；文獻(xiàn)[2]采用網(wǎng)絡(luò)分析法和模糊評(píng)價(jià)法建立模糊網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，在模型的構(gòu)建過程中考慮了風(fēng)險(xiǎn)維度，使用三角模糊數(shù)對(duì)模型進(jìn)行了改進(jìn)；文獻(xiàn)[3]采用層次分析法和熵權(quán)法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的組合權(quán)重，進(jìn)一步建立模糊可拓評(píng)價(jià)模型，以江蘇省某工程為算例，驗(yàn)證模型的科學(xué)性。文獻(xiàn)[4]從市場(chǎng)需求、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、技術(shù)水平、工程造價(jià)、路徑合理性等五個(gè)方面出發(fā)，構(gòu)建了輸變電工程綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，并使用模糊層次分析法進(jìn)行建模。本文對(duì)已有文獻(xiàn)進(jìn)行深入研究，結(jié)合實(shí)際情況，構(gòu)建了一個(gè)全面、科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)的輸變電工程綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將熵權(quán)與TOPSIS法結(jié)合建立了一個(gè)科學(xué)規(guī)范的綜合評(píng)價(jià)模型，并通過實(shí)際算例驗(yàn)證了模型的合理性。

一、輸變電工程評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

經(jīng)過對(duì)理論的研究和實(shí)際項(xiàng)目的分析，可以建立如表1所示的指標(biāo)體系，作為評(píng)價(jià)輸變電工程的基礎(chǔ)。

二、基于熵權(quán)-TOPSIS的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) 模型

本文將熵權(quán)法和TOPSIS法進(jìn)行了有效的結(jié)合，這兩種方法的結(jié)合有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）降低評(píng)判的主觀性。（2）標(biāo)準(zhǔn)合理有效，貼合實(shí)際。（3）以評(píng)價(jià)業(yè)績(jī)?yōu)槟康模_(dá)到改進(jìn)業(yè)績(jī)的目的。

（一）熵權(quán)法的基本原理

設(shè)有M個(gè)待評(píng)對(duì)象，n項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣為X=（xij）nm ，對(duì)于某項(xiàng)指標(biāo)j，若各待評(píng)對(duì)象的指標(biāo)值xij間的差距越大，則該指標(biāo)在經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) 中所起的作用就越大；反之作用越小。

在信息論中，信息熵是系統(tǒng)無序程度的度量，其表達(dá)式為

H（x）=∑mi=1p（xi）lnp（xi）

式中，xi 為第i個(gè)狀態(tài)值（總共有M個(gè)狀態(tài)）；p（xi） 為出現(xiàn)第i個(gè)狀態(tài)值的概率。

在指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣X中，某項(xiàng)指標(biāo)值差異程度越大，信息熵越小，則該指標(biāo)的權(quán)重越大；反之，某項(xiàng)指標(biāo)值的差異程度越小，信息熵越大，則該指標(biāo)的權(quán)重越小。所以，可以根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)的差異程度，利用信息熵對(duì)各指標(biāo)初步給定的權(quán)重調(diào)整，做到動(dòng)態(tài)賦權(quán)。調(diào)整權(quán)重的步驟如下：

（1）計(jì)算指標(biāo)值xij 在指標(biāo)j下的權(quán)重p（xij） ：

p（xij）=xij∑mi=1Xij

（2）計(jì)算指標(biāo)j的熵值ej ：

ej=-k∑mi=1p（xij）lnp（xij）

式中：k>0，ej0 。若xij 對(duì)于給定的j全部相等，則p（xij）=xij∑mi=1xij=1m ，此時(shí)ej 取極大值，即ej=-k∑mi=11mln1m=klnm 。其中：k=1lnm ，有0

（3）計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的差異系數(shù)

根據(jù)公式：gj=1-ej

（二） TOPSIS法

TOPSIS法（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution）作為一種逼近理想解的多目標(biāo)決策方法，TOPSIS法的基本思想在于要先確定一個(gè)理想解和一個(gè)負(fù)理想解，然后，把實(shí)際可行解與理想解和負(fù)理想解作比較，即計(jì)算某一方案與最優(yōu)方案和最劣方案之間的加權(quán)歐氏距離，進(jìn)行方案排隊(duì)，如果某個(gè)評(píng)價(jià)方案最靠近理想解，同時(shí)又遠(yuǎn)離負(fù)理想解，那么這個(gè)評(píng)價(jià)方案為最優(yōu)方案。

（三） 基于熵權(quán)-TOPSIS的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)模型

在上文基于熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重的基礎(chǔ)上，需要利用TOPSIS法對(duì)輸變電工程進(jìn)行整體評(píng)價(jià)，具體評(píng)價(jià)的過程如下：

1、對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理

根據(jù)上文信息，有m個(gè)指標(biāo)的等級(jí)，n個(gè)指標(biāo)。在上面計(jì)算的基礎(chǔ)上，根據(jù)公式：

R=P11KP1nWnMOMPmlW1LPmnWn=r11Kr1nMOMrmlLrmn

得到加權(quán)規(guī)范化矩陣。

2、確定正理想解和負(fù)理想解

正理想解是最接近理想的、最優(yōu)的值的虛擬解，負(fù)理想解釋最接近理想、最差的虛擬值，計(jì)算公式如下：

r+j={（max1≤j≤mrij|j∈J1），（max1≤j≤mrij|j∈J2）|i=1，2，K，m}

r-j={（max1≤j≤mrij|j∈J1），（max1≤j≤mrij|j∈J2）|i=1，2，K，m}

其中，J1為效益型指標(biāo)集；J2為成本型指標(biāo)集。V+為效益型指標(biāo)集的正理想解和負(fù)理想解；V-為成本型指標(biāo)集的正理想解和負(fù)理想解。

最后，對(duì)歐式距離進(jìn)行計(jì)算：

d+1=∑nj=1（rij-r+j）2（i=1，2，K，m）

d-1=∑nj=1（rij-r-j）2（i=1，2，K，m）

3、確定相對(duì)接近度

根據(jù)公式

Ci=d+id+i+d-i（i=1，2，K，m）

基于以上公式，確定研究對(duì)象個(gè)指標(biāo)到正、負(fù)理想解的距離，該歐式距離就代表評(píng)價(jià)對(duì)象與理想狀況的接近程度，因而，計(jì)算的距離就代表評(píng)價(jià)對(duì)象的優(yōu)劣程度，進(jìn)而對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行排序。其中，計(jì)算的距離越小，就代表越接近理想程度，就代表評(píng)價(jià)對(duì)象越優(yōu)，排名也相對(duì)靠前。

三、算理分析

以泰州市某輸變電工程為算例，對(duì)上述模型進(jìn)行驗(yàn)證。

（一）經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)分析

1、項(xiàng)目營(yíng)運(yùn)性分析。項(xiàng)目營(yíng)運(yùn)性分析主要包括資本金現(xiàn)金流量分析以及相關(guān)投資分析兩部分。

（1）資本金現(xiàn)金流量?？紤]電費(fèi)適當(dāng)加價(jià)，在將來的25年間，包括5年建設(shè)期和20年運(yùn)行期，相應(yīng)的建設(shè)的現(xiàn)金流量情況如下表2所示：

（2）投資收益?？紤]電費(fèi)適當(dāng)加價(jià)，未來25年內(nèi)（項(xiàng)目建設(shè)期5年，運(yùn)營(yíng)期20年）規(guī)劃區(qū)“十三五”配網(wǎng)建設(shè)改造工程投資收益表如下表3所示：

從上表中可以看出，若考慮電費(fèi)加價(jià)103元/千千瓦時(shí)，即0.103元/千瓦時(shí)，相應(yīng)的靜態(tài)投資資金會(huì)在16.65年后收回；與此同時(shí)，動(dòng)態(tài)資金將會(huì)在投資的24.45年后收回。

2、項(xiàng)目成本分析

（1） 運(yùn)行維護(hù)成本。興化興西110千伏輸變電工程建設(shè)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)從而降低了設(shè)備故障率減少了維修成本，高級(jí)功能的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了無人值班減少了值守人力成本。采用采用節(jié)能燈具實(shí)施綠色照明以及智能通風(fēng)系統(tǒng)，大大減少了站用電量有效的降低了站用電成本。將該輸變電工程建成后的運(yùn)行檢修數(shù)據(jù)與同等規(guī)模和同等建設(shè)水平的常規(guī)配網(wǎng)工程進(jìn)行對(duì)比，分析本工程建設(shè)所降低的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，如表4所示。

通過表3-3可以清晰的對(duì)比顯示，相對(duì)常規(guī)輸變電工程工程運(yùn)行維護(hù)成本各項(xiàng)指標(biāo)水平，興化興西110千伏輸變電工程運(yùn)行維護(hù)成本大大降低反映了其經(jīng)濟(jì)性，由于實(shí)現(xiàn)了無人值班，因此值班人員減少6-7名，大大節(jié)約了值守成本。

（2）過程造價(jià)。根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際的設(shè)備價(jià)格和工程施工報(bào)價(jià)情況，主要要求相關(guān)主設(shè)備如架空線路、箱式變電站等設(shè)備能夠滿足當(dāng)?shù)氐淖畹驮靸r(jià)標(biāo)準(zhǔn)，從該工程的造價(jià)話費(fèi)來講，經(jīng)過專家論證，在不考慮其他影響，單與當(dāng)?shù)卦靸r(jià)比較，可知，該輸變電工程在費(fèi)用花費(fèi)方面均符合相關(guān)規(guī)定，費(fèi)用話費(fèi)分布在合理范圍之內(nèi)。

（二） 確定評(píng)價(jià)評(píng)語等級(jí)

結(jié)合輸變電工程項(xiàng)目自身特點(diǎn)，建立輸變電工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) 標(biāo)準(zhǔn)如表5所示。

（二）評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分

根據(jù)公式：

xi=1n∑nm=1um

xi表示的是指標(biāo)i的得分；um表示的專家m相關(guān)指標(biāo)的打分；專家個(gè)數(shù)用n表示。

得到各個(gè)指標(biāo)的得分以后，判斷各個(gè)指標(biāo)的評(píng)語集歸屬。聘請(qǐng)輸變電工程領(lǐng)域的20位專家對(duì)該項(xiàng)目中各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分，計(jì)算得出相應(yīng)的隸屬度。結(jié)果匯總?cè)绫?-2所示：

（三）模型計(jì)算

根據(jù)第二節(jié)熵權(quán)-TOPSISI綜合評(píng)價(jià)模型計(jì)算該輸變電工程的相對(duì)貼近度，限于篇幅因素，本文只列出計(jì)算步驟中的權(quán)重值與最終的相對(duì)貼近度計(jì)算結(jié)果，如表3-3，3-4所示：

xi表示的是指標(biāo)i的得分；um表示的專家m相關(guān)指標(biāo)的打分；專家個(gè)數(shù)用n表示。

得到各個(gè)指標(biāo)的得分以后，判斷各個(gè)指標(biāo)的評(píng)語集歸屬。聘請(qǐng)輸變電工程領(lǐng)域的20位專家對(duì)該項(xiàng)目中各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分，計(jì)算得出相應(yīng)的隸屬度。結(jié)果匯總?cè)绫?所示：

（四）模型計(jì)算

根據(jù)第二節(jié)熵權(quán)-TOPSISI經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) 模型計(jì)算該輸變電工程的相對(duì)貼近度，限于篇幅因素，本文只列出最終的相對(duì)貼近度計(jì)算結(jié)果，如表7所示：

（五）結(jié)果分析

根據(jù)相對(duì)接近度越小，評(píng)價(jià)對(duì)象的排名越靠前，指標(biāo)等級(jí)越好的原則，指標(biāo)等級(jí)為優(yōu)秀的接近度為0.0245，指標(biāo)等級(jí)為良好的接近度為0.0451，指標(biāo)等級(jí)為一般的接近度為0.9606。因此，該輸變電工程項(xiàng)目最終的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) 等級(jí)為優(yōu)秀，符合項(xiàng)目建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，具備良好的可行性。

四、 結(jié)論

本文從經(jīng)濟(jì)性角度切入，對(duì)泰州市某輸變電工程進(jìn)行評(píng)價(jià)分析?；谫Y本金現(xiàn)金流量、投資收益、運(yùn)行維護(hù)成本、過程造價(jià)四項(xiàng)指標(biāo)，構(gòu)建輸變電工程的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用熵權(quán)-TOPSIS法建立數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行計(jì)算，最終得出評(píng)價(jià)結(jié)果。通過結(jié)果可以證明，采用熵權(quán)-TOPSIS法可以準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)輸變電工程的經(jīng)濟(jì)性，為輸變電工程的成本性、經(jīng)濟(jì)性分析和投資決策提供參考。 （作者單位：華北電力大學(xué)）

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