劉俊浩

(梅州市威華水利水電建設工程有限公司，廣東 梅州 514299)

正確評估投資成本對小型水電站建設項目至關重要[1-3]。一般來說，項目建設成本可以分成兩部分。其一是土木工程(土地采購、基礎設施、勞動力等)費用，費用高度依賴項目所在地條件(例如當?shù)匚镔Y和勞動力費用等)，因此該部分在不同項目之間差別較大，且較難估算[4]。其二是機電設備成本，如文獻研究所示，可更精確地估算機電設備的成本。

成本估算方法始終是國內外相關領域專家學者的研究熱點。王敦敏[5]將Vague熵方法與熵權法結合來確定屬性權重認為該方法能有效降低軟件成本估算誤差,提高估算準確度。侯金惠[6]運用層次分析法來選取工程特征向量,對所選取的36組相似已建綠色建筑工程樣本數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡的訓練與仿真,證實RBF神經(jīng)網(wǎng)絡法在綠色建筑工程造價成本估算中的應用前景。王楠[7]采用基于皮爾遜相關系數(shù)的相似度量方法,結合TOPSIS方法軟件成本進行類比估算。周舟等[8]最后通過逐步回歸法篩選出最能體現(xiàn)制造復雜度特性的說明性變量,構建出針對于美軍戰(zhàn)斗機/攻擊機的制造復雜度模型。呂倩[9]建立基于最大Lyapunov指數(shù)的預測模型，該模型對短期內高速鐵路環(huán)境成本預測具有準確性和適應性,可以顯著提高估算的精確性。李素芳[10]建立了兩種基于灰色系統(tǒng)理論的成本估算模型:GM(1,1)模型和波形預測模型;并通過實際的案例,將這兩種模型的結果進行比較。呂毅[11]提出了一種以結構設計重量為主要驅動因素的制造成本估算模型，估算成本與實際制造成本的偏差為10.8%。孫勝祥等[12]推導得出基于可維護性的裝備軟件成本估算模型,并通過對某裝備軟件項目的成本進行實證分析，模型操作簡便,適用性較好。田鈺等[13]基于CBR技術建立了一個工程施工成本估算模型,能夠快速生成待估工程的施工成本。楊抒等[14]非參數(shù)自助法對優(yōu)化的S-PSO加權類比估算模型穩(wěn)定性進行評估。研究結果表明,該模型具有較好的穩(wěn)定性。趙倩純等[15]研究了BIM中基于蒙特卡羅模擬的成本估算模型，蒙特卡羅模擬使得龐大的計算量可通過處理機核的數(shù)量的增加而化解。

小型水力發(fā)電廠的機電設備費用通常占總預算的30%～40%。在現(xiàn)有小型水電裝置的條件下，機電設備成本是項目建設的主要費用[16]。因此，本文通過分析比較不同成本估算模型，為小型水電站機電設備的投資成本評估提供參考。

1 方 法

為了方便比較，備選成本函數(shù)模型變形為統(tǒng)一的指數(shù)形式，即成本(C，k＄)是指數(shù)函數(shù)的乘積，其機電設備功率(P,kW)和凈水頭(H,m)是估算基礎，而根據(jù)實際數(shù)據(jù)得到的不同常數(shù)系數(shù)是其兩個變量的指數(shù)[17]，如式(1)所示：

C=a·Pb·Hc

(1)

式中：a、b、c是常數(shù)系數(shù)。文獻[18-19]將成本以指數(shù)形式給出，使用美元(＄)作為成本結算貨幣(年份匯率需換算)。

國外科學家于20世紀70年代末首次提出了用于估算機電設備成本的模型[20]。迄今為止，為節(jié)省成本開發(fā)了許多計算模型。各類計算模型基本是以水利水電工程價值和凈水頭兩方面為出發(fā)點[21],根據(jù)查閱相關文獻資料，找到了其中5種成本估算模型，編號I～V，見表1。

表1 文獻小水電機電設備成本估算模型比較

2 結果與討論

根據(jù)表1中的模型，模擬了機電設備功率和凈水頭成本。獲得的結果如圖1和圖2所示。圖1顯示了3個凈水頭(5 m、25 m和100 m)機電設備功率的成本。圖2顯示了4個輸出功率(5 kW、100 kW、500 kW、2000 kW)的凈水頭成本。

圖1 不同凈水頭小型水利水電設備成本模型

圖1表明，使用模型I～V獲得的結果可能存在很大差異。特別是模型IV突出了每一個凈水頭值，由此估計的機電設備的成本要比其他模型高得多。僅針對小水頭值，模型II給出了類似的結果。此外，模型II也較其他模型具有優(yōu)勢，估計值雖然不及模型IV，但仍明顯高于剩余3種模型。模型III、模型I以及模型V得出的結果彼此更接近，但仍有相當大的差異。

圖2證實了基于圖1得出的結論，即使用各種模型獲得的估計值存在顯著差異。排除機電設備功率和凈水頭非常小的情況，模型IV給出了最高的預測值。根據(jù)不同預測模型，預測成本的下降速率隨凈水頭的增加而減少。例如，對于初始成本不同，相同功率(500 kW)條件下，將凈水頭從5 m增加到100 m，理論上模型I，模型III，模型V可使成本降低約65%，模型II可使成本降低約50%，模型IV可使成本降低27%。由圖1 也可分析得出的關于成本波動的相同結論。由于機電設備功率的增加而導致的成本增加，不同的計算模型可能得到的差距較大的結果。文獻研究表明[15-17]，用不同的方法得到的理論值與實際的小水電機電設備成本也有明顯的差異：與實際成本的比較顯示，成本經(jīng)常被低估或高估了。因此，在可研階段，應當使用適合于小型水電站機電設備投資成本估算模型；同時，還應該進行更多關于此類問題的個案研究。

圖2 不同機電設備功率凈水頭成本模型

3 結 論

基于本文所做的研究可知:使用不同的模型可以估算小型水電站機電設備的投資成本，得到的結果存在顯著差異。建議謹慎使用分析過的模型，在計劃投資建設過程中，宜盡可能將適當?shù)膫€案設計對比研究。有必要在對小型水電站投資的基礎上進行廣泛研究，建立相應研究數(shù)據(jù)庫。