朱學(xué)文，裴愛華，彭 飛，張 偉

（1.南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510663；2.超高壓輸電公司，廣東 廣州 510620；3.南方電網(wǎng)能源發(fā)展研究院；廣東 廣州 510530；4.華中科技大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院，湖北 武漢430074，E-mail：zhang_wei98@hust.edu.cn）

電力是保障經(jīng)濟社會發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)，電力工程是國家基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分[1]，是國家推動經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐[2]。重大電力工程是國之重器，在國家電力生產(chǎn)供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮中樞節(jié)點的作用。如烏東德送電廣東廣西特高壓多端直流示范工程（簡稱昆柳龍工程）是十九大以來我國建成的首個特高壓多端直流示范工程，是國家西電東送戰(zhàn)略和構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系的重要組成部分[3]。再如，云貴互聯(lián)通道工程是連接云貴粵三省的世界首個±500kV 三端直流輸電工程，是西部電力輸送到粵港澳大灣區(qū)的主要通道[4]。但與此同時，這些重大電力工程項目的目標管理、組織協(xié)調(diào)、風(fēng)險控制等方面的難度也極高。如何健全工程建設(shè)目標管控體系，完善重大電力項目管理制度，以促進安全、可靠、綠色、高效、智能的現(xiàn)代化電網(wǎng)建設(shè)是一個亟待研究的問題。

1 重大電力工程系統(tǒng)管控的基本框架

1.1 重大電力工程及其管理特點

重大電力工程在規(guī)模、技術(shù)、環(huán)境等方面的復(fù)雜性，使得傳統(tǒng)的以四階段（決策、設(shè)計、施工、運營）、五目標（安全、質(zhì)量、進度、費用、環(huán)保）、五要素（人、機、料、法、環(huán)）為核心的項目管理基本框架和分項控制的管理模式呈現(xiàn)出明顯的局限性，同時也面臨諸多挑戰(zhàn)。

（1）規(guī)模大、工期緊。如昆柳龍工程總投資242.49 億元，直流線路長1452km，8 個柔直閥廳屋蓋網(wǎng)架總面積達5.2 萬m2，電力建設(shè)規(guī)模史上最大；昆北換流站填方量達220 萬方，國內(nèi)單個換流站填方最大。線路高山大嶺區(qū)域占比50%以上，交叉跨越2691 回次，但建設(shè)工期僅有20 個月，又遇到疫情影響，工期控制壓力極大。

（2）技術(shù)復(fù)雜、研發(fā)困難。昆柳龍工程電壓等級±800kV，輸送容量8000MW；云貴互聯(lián)工程電壓等級±500kV，輸送容量3000MW。這些工程集特高壓多端、特高壓大容量柔直、特高壓常直柔直混合系統(tǒng)、特高壓柔直應(yīng)用于長距離架空線路等復(fù)雜、前沿的電網(wǎng)技術(shù)于一體，給工程建設(shè)和技術(shù)研發(fā)帶來巨大挑戰(zhàn)。

（3）質(zhì)量和穩(wěn)定性要求高。大型輸送電工程一旦發(fā)生雙極閉鎖，送受端電網(wǎng)將出現(xiàn)最大8000 MW 的不平衡功率，穩(wěn)控系統(tǒng)的性能要求需達到最大切除送端8000MW 負荷和受端2300MW 負荷，對土建、電氣設(shè)備的質(zhì)量和穩(wěn)定性要求極高。

（4）環(huán)境復(fù)雜、協(xié)調(diào)困難。長距離輸送電工程跨越礦產(chǎn)資源富集區(qū)及經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，常遇到征地拆遷補償、施工受阻等情況。加上近幾年工程遇到突發(fā)的新冠肺炎疫情，在人員返崗、物資供應(yīng)、交通運輸、疫情防控等方面都面臨巨大的挑戰(zhàn)。

1.2 重大電力工程系統(tǒng)管控的基本框架

重大電力建設(shè)工程在規(guī)模、組織、技術(shù)、環(huán)境等方面的復(fù)雜性，決定了其管理必須引入更具科學(xué)性和系統(tǒng)性的思維和方法。系統(tǒng)思維，是指將一個綜合性的事物或問題看作包含許多具體因素的有機整體，運用分解、整合、關(guān)聯(lián)分析等方法分析這些因素的層次結(jié)構(gòu)、相互關(guān)聯(lián)、相對重要性和脆弱性等，從中識別關(guān)鍵因素、脆弱因素、演化路徑等，為生產(chǎn)和管理實踐提供決策支持的分析和研究方法[5]。系統(tǒng)思維就是要綜合考慮項目實施的全壽命周期不同階段、多目標、各方參建主體和人機料法環(huán)各類要素的管理，從工程本體、目標管理、組織協(xié)調(diào)、技術(shù)支撐等維度，將重大電力工程項目看作一個系統(tǒng)，分解為工程分解、安全管理、質(zhì)量管理、進度管理、費用管理、環(huán)保管理、組織協(xié)調(diào)、科技支撐8 個子系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)包括具體的管理制度、方法和內(nèi)容，基本框架如圖1 所示。

圖1 重大電力工程系統(tǒng)管控模型框架

2 重大電力工程系統(tǒng)管控績效評價模型

2.1 評價指標體系構(gòu)建

在重大電力工程建設(shè)過程中，應(yīng)建立過程跟蹤績效評價和結(jié)果反饋機制，實現(xiàn)績效管理良性循環(huán)和績效管理體系的持續(xù)改進?；? 維度8 子系統(tǒng)管控的基本框架，結(jié)合南方電網(wǎng)公司對重大工程項目管理的目標要求，參考PRINCE2、PMBOK 等在項目管理方面國際知名標準和指南，構(gòu)建了重大電力工程系統(tǒng)管控的綜合績效評價指標體系，如表1（第1、第3 列）所示。

表1 重大電力工程項目綜合績效評價指標與綜合權(quán)重

（1）結(jié)構(gòu)分解。包括兩個方面：EBS（Engineering Breakdown Structure）即工程結(jié)構(gòu)分解，指按專業(yè)構(gòu)成將電力工程分解為土建（含地基基礎(chǔ)、鋼筋、混凝土等）、線路塔架、電氣設(shè)備等組成部分[6]。WBS（Work Breakdown Structure）即工作任務(wù)分解，指將電力工程建設(shè)分解為勘察、設(shè)計、招標、采購、施工、試運行、驗收等主要階段及相應(yīng)的工作任務(wù)。

（2）安全、質(zhì)量、進度、費用和環(huán)保五大目標的統(tǒng)籌管理。分別從健全管理體系、完善管理制度、落實管理方法、夯實管理效果等方面來實現(xiàn)。每個目標均要建立計劃、實施、檢查和糾偏（PDCA，Plan，Do，Check，Action）的管理閉環(huán)，且5 項目標的實現(xiàn)應(yīng)較為均衡，達到多目標綜合最優(yōu)的最終效果[7]。

（3）組織協(xié)調(diào)。包括4 個方面：OBS（Organization Breakdown Structure）指建立合理的工程項目組織結(jié)構(gòu)；管理履職指各參建方應(yīng)切實履行質(zhì)量、安全等管理職責(zé)；協(xié)調(diào)機制指秉承伙伴關(guān)系（Partnering）理念，建立協(xié)作、暢通的協(xié)調(diào)機制；黨建引領(lǐng)指做好黨建和文化建設(shè)，在特殊環(huán)境（如疫情期間）下發(fā)揮先鋒模范作用。

（4）科技支撐。一是做好四新技術(shù)（新技術(shù)、新工藝、新材料、新方法）應(yīng)用，切實提高工效，保證質(zhì)量安全；二是運用智慧工地技術(shù)，包括信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、實名制系統(tǒng)等做好施工現(xiàn)場管理；三是積極探索云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動通訊、智能化等新型信息技術(shù)在電力工程施工中的應(yīng)用。

2.2 基于G1 法的指標權(quán)重計算

比較層次分析法、熵權(quán)法、G1 法等，選定G1法計算指標權(quán)重，其優(yōu)勢在于可充分吸納專家組的集體意見。G1 法通過兩兩比較的方法判定指標的相對重要性，其計算結(jié)果具有較好的一致性[8]，具體計算步驟如下：

（1）確定各級指標的重要性序關(guān)系。專家按重要性對該級指標進行排序，記為X={x1，x2，…，xn}。

（2）確定各層級中相鄰指標的相對重要程度。專家依據(jù)表2 對相鄰指標的相對重要性進行打分，記為rk。rk為指標xk-1與指標xk的重要性之比，即：

式中，ωk-1，ωk表示指標xk-1與xk的權(quán)重值。

（3）分層級計算該層指標的初始權(quán)重。獲得所有的rk值后，計算第k個指標的初始權(quán)重ωk，再計算其他因素的權(quán)重ωk-1。

（4）計算各指標綜合權(quán)重。利用下式計算綜合權(quán)重：

式中，W表示各指標的綜合權(quán)重向量集；Wa為上一層級指標的初始權(quán)重向量集；Wb為本層級指標的初始權(quán)重向量集。

為確保評價工作的準確性，減輕G1 法主觀性的影響，本次評價中各項指標的重要性排序及重要程度評分由南方電網(wǎng)能源發(fā)展研究院組織7 位長期從事電力工程項目管理工作的外部專家完成，專家的基本信息如表3 所示。在獲得所有的rk值后，按照上述步驟，運用式（2）～式（4）計算各指標的綜合權(quán)重，結(jié)果如表1 所示。

表3 專家基本信息

3 重大電力工程系統(tǒng)管控實踐及評價

3.1 昆柳龍工程系統(tǒng)管控實踐

昆柳龍直流工程是世界首個特高壓柔性直流工程、特高壓多端混合直流工程，也是《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃（2016～2020 年）》明確的國家特高壓多端直流示范工程。該工程±800 千伏直流線路全長1452km，途徑云南、貴州、廣西、廣東等4省區(qū)、15 市州和38 縣區(qū)，采用常規(guī)直流加柔性直流的多端混合直流輸電技術(shù)，歷經(jīng)3 年奮戰(zhàn)、不斷攻堅克難，提前半年實現(xiàn)了三端全面投產(chǎn)。南方電網(wǎng)超高壓公司整合國內(nèi)科研、院校、設(shè)計、制造、施工等單位，創(chuàng)新管理模式，在目標管控、組織協(xié)調(diào)、科技創(chuàng)新等方面均積累了寶貴的經(jīng)驗。

3.1.1 結(jié)構(gòu)分解

EBS（工程結(jié)構(gòu)分解）從功能和專業(yè)（技術(shù)）角度分解為樹狀結(jié)構(gòu)，功能面包括變電工程、架空線路工程和電纜線路工程，專業(yè)類型包括基礎(chǔ)工程、桿塔組立工程、架線工程等[9]。在EBS 基礎(chǔ)上進行WBS（工作結(jié)構(gòu)分解），包括初步設(shè)計、換流站征地及三通一平、換流站土建施工、換流站電氣安裝、線路安裝、直流站系統(tǒng)調(diào)試等階段，設(shè)立了直流主設(shè)備采購、換流站征地、昆北站土建施工、柳北站土建施工、龍門站土建施工等30 個關(guān)鍵節(jié)點，為后續(xù)目標管控的精細化奠定了基礎(chǔ)。

3.1.2 目標管控

昆柳龍工程在質(zhì)量、安全、進度、費用、環(huán)保等每個目標領(lǐng)域，均積累了大量的經(jīng)驗性做法。這些做法覆蓋了體系健全、制度完善、風(fēng)險控制等環(huán)節(jié)，取得了優(yōu)質(zhì)的管理成效，如關(guān)鍵質(zhì)量抽檢合格率達到99.63%，施工圖預(yù)算較初設(shè)概算下降2.16%，整個工程最終提前半年完工。目標管控主要做法及成效如圖2 所示。

圖2 昆柳龍工程目標管理子系統(tǒng)應(yīng)用效果圖

3.1.3 組織協(xié)調(diào)

昆柳龍工程成立了“業(yè)主項目部+項目分部”管理架構(gòu)，覆蓋了工程途經(jīng)的昆明、曲靖、興義、南寧、柳州、梧州和廣州7 個區(qū)域，兼顧了綜合、技術(shù)、商務(wù)、黨務(wù)等不同專業(yè)類型的管理職責(zé)，其組織結(jié)構(gòu)如圖3 所示。此外在項目實施過程中，重視工程項目臨時黨支部建設(shè)，充分發(fā)揮黨員先鋒模范作用。成立了30 個臨時黨支部和107 支黨員突擊隊（服務(wù)隊），開展了“黨旗映紅烏東德”等特色活動，在攻堅戰(zhàn)中發(fā)揮了積極作用。

圖3 昆柳龍工程“業(yè)主項目部+項目分部”組織結(jié)構(gòu)

3.1.4 科技支撐

昆柳龍工程建設(shè)中運用三維GIS、BIM、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，建設(shè)南方電網(wǎng)超高壓公司智慧現(xiàn)場管控平臺。該平臺集成了各換流站及直流線路的高精度三維地理信息數(shù)據(jù)、三維數(shù)字化模型、交叉跨越、環(huán)境敏感點等信息，整合了設(shè)計參數(shù)、進度、設(shè)計圖紙、過程照片等資料，遠端連接施工現(xiàn)場的人臉識別門禁、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測等智能設(shè)備，輔助開展實時化、可視化、移動化現(xiàn)場管理。

創(chuàng)優(yōu)爭先方面亦成效顯著。攻克技術(shù)難題140項，形成51 項技術(shù)標準、103 項關(guān)鍵專利。主要設(shè)備自主化率100%，牽頭研制關(guān)鍵設(shè)備器件，實現(xiàn)了對進口產(chǎn)品的全場景替代，掌握了柔直換流閥、柔直變等“首臺套”設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)造了19 項世界第一，如第一個±800kV 特高壓柔性直流輸電工程；最長輸電距離（1452km）；最大輸送電容量（8000MW）；最大換流容量（16000MW）；最大單站容量（5000MW）；最大電網(wǎng)黑啟動能力等。

3.2 基于云模型的昆柳龍工程系統(tǒng)管控績效評價

南方電網(wǎng)公司能源研究院組建7 人專家組，對整個昆柳龍工程的目標管控、組織協(xié)調(diào)、科技創(chuàng)新等8 個方面進行了績效評價。評價依據(jù)為各類檔案資料（設(shè)計圖紙、施工記錄、監(jiān)理日志、驗評報告等）調(diào)閱，工程質(zhì)量、安全、環(huán)保等情況現(xiàn)場查看，以及與建設(shè)、勘察設(shè)計、施工、監(jiān)理等主要參建單位的會議交流。評價方法為云模型法。

3.2.1 云模型評價

云模型方法是用于處理定性概念與定性描述之間的轉(zhuǎn)換[10]。云特征值（Cu）是定性概念的定量描述，包括：期望（Ex），云滴的分布重心；熵（En），定性概念的不確定度；超熵（He），熵的不確定性度量。采用云模型方法需要計算確定評價標準云和評價綜合云特征值，通過比較標準云與綜合云來確定評價的結(jié)果和等級[11]，具體步驟如下：

（1）標準云確定。依據(jù)評價目標劃分評價區(qū)間，將每個評價等級區(qū)間記為[Amin，Amax]，利用下式計算各評價等級的標準云模型數(shù)字特征，通過一維正態(tài)逆向云發(fā)生器生成評價標準云。

式中，b為常數(shù)，可根據(jù)需求進行調(diào)整。

式中，n為第n個指標；Exn為第n個指標的期望值；Enn為第n個指標的熵值；Hen為第n個指標的超熵。

（3）評價綜合云生成。將獲得的指標權(quán)重和指標云特征值代入如下公式，即可得到評價綜合云特征值CU=(EX，EN，HE)，再通過正向云發(fā)生器，生成評價綜合云。

本文重大電力工程系統(tǒng)管控績效評價以激勵為導(dǎo)向，因而將各項指標的評價分值區(qū)間定為[60，100]，并劃分為5 個不同的等級。評語集為“特優(yōu)”“優(yōu)”“良”“中”“合格”，各等級的劃分標準及所對應(yīng)的標準云特征參數(shù)如表4 所示。

表4 重大電力工程系統(tǒng)管控績效評價等級

3.2.2 標準云特征值

依據(jù)專家組調(diào)閱工程建設(shè)檔案資料、現(xiàn)場考察、會議質(zhì)詢等了解的情況，7 名專家分別對28 個指標的管控情況給予“特優(yōu)”“優(yōu)”“良”“中”“合格”等定級，并賦予了相應(yīng)的評分。運用式（6）～式（9）計算昆柳龍工程系統(tǒng)管控績效評價體系中的28 個評價指標評價云的數(shù)字特征值，專家評分結(jié)果和指標云特征值如表5 所示。

表5 昆柳龍工程系統(tǒng)管控績效指標評分和云特征值

3.2.3 評價結(jié)果分析

將表5 數(shù)據(jù)代入式（10），計算得到昆柳龍工程系統(tǒng)管控績效考核指標評價綜合云的特征值為CU=（88.5340，1.2606，0.4202）。取云滴數(shù)N=3000，通過正向云發(fā)生器繪制評價綜合云圖，如圖4 所示，昆柳龍工程系統(tǒng)管控績效評價綜合云介于“良”與“優(yōu)”標準云之間，昆柳龍項目總體系統(tǒng)管控平均分達到88.53，說明總體管控績效水平較高，但尚未達到“優(yōu)”等級，仍有較大的改進空間。

圖4 昆柳龍工程系統(tǒng)管控績效考核綜合云圖

為了更為直觀地了解昆柳龍工程的得分情況，將結(jié)構(gòu)分解、質(zhì)量管理、安全管理、進度管理、費用管理、環(huán)保管理、組織協(xié)調(diào)與科技支撐8 個子系統(tǒng)的評價結(jié)果運用雷達圖進行展示，如圖5 所示。昆柳龍工程系統(tǒng)管控水平在不同子系統(tǒng)的表現(xiàn)存在差異。其中進度管理效果最佳，綜合得分94.32，接近于“特優(yōu)”級；其次是質(zhì)量管理、安全管理以及組織協(xié)調(diào)3 個子系統(tǒng)，單項綜合得分超過90，達到了“優(yōu)”等級；費用管理、環(huán)保管理與科技支撐3 個子系統(tǒng)的綜合得分在80～90 分之間，處于“良”等級；得分最低的是結(jié)構(gòu)分解子系統(tǒng)，綜合得分僅為78.86，達到“中”等級。綜合來看，云模型評價結(jié)果和專家檢查結(jié)果具有較好的契合度，證實了本文建立的重大電力工程系統(tǒng)管控評價體系較為全面，可以為其他類似項目管控提供參考。同時所揭示的管理薄弱環(huán)節(jié)，如結(jié)構(gòu)分解、環(huán)保管理等方面應(yīng)得到更高程度的重視、嚴格的管控和績效的提升。

圖5 昆柳龍工程系統(tǒng)管控績效考核評價結(jié)果

4 結(jié)語

重大電力工程是國家電力生產(chǎn)供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的樞紐節(jié)點，但其建設(shè)管理面臨規(guī)模大、技術(shù)復(fù)雜、質(zhì)量要求高、協(xié)調(diào)工作量大等困難。通過引入系統(tǒng)思維，科學(xué)統(tǒng)籌地實施工程建設(shè)管理，以滿足重大項目多目標、全周期、多主體、多要素管控的需要?；诠こ滔到y(tǒng)管控的基本框架，構(gòu)建了重大電力工程系統(tǒng)管控的綜合績效評價指標體系，并運用G1法確定28 個指標的綜合權(quán)重，可作為辨別各管理因素相對重要性的依據(jù)。以昆柳龍直流工程為例，對其在工程分解、目標管控、組織協(xié)調(diào)等方面經(jīng)驗進行歸納、總結(jié)和提煉，并運用云模型對其管理水平進行績效評價，發(fā)現(xiàn)了管理中的薄弱環(huán)節(jié)，為重大電力工程項目系統(tǒng)管控實踐提供參考。