基于灰色关联度的地下变电站新建工程的技术经济分析与评价

基于灰色关联度的地下变电站新建工程的技术经济分析与评价

冯,莹,冉,曦,廖,蕊,刘羽绮

国网成都供电公司经济技术研究所

四川省 成都市 610000

摘要：近年来，城市经济发展使用电负荷攀升并导致土地资源稀缺化，在城区建设变电站面临选址难的困境。发展地下变电站成为解决用电量和土地资源的重要途径，但是地下变电站造价较高也是事实。本研究以西南地区某地下变电站为例，结合大量数据，通过建立G1-灰色关联综合评价模型，从技术经济、社会效益以及环境效益全面评价地下面电站的可行性并提出进一步优化成本的建议。

关键字：地下变电站；综合评价；G1模型；灰色关联

1引言

随着国内大城市经济的不断发展，用电负荷猛增，供电需求进一步加大，变电站的分布也越来越密，并逐渐深入到市中心的商业区、金融区及住宅区。但是，城市地区土地资源紧缺，可利用土地有限，在城区建设变电站就面临选址难、电磁波及噪声对环境的影响、与周围环境相协调等一系列一些新的问题。要解决城市供电需求攀升和土地资源紧缺的尖锐矛盾，地下变电站的建造已逐渐成为城市电网建设的发展趋势。

资料显示学者对于地下变电站的研究并不多，且大部分研究都集中在国内外的变电站发展的梳理，地下变电站实施的可行性以及风险分析、注意事项方面，关于地下变电站的经济效益分析方面的研究则更加稀缺。在研究方法上，大多数学者都停留在定性分析的阶段，例如用比较分析的方法对地上变电站和地下变电站的工程造价进行对比，认为地下变电站投资较高。但是，这些研究都忽视了地下变电站所带来的巨大的社会效益和环境效益，多数学者只是简单的提出，并没有进行具体的说明和论证。

2地下变电站工程技术经济经综合评价

2.1 综合评价指标体系建立

要对输变电工程项目进行评价，建立适当的评价指标体系是摆在首位的问题。在指标体系建立的过程中，遵守制定体系的一系列原则将会起到良好的指导作用。对输变电项目进行技术经济评价，其目的是为了评估电网投资为电网运营水平的提高所做的贡献程度，即提高负荷供应的同时保障电网安全可靠性以及项目对企业和社会带来的收益贡献程度等。

基于以上目标，指标的选取围绕一下三个方面进行：

（1）电网建设项目满足网络发展和运行的经济性；

（2）待建电网与现有电网的合理结合；

（3）传输能力和可靠性。

2.2 评价指标选取

（1）技术性指标：电气主接线及主要设备参数、继电保护及安全自动装置、进出线条件、气象条件、水文条件、工程地质条件、工程施工条件、消防及给排水技术

（2）经济性指标：

投资回收期：是指全部投资的本利和通过工程投产后的净收益收回所需的年数，即以项目实施后的直接净收益抵偿全部直接投资所需的时间。

内部收益率：利用全部投资现金流量表计算。

财务净现值：考察项目在计算期内盈利能力的动态评价指标，净现值体现了项目的投资价值。

（3）社会性指标：宏观效益、行业效益、用户效益、环境影响。

3 G1-灰色关联综合评价模型分析

3.1基于G1赋权法确定权重

G1赋权法是层次分析法的改进方法，与层次分析法相比，G1 赋权法不用构造判断矩阵，也不用进行一致性检验，计算量大大降低，而且对同一层次中的指标数量没有限制，应用方便，是目前较为常用的赋权方法之一。

（1）组织相关专家按照重要程度从高到低对评价指标进行重新排序，形成新的指标集合，表示为：。

指标评价小组对目标层下的准则层技术可行性指标进行重新排序后，得到如下结果：电气主接线及主要设备参数>继电保护及安全自动装置>进出线条件>工程地质条件>水文条件>土建施工条件>消防及给排水技术>气象条件；经济可行性指标下的指标层进行排序得到的结果是：财务净现值>内部收益率>投资回收期。社会可行性指标下的指标层进行排序得到的结果是：宏观效益>用户效益>环境影响>行业效益。

（2）经过专家评价小组讨论确定相邻指标的重要程度之比，表示为；根据公式计算准则层技术性指标下的指标得到最后一个评价指标其他条件达标程度的权重为0.0372。计算得到技术性指标层的其他指标的权重为表1

表1 技术可行性指标层权重

同理，按照 G1 赋权法的公式可以得到经济性指标层以及社会性指标层的指标权重。同时，得到准则层指标的指标权重为表2：

表2 准则层指标权重

得到所有指标层指标的权重后，将指标按照原来的顺序进行还原，即得到与原顺序相对应的评价指标的权重集合，即表3：

表3 技术经济指标体系权重

3.2算例灰色关联度分析

（1）经过专家对各项指标的打分评定，得出一组最优指标集：

（5.0，5.0，5.0，5.0，5.0，4.5，5.0，5.0，4.0，4.5，5.0，5.0，5.0，5.0，5.0）

（2）由于评判指标之间的量纲和数量级是相同的，因此不需要进行无量纲化或者归一化处理。直接将原始数据代入公式：

式中，取5.0。通过运算得出各准则层灰色关联度评价矩阵为：

（3）各准则层的指标权重分别为：

(0.2791，0.2133，0.1436，0.0372，0.0937，0.1173，0.0724，0.0434)

(0.0765，0.104，0.1255)

(0.0785，0.036，0.0703，0.0503)

（4）则各准则层的灰色关联度评价结果为：

(0.3146，0.4133，0.2489，0.3311，0.3623 )

(0.2142，0.2644，0.1836，0.2343 ，0.1927 )

(0.2145 ，0.2207，0.1782 ，0.1228 ，0.1949 )

（5）将各准则层评价灰类等级根据实际情况按照相应的水平赋值，根据上述评分等级标准和评价灰色关联度，确定F=（1，2，3，4，5），则综合评价值Z为3.9077，接近优秀。

4结论

由评价结果可知，该变电工程技术经济评价的结果接近优秀，可以得出该变电站工程技术经济评价结果非常好。由评价结果和隶属度最大化原则可知，该变电站工程技术经济评价等级总体是优秀的，所以该工程完全符合变电站项目建设的标准。根据以往资料数据以及相关研究表明工程的技术条件和财务条件对整个变电站工程技术经济研究来说较为重要，但是往往忽略了社会条件这个重要的因素。因此，本研究对于该地下变电站的研究从技术、财务和社会性这三个维度更加立体和全面，得到的结论也更具有参考价值。

从专家的打分情况来看，在整个评价过程中都没有出现差评的指标。在技术性指标层面的8个子项当中，电气一次和二次占据着很大的权重，证明其在整个变电站建设当中的重要位置，专家的评分结果也较高，这说明该地下变电站的电气一次和二次水平以及施工条件较符合工程建设的要求。在财务性指标层，专家们最关注的是财务净现值，整体得分相对于其他指标层略微低，也符合以往学者研究当中地下变电站造价较高的实际情况。但是在社会性指标层，所有专家都给出了非常高的分数，这说明在城市地区修建地下变电站对于整个社会和环境有较大的外部经济效应。

同时，从财务性指标和社会性指标二者的权重分布可以看出，两个指标层的权重差距并不大，这证明财务和社会影响对于地下变电站的修建决策是同样重要的因素。因为，在现有负荷较为集中的城区中心建变电站是改变供电质量唯一可行的办法。然而按照常规建站，一是受占地面积的限制，二是线路路径选择困难，三是征地拆迁赔偿费用昂贵，仅此一项的费用往往就超出建设一个常规变电站的费用。因此，为节省资金，降低成本，建设地下式变电站是目前可供选择的最佳方案。

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