基于加權DEA模型的電網企業技術改造投資優選策略

宋天奇, 葉祚鴻, 姚自林

(中國南方電網超高壓輸電公司， 廣東 廣州 510000)

0 引言

電網企業的生產技改項目是指為了提高輸配電設備性能，對現有輸配電設備和設施，以及配套的輔助性生產、生活及福利設施進行的改造[1]。一直以來，電網公司計劃部門在安排和制定公司年度投資計劃時，通常是根據生產部門上報的項目信息，基于項目實施的緊迫性來形成年度投資計劃方案[2]。除了部分關乎電網安全運行的技改項目根據電網公司的生產管理規定必須優先進入投資計劃以外，其他大部分生產技改項目的排序和優選都非常依賴投資計劃管理人員的管理經驗[3]。

1 生產技改項目指標體系及優選方法

1.1 基于加權DEA模型的技改項目優選方法及思路

在項目優選方法上，通過對各類方法的對比分析，我們可以發現數據包絡分析的方法(DEA)特別適用于多投入多輸出的復雜系統[4]。但由于一般的數據包絡分析不考慮決策者對指標的偏好，因此本文將決策者對指標偏好引入C2R。考慮到指標加權的C2R模型如下所示。

其中，Xj=(x1j,x2j,…,xmj)T表示輸入指標;V表示輸入指標的偏好權重向量;Yj=(y1j,y2j,…,ysj)T表示輸出指標;U表示輸出指標的偏好權重向量;ω和μ表示C2R模型通過線性規劃計算最優權重。

1.2 項目優選要素分析

本文根據電網公司實際的項目管理的需要，構建了項目優選指標體系，投入指標為項目的全生命周期成本，而產出指標方面，可以劃分為經濟效益提升、安全可靠提升、技術裝備提升、社會責任提升這四個維度。為了方便不同的投資計劃管理人員都可以應用指標體系對生產技改項目進行評分，二級指標在設計時必須滿足客觀性、適用性以及實用性的原則，即盡可能的避免投資計劃管理人員主觀判斷，設置客觀的評分標準及細則，同時緊密結合電網技改項目的生產實踐。

1.2.1 投入指標分析

投入指標為生產技改項目全生命周期內的成本CLCC(X1)，包括了初始投入成本Cinv(in-vestment cost)、運行成本Cope(operation cost)、檢修成本Cmai(maitance cost)、故障成本Cf(failure Cost)、報廢成本Cdis(disposal cost)[5-7]。

CLCC=Cinv+Cope+Cmai+Cf+Cdis

1.2.2 產出指標分析

一般來說，數據包絡分析可以不必確定各產出指標的權重[8]，但由于進行數據包絡需要滿足指標總數不應超過決策單元總數的一半[9]，為了避免項目優選過程中項目數過少的情況，因此將以上的11個二級指標按加權平均的方法得到的一級指標值作為數據包絡分析的產出指標。

(1) 經濟效益提升(Y1)

經濟效益提升主要是對生產技改項目的經濟效益進行評價，主要從資產利用率、單位投資降損電量兩個指標來反應。

項目利用率(Y11)是反技改項目對應的資產設備在決策時的負荷情況，該指標越大，說明了技改項目所對應的輸配電資產的經濟重要性越大，如果相關資產發生故障，將會造成巨大的停電損失。其計算公式為：

項目利用率=(主變平均負載率+線路平均負載率)/2。

單位投資降損電量(Y12)指標是指項目壽命期內的單位投資所帶來的電網電量損耗的降低程度，該指標計算公式為：

單位投資降損電量=預估該技改項目全壽命期內帶來的線損電量的減低/項目總投資額。

(2) 安全可靠提升(Y2)

安全可靠提升主要從保障電網正常安全運行的角度對生產技改項目的實施效果進行評價，該一級指標下所設置的二級指標包括設備重要度、設備健康度、缺陷緊急度三個二級指標。

設備重要度(Y21)主要反映技改項目所對應的設備在電力系統的重要程度，通常根據在正常運行方式下，設備一旦發生故障可能引起的電力安全事故等級以及輸變電設備原值來進行判定，分為關鍵設備、重要設備、關注設備、一般設備，對應評分為0/30/60/100分，其判斷標準根據電網公司內部相關設備管理辦法執行。

設備健康度(Y22)主要反映需要進行技改的輸變電設備的健康程度，主要根據設備基準狀態評價結果，可以將設備分為“正常、注意、異常、嚴重”4個級別，對應評分為0/30/60/100分，其判斷標準根據電網公司內部相關設備管理辦法執行。

缺陷緊急度(Y23)則反映電網運行對該技改項目實施要求的緊迫性，根據以下的標準可以分為高、中、低3個等級，對應評分為0/50/100分，其判斷標準可以根據電網公司，其判斷標準根據電網公司內部相關設備管理辦法執行。

(3) 智能化水平提升(Y3)

為了適應智能電網建設的需要，需要對技改項目設置智能化提升的指標。智能化水平提升主要是從電網技改項目的實施對電網智能化水平提升的效果的角度進行評價，設置信息化水平提升(Y31)、自動化水平提升(Y32)、互動化水平提升(Y33)3個指標。

(4) 社會責任提升(Y4)

主要是從電網公司承擔社會責任的角度對生產技改項目實施的效果進行評價，主要設置對環境保護的貢獻(Y41)、對社會責任的貢獻(Y42)、對公司形象的貢獻(Y43)3個指標。

2 案例研究

以對某電網公司某年改造類生產技改項目優選過程為例，應用上文所構建優選指標體系對其進行篩選、評分并且排序。其實施過程包括以下3個步驟。

第一步：權重的確定。權重的確定基于專家打分法和AHP方法[10]，分項目類型對各一級指標以及各一級指標下的二級指標之間的重要性程度進行專家打分形成一致矩陣，然后形成各一級指標以及二級指標的權重，為便于計算，權重按0.05為單位進行最終取值。由于輸入指標只有一個，因此該權重為1。

第二步：指標評分及標準化。根據前文構造的指標體系，對各項目各指標進行評分，并采用min-max方法對指標進行標準化處理，限于邊幅各項目，各項目二級指標評分不一一列出。

第三步：投入產出效率及排序。基于加權的C2R模型，以上評分數據以及各項目的全生命周期成本數據進行綜合評價，即考慮到項目投入后各項目的最終排名。其運行結果，如表1所示。

表1 項目投入產出排序

可見加權后有效的項目個數較加權前明顯減少，其原因在于主觀權重的引入，突出了各指標之間重要性的差異。因此加權后的結果放大了各項目的區分，更適于項目優選工作的開展。

3 總結

本文以加權數據包絡分析模型為基礎，綜合考慮投入和產出兩方面的因素，構建了適用于生產技改的評價指標體系和評價方法。該研究成果有利于提高電網公司投資計劃管理人員的決策效率以及生產技改項目的投資效果，對電網公司投資計劃制定具有一定指導意義。