趙健 萬莉 薛琪 李帥 徐強勝

摘要：以近年來投入運行的電網(wǎng)工程為例，對變電站和線路工程的最終單位成本進行了統(tǒng)計分析。結(jié)果表明，變電工程決算單位造價的概率分布類似正態(tài)分布，線路工程決算單位造價的概率分布同樣類似正態(tài)分布。針對本文分析結(jié)論和輸變電工程相關(guān)特性，結(jié)合影響因素進行修正，并對電網(wǎng)工程投資進行了預(yù)測。

關(guān)鍵詞：竣工決算；統(tǒng)計特性；概率密度；投資預(yù)測

1.引言

為了落實國家的倡議，推進跨境電力和輸電通道建設(shè)，積極開展區(qū)域電網(wǎng)升級合作迫在眉睫。電力工程建設(shè)的外部環(huán)境越來越復(fù)雜，設(shè)備材料供應(yīng)市場波動很大。電力工程建設(shè)的成本分析、管理和投資預(yù)測一直是電力工程建設(shè)中需要解決的關(guān)鍵問題，一直是學(xué)者們關(guān)注的熱點之一。因此作為電力規(guī)劃、設(shè)計及建設(shè)的決策支撐，輸變電工程造價分析及預(yù)測尤為重要。目前，相關(guān)學(xué)者對此領(lǐng)域的研究多集中在：利用數(shù)學(xué)方法對工程造價進行估算；結(jié)合模型對特定輸變電工程進行分析；結(jié)合估算、概算數(shù)據(jù)對工程造價預(yù)測模型進行校驗。然而，電力工程項目受地區(qū)環(huán)境、建設(shè)規(guī)模、設(shè)備材料價格影響較大，目前相關(guān)研究模型假設(shè)條件過多并且相對簡單，且缺乏歷史性實際數(shù)據(jù)支撐和校驗。電網(wǎng)工程造價分析及投資預(yù)測應(yīng)基于各地區(qū)實際竣工決算數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，但國內(nèi)外學(xué)者對此方面的研究很少。本文以2013年—2016年投產(chǎn)的110-1000kV電網(wǎng)工程決算數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對輸電、變電工程決算單位造價進行統(tǒng)計分析，主要內(nèi)容如下：編制程序?qū)こ添椖窟M行篩選、合并工作；求取不同建設(shè)類型、電壓等級下變電工程、線路工程決算單位造價概率分布，依據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)論，利用主要影響因素對電網(wǎng)工程投資進行預(yù)測。

2數(shù)據(jù)統(tǒng)計及計算方法

2.1數(shù)據(jù)統(tǒng)計

統(tǒng)計全國2013年—2016年投產(chǎn)110kV-1000kV交流電網(wǎng)工程竣工決算數(shù)據(jù)，本次結(jié)合通用設(shè)計和典型造價模塊，剔除特異性數(shù)據(jù)，如設(shè)備和材料招標(biāo)價格畸異、線路長度<15km、規(guī)模特殊的工程。經(jīng)篩選后，分析數(shù)據(jù)涵蓋華北、東北、西北、華東、華中、南方、內(nèi)蒙古各區(qū)域，本次特高壓工程統(tǒng)計樣本為淮南—南京—上海1000kV交流特高壓輸變電工程。變電工程有效數(shù)據(jù)合計1586個，決算總?cè)萘亢嫌?80260MVA，線路工程有效數(shù)據(jù)合計1209個，決算長度合計50688km。各電壓等級工程規(guī)模占《電力工業(yè)統(tǒng)計資料匯編》統(tǒng)計數(shù)據(jù)80%以上，符合統(tǒng)計數(shù)據(jù)所要求的全面性、代表性。

2.2計算方法

該軟件可對不同類型工程進行導(dǎo)入、導(dǎo)出數(shù)據(jù)，并可完成篩選、統(tǒng)計、排序、校核數(shù)據(jù)工作。計算各工程決算單位造價并對其值進行統(tǒng)計分析以得到其概率密度函數(shù)，這種分布函數(shù)的估計屬于非參數(shù)密度估計問題。統(tǒng)計方法的具體步驟為：（1）統(tǒng)計分組將所統(tǒng)計的n個決算單位造價（cost，簡稱c）值由小到大排序為：C（1）C（n）采用分點將區(qū)間[a，b]等分為m+1各區(qū)間，R稱為極差，取值為（b-a）。m為組距，其值可依據(jù)R和n進行設(shè)定，每個區(qū)間長度L=R/（m+1），L稱為組距離。（2）統(tǒng)計組頻率數(shù)νj即計算統(tǒng)計樣本Cm落入各區(qū)段（Cj，Cj+1]的個數(shù)，稱為頻率數(shù)。在XOY平面上，以各組區(qū)段（Cj，Cj+1]為底，以頻率數(shù)νj為左側(cè)縱坐標(biāo)，以Cm概率密度為右側(cè)縱坐標(biāo)。繪制各決算單位造價Cm概率密度函數(shù)分布曲線。

3結(jié)果分析與討論

3.1典型工程分析

以220kV新建變電站為例，工程項目數(shù)量為343個，則統(tǒng)計樣本個數(shù)N為343。參考通用設(shè)計和典型造價模塊，剔除特異性數(shù)據(jù)后，區(qū)段確定為[54.29，596.45]，取m=8。區(qū)段中的數(shù)據(jù)為336個，占統(tǒng)計樣本97.96%。可以看出，單位造價近似服從正態(tài)分布規(guī)律。同理，以220kV線路工程為例，工程項目數(shù)為536個，參考通用設(shè)計和典型造價模塊剔除特異性數(shù)據(jù)后，選取統(tǒng)計樣本個數(shù)N為509個，區(qū)段確定為[40.16，592.62]，取m=9，也可以得到類似直方圖和擬合圖，不再贅述。為了判斷該電壓等級工程的決算單位造價是否服從正態(tài)分布，引入χ2卡方檢驗對單位造價的概率分布進行假設(shè)檢驗。χ2檢驗是由KarlPearson在1900年首次提出的，因此也稱之為Pearsonχ2，其計算公式為

（2）

（2）式中：Ai為i水平的觀察頻數(shù)；Ei為i水平的期望頻數(shù)；n為總頻數(shù)；pi為i水平的期望頻率；i水平的期望頻數(shù)Ti等于總頻數(shù)n×i水平的期望概率pi，k為單元格數(shù)。當(dāng)n比較大時，χ2統(tǒng)計量近似服從k-1（計算Ei時用到的參數(shù)個數(shù)）個自由度的卡方分布。利用χ2檢驗對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行假設(shè)檢驗，檢驗結(jié)果顯示：原假設(shè)H0都成立，即決算單位造價服從正態(tài)分布。

（3）通過統(tǒng)計分析可知，該分布規(guī)律對其它電壓等級變電、線路工程分布具有普遍性。

3.2不同類型工程分析及討論

由于不同電壓等級、建設(shè)性質(zhì)對電網(wǎng)工程造價影響較大，考慮到變電工程與線路工程差異性，將變電工程分電壓等級、新建工程和擴主變工程進行統(tǒng)計，對線路工程分電壓等級進行統(tǒng)計，當(dāng)N相對較大時，電壓等級越高，新建變電站、擴主變工程項目單位造價相對越低，原因主要在于電網(wǎng)建設(shè)項目的規(guī)模經(jīng)濟效益。擴主變工程單位造價顯著低于新建變電站工程，原因在于新建項目分攤了后續(xù)擴建項目的公共投資部分。

3.3電網(wǎng)工程造價影響因素及分析

電網(wǎng)工程投資影響因素眾多，設(shè)計因素、設(shè)備材料選型、工程建設(shè)環(huán)境因素及物價水平和場地費用變化均會對其造價造成影響。以變電工程為例，以主變單位容量造價為統(tǒng)計參量，由于主變壓器價格受容量造價效益影響，變化幅度相對較大，因此選取全國各電壓等級主要形式變壓器單位容量造價年平均值進行統(tǒng)計，2011年—2016年趨勢。變壓器平均單位容量造價呈逐年下降趨勢。對于線路工程，塔材和導(dǎo)線的費用占到了材料費的70%以上。

（4）電網(wǎng)工程造價影響除了受設(shè)計因素、設(shè)備材料價格外，還主要受到物價水平和場地費用變化的影響?！妒逡?guī)劃綱要》預(yù)測城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員平均工資增長率約為8.3%，《中國地價指數(shù)報告》統(tǒng)計綜合地價指數(shù)的年均增長率約為5.6%。結(jié)合大量工程進行統(tǒng)計分析并測算后，物價水平、地價指數(shù)平均年同比變化率對電網(wǎng)工程投資影響約為1.27%左右。

結(jié)語

新建項目單位造價高于擴建項目單位造價。電壓等級越高，變電工程單位造價越低，線路工程單位造價越高。定量求出變電工程、線路工程決算單位造價分布呈現(xiàn)近似正態(tài)分布趨勢，具有普遍性，其分布概率密度函數(shù)可以用不同均值μ和方差δ來描述。本文定量計算不同電壓等級交流電網(wǎng)工程投資分布概率，可為全國各電壓等級電網(wǎng)工程投資預(yù)測工作提供參考。

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