孫玉乾

（國網(wǎng)建湖縣供電公司， 江蘇 鹽城 224700）

0 引言

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其性能與可靠性直接影響著區(qū)域內(nèi)的電力供應(yīng)和用電質(zhì)量。為了提高配電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，需要對(duì)配電工程的投資決策進(jìn)行全面系統(tǒng)的評(píng)估。構(gòu)建了一套基于層次分析法的配電工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法。該方法首先明確了評(píng)價(jià)目標(biāo)是追求經(jīng)濟(jì)效益的最大化，通過建立目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層三個(gè)層次的評(píng)價(jià)體系，從成本效益比、供電可靠性、社會(huì)效益等多個(gè)維度來選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重，并計(jì)算配電工程的綜合經(jīng)濟(jì)效益，所構(gòu)建的評(píng)價(jià)方法能夠較全面地考慮配電工程的經(jīng)濟(jì)因素，為項(xiàng)目的投資決策提供重要支持。

1 配電工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.1 評(píng)價(jià)目標(biāo)

評(píng)價(jià)目標(biāo)是確立配電工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)的核心，它關(guān)鍵地指導(dǎo)著評(píng)價(jià)的專注度和有效性。在特定經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和市場(chǎng)條件下[1]，配電工程的評(píng)價(jià)目標(biāo)主要集中在評(píng)估成本效益比、資金回收期、凈現(xiàn)值（NPV）和內(nèi)部收益率（IRR）等關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。這些指標(biāo)不僅反映了工程的盈利潛力和資金效率，也關(guān)聯(lián)了長期的社會(huì)和環(huán)境效益，以及可持續(xù)發(fā)展的能力。構(gòu)建評(píng)價(jià)目標(biāo)時(shí)需全面考慮：工程建設(shè)與運(yùn)營的成本效益明細(xì)；工程對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全性和電能質(zhì)量的正面貢獻(xiàn)，以及其間接經(jīng)濟(jì)影響；以及配電工程對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和環(huán)境保護(hù)的潛在價(jià)值。

1.2 評(píng)價(jià)層次

評(píng)價(jià)層次的構(gòu)建是實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)目標(biāo)的基礎(chǔ)，它通過層次化分解確保評(píng)價(jià)的全面性和系統(tǒng)性。在配電工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)中，評(píng)價(jià)層次通常包括三個(gè)主要層面：目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層，具體見圖1。

圖1 評(píng)價(jià)層次

目標(biāo)層：在最頂層，明確評(píng)價(jià)的終極目標(biāo)，即配電工程的經(jīng)濟(jì)效益最大化。這一層次直接對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)目標(biāo)，是評(píng)價(jià)體系的核心。

準(zhǔn)則層：這一層次是連接目標(biāo)層與方案層的橋梁，涉及到成本、效益、風(fēng)險(xiǎn)等多個(gè)維度。在成本維度，考慮工程建設(shè)成本、運(yùn)營成本、維護(hù)成本等；在效益維度，關(guān)注電能供應(yīng)的可靠性、服務(wù)質(zhì)量、技術(shù)創(chuàng)新等；在風(fēng)險(xiǎn)維度，評(píng)估市場(chǎng)變動(dòng)、政策調(diào)整、自然災(zāi)害等不確定因素的影響。

方案層：在最底層，具體的評(píng)價(jià)方案和措施，如投資決策模型、成本控制策略、效益提升計(jì)劃等，都在此層次中展開。方案層的設(shè)計(jì)需要具體、可操作，能夠?qū)?zhǔn)則層中的各個(gè)指標(biāo)產(chǎn)生直接影響。

在構(gòu)建評(píng)價(jià)層次時(shí)，應(yīng)確保各層次之間的邏輯關(guān)系清晰，層次間的聯(lián)系緊密，以保證評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，評(píng)價(jià)層次的設(shè)置應(yīng)具有一定的靈活性，以適應(yīng)不同配電工程的特定情況和需求。

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

指標(biāo)包括工程投資總額、單位建設(shè)成本、運(yùn)維成本等，反映了資金使用效率和資源消耗。需考慮設(shè)備折舊和維修費(fèi)用，以捕捉長期成本。效益相關(guān)指標(biāo)需要從工程運(yùn)營角度確定，如電網(wǎng)穩(wěn)定性和電能質(zhì)量的提升，可用指數(shù)和客戶停電時(shí)間等參數(shù)衡量。技術(shù)創(chuàng)新對(duì)設(shè)備性能提升和故障率降低的潛在影響，以及工程對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長的帶動(dòng)效應(yīng)，也是效益指標(biāo)的組成部分[2]。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)用于衡量未來不確定性對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的潛在影響，包括市場(chǎng)波動(dòng)、政策變化和自然災(zāi)害概率等，要求具備前瞻性視角和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估專業(yè)知識(shí)。

2 配電工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法

2.1 層次分析法原理

層次分析法（AHP）由托馬斯·L·薩蒂（Thomas L.Saaty）于20 世紀(jì)70 年代提出，是一種用于解決復(fù)雜決策問題的結(jié)構(gòu)化方法。它通過建立層次結(jié)構(gòu)模型、分解問題、進(jìn)行成對(duì)比較和權(quán)重綜合，以定量化主觀評(píng)估，幫助決策者在多目標(biāo)、多準(zhǔn)則的環(huán)境中做出決策。在配電工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)中，AHP 方法可以明確不同指標(biāo)的相對(duì)重要性，為決策提供依據(jù)。

PDCA是四個(gè)英文單詞首字母的縮寫，又叫戴明環(huán)（Deming Circle），是管理學(xué)的一種通用模型。1930年由美國現(xiàn)代質(zhì)量管理的奠基者休哈特（Walter A.Shewhart）提出初步構(gòu)想，1950年由美國質(zhì)量管理專家戴明（Edwards Deming）博士再度深入挖掘，并加以廣泛宣傳和運(yùn)用，成為全面質(zhì)量管理所遵循的科學(xué)程序。

1）建立層次結(jié)構(gòu)模型：將決策問題分解為目標(biāo)、準(zhǔn)則和方案等層次。目標(biāo)是經(jīng)濟(jì)效益最大化，準(zhǔn)則包括成本、效益、風(fēng)險(xiǎn)等，方案是具體的評(píng)價(jià)方案。

2）構(gòu)建成對(duì)比較矩陣：在同一層次內(nèi)，兩兩比較各元素，用1~9 的標(biāo)度值表示相對(duì)重要性，構(gòu)建成對(duì)比較矩陣。這需要專家的主觀判斷。

3）計(jì)算權(quán)重和一致性檢驗(yàn)：通過計(jì)算成對(duì)比較矩陣的最大特征值和特征向量，得到準(zhǔn)則或方案的權(quán)重。一致性比率（RC）用于判斷成對(duì)比較的一致性，通常要求RC小于0.1。

4）確定和排序綜合權(quán)重：根據(jù)各層次的權(quán)重向量，通過層次單排序和層次總排序，確定方案的綜合權(quán)重，并進(jìn)行排序。

AHP 方法在配電工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)中有廣泛應(yīng)用，它能夠綜合定性和定量分析，模擬決策思維。但需注意其主觀性和一致性檢驗(yàn)問題，通常需要與其他方法結(jié)合使用，以提高評(píng)價(jià)的可靠性和準(zhǔn)確性。

2.2 確定判斷矩陣

在層次分析法的決策框架內(nèi)，判斷矩陣的確立是實(shí)現(xiàn)層次結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵步驟。該矩陣捕捉和量化了決策者對(duì)于評(píng)價(jià)準(zhǔn)則相對(duì)重要性的主觀判斷。其核心在于，每個(gè)準(zhǔn)則或方案兩兩之間的相對(duì)重要性通過一定的標(biāo)度量表來評(píng)價(jià)，并轉(zhuǎn)化為數(shù)值，從而形成一個(gè)有序的矩陣。若有n個(gè)準(zhǔn)則，則會(huì)形成一個(gè)n×n的判斷矩陣A。矩陣中的元素aij代表了準(zhǔn)則i相對(duì)于準(zhǔn)則j的重要性程度。當(dāng)i=j時(shí)，即準(zhǔn)則自身與自身比較，其值aij自然為1。當(dāng)i≠j時(shí)，aij的值則根據(jù)1~9 的標(biāo)度值及其倒數(shù)確定，如aij=2 表示準(zhǔn)則i相對(duì)于準(zhǔn)則j有中等的重要性。如果準(zhǔn)則j相對(duì)于準(zhǔn)則i更為重要，則aij可能是1/2。

假設(shè)在某配電工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)中有三個(gè)準(zhǔn)則：成本（C）、效益（B）、風(fēng)險(xiǎn)（R）。

表1 中，aCB，aCR，和aBR是基于決策者主觀判斷的結(jié)果。如果決策者認(rèn)為成本對(duì)比效益來說是稍微重要的，則可能設(shè)aCB=3；若風(fēng)險(xiǎn)被視為與效益同等重要，則aCR=1；如果成本被視為相對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)非常重要，則可能設(shè)置aCR=5。判斷矩陣的構(gòu)建是主觀判斷的結(jié)果，它要經(jīng)過一致性檢驗(yàn)，以確保決策的合理性。一致性檢驗(yàn)的過程確保構(gòu)建的判斷矩陣在邏輯上是一致的，即判斷的傳遞性得到滿足。

表1 經(jīng)濟(jì)效益矩陣

2.3 一致性檢驗(yàn)

一致性檢驗(yàn)在層次分析法中扮演關(guān)鍵角色，用于驗(yàn)證判斷矩陣中的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是否具有邏輯一致性[3]。如果決策者的判斷完全一致，判斷矩陣應(yīng)該是一致矩陣，即所有準(zhǔn)則對(duì)比結(jié)果應(yīng)滿足傳遞性。例如，如果準(zhǔn)則A 相對(duì)于準(zhǔn)則B 的重要性為a，準(zhǔn)則B 相對(duì)于準(zhǔn)則C 的重要性為b，那么準(zhǔn)則A 相對(duì)于準(zhǔn)則C 的重要性應(yīng)為a×b。由于決策者的主觀性，一致性通常難以做到完美，因此需要一種方法來量化這種不一致程度，并基于此進(jìn)行評(píng)價(jià)。進(jìn)行一致性檢驗(yàn)的首要步驟是計(jì)算判斷矩陣的最大特征值λmax。如果判斷矩陣完全一致，λmax應(yīng)與矩陣的階數(shù)n相等。通過計(jì)算一致性指標(biāo)（IC）來評(píng)估判斷矩陣的偏離程度。其計(jì)算公式為：

如果RC小于或等于0.1，則認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性；若RC大于0.1，則認(rèn)為判斷矩陣的一致性不足，需要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行修正。RC的值0.1 并非絕對(duì)，而是一個(gè)普遍接受的標(biāo)準(zhǔn)，不同的應(yīng)用場(chǎng)景和專家群體可能會(huì)有所調(diào)整。一致性檢驗(yàn)不僅保障了決策的邏輯嚴(yán)謹(jǐn)性，同時(shí)也反映了決策者判斷的可靠性。通過精細(xì)的一致性分析，可以顯著提高配電工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)的質(zhì)量，為后續(xù)的決策提供堅(jiān)實(shí)的分析基礎(chǔ)。

2.4 確定權(quán)重

在層次分析法中，確定權(quán)重是關(guān)鍵步驟[4]，直接影響最終決策的準(zhǔn)確性和合理性。這個(gè)過程旨在量化各準(zhǔn)則因素相對(duì)于評(píng)價(jià)目標(biāo)的重要性，以及各方案對(duì)各準(zhǔn)則的滿足程度。確定權(quán)重需要綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)和心理學(xué)，既要計(jì)算一組數(shù)值來表示因素的相對(duì)重要性，還要確保這組數(shù)值真實(shí)反映決策者的偏好和意圖。通常，特征向量法用于計(jì)算權(quán)重[5]。該方法首先對(duì)經(jīng)過一致性檢驗(yàn)的判斷矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后提取最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量，并對(duì)其進(jìn)行歸一化處理，以得到最終的權(quán)重向量。歸一化特征向量的計(jì)算公式如下：

式中：wi為歸一化后的權(quán)重；υi為判斷矩陣最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量中的第i個(gè)元素；n為判斷矩陣的階數(shù)。所得的權(quán)重向量將直觀表現(xiàn)每個(gè)評(píng)價(jià)因素在整個(gè)系統(tǒng)中的相對(duì)權(quán)重。權(quán)重的計(jì)算不應(yīng)僅僅視為數(shù)學(xué)運(yùn)算，而應(yīng)當(dāng)看作是對(duì)決策者認(rèn)知過程的模型化，是決策邏輯的量化體現(xiàn)。

3 配電工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)實(shí)例

3.1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目旨在升級(jí)現(xiàn)有配電網(wǎng)絡(luò)，提高供電可靠性、效率，減少運(yùn)維成本，推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)。項(xiàng)目位于人口密集的城市地區(qū)，過去供電不穩(wěn)定，影響居民和工商業(yè)。計(jì)劃更換老舊變壓器、引入先進(jìn)配電自動(dòng)化技術(shù)、安裝新電纜線路、集成可再生能源。初步預(yù)算為5 000 萬元，完成時(shí)間為兩年。項(xiàng)目預(yù)計(jì)提升電能質(zhì)量，減少長期能源消耗和維護(hù)成本，積極影響環(huán)境。評(píng)價(jià)準(zhǔn)則：成本效益、供電可靠性提升、社會(huì)和環(huán)境效益?？紤]初期回收期、運(yùn)營成本、設(shè)備折舊、供電中斷頻率和時(shí)間減少、對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)保的潛在貢獻(xiàn)。

3.2 指標(biāo)賦值

在配電工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)中，指標(biāo)賦值至關(guān)重要，需將抽象準(zhǔn)則具體化。針對(duì)項(xiàng)目，為成本效益、供電可靠性提升、社會(huì)和環(huán)境效益三準(zhǔn)則分配權(quán)重和數(shù)值。成本效益考慮初期投資回收期（I）、運(yùn)營成本節(jié)約（O）、設(shè)備折舊（D）。供電可靠性提升包括供電中斷頻率降低（F）和中斷持續(xù)時(shí)間減少（T）。社會(huì)和環(huán)境效益包含地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)（E）和環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)（P）。指標(biāo)賦值通過專家咨詢、數(shù)據(jù)收集和層次分析法中的成對(duì)比較矩陣完成，具體見表2。

表2 多維評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重矩陣

初期回收期（I）不重要，項(xiàng)目注重長期可持續(xù)性。運(yùn)營成本節(jié)約（O）至關(guān)重要，影響長期財(cái)務(wù)穩(wěn)定性。設(shè)備折舊（D）短期次要但長期重要，影響運(yùn)營效率。供電中斷頻率（F）和持續(xù)時(shí)間（T）的降低關(guān)鍵。地區(qū)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)（E）和環(huán)境保護(hù)（P）也至關(guān)重要，反映社會(huì)和環(huán)境效益。專家數(shù)值賦予指標(biāo)，一致性檢驗(yàn)確定權(quán)重，為定量綜合評(píng)價(jià)和決策提供依據(jù)。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益是關(guān)鍵步驟，涉及將權(quán)重和實(shí)際經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)結(jié)合，評(píng)估配電工程的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。核心指標(biāo)包括初期投資回收期（I）、運(yùn)營成本（O）、設(shè)備折舊（D）、供電中斷頻率（F）、中斷時(shí)間（T）、地區(qū)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)（E）和環(huán)境保護(hù)（P）。這些指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)，已通過專家和市場(chǎng)數(shù)據(jù)評(píng)估確定。如果每個(gè)指標(biāo)都被賦予一個(gè)權(quán)重（表示為WI、WO、WD、WF、WT、WE、WP）以下是計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益BE的公式：

如果初期投資回收期預(yù)計(jì)為5 a，經(jīng)濟(jì)效益如表3 所示。

表3 投資回收期預(yù)計(jì)為5 年的經(jīng)濟(jì)效益

按照表格中的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出總的年度經(jīng)濟(jì)效益貢獻(xiàn)：

這表明，在給定的權(quán)重和預(yù)測(cè)值下，該配電工程項(xiàng)目預(yù)期能夠每年為經(jīng)濟(jì)帶來約7.95 萬元的效益。這個(gè)數(shù)值為項(xiàng)目決策者提供了一個(gè)定量基礎(chǔ)，有助于評(píng)估項(xiàng)目的財(cái)務(wù)可行性和長期盈利能力。

4 結(jié)論

基于層次分析法，構(gòu)建了配電工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系和具體方法。評(píng)價(jià)目標(biāo)聚焦經(jīng)濟(jì)效益最大化，評(píng)價(jià)層次包含目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層三個(gè)層面。評(píng)價(jià)指標(biāo)從成本、效益和風(fēng)險(xiǎn)三個(gè)維度考量。運(yùn)用層次分析法可以明確不同指標(biāo)的權(quán)重，進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，最終計(jì)算配電工程的綜合經(jīng)濟(jì)效益。通過實(shí)例分析表明，該評(píng)價(jià)體系能夠全面考慮配電工程的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)因素，預(yù)測(cè)項(xiàng)目的長期效益，提供決策支持。本研究為配電工程投資決策提供了一個(gè)較為系統(tǒng)和規(guī)范的評(píng)估框架。今后可進(jìn)一步細(xì)化評(píng)價(jià)指標(biāo)，豐富案例驗(yàn)證，并與其他評(píng)價(jià)方法結(jié)合，提高結(jié)果的準(zhǔn)確性。