基于組合賦權(quán)法的抽水蓄能電站EPC總承包業(yè)主風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

李 君，楊 歡，李 慧

(1.華北水利水電大學(xué) 電力學(xué)院，河南 鄭州 450045;2.河南省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450000)

抽水蓄能電站工程項(xiàng)目建設(shè)過程涉及招投標(biāo)、合同、監(jiān)理、施工等多個(gè)方面，具有建設(shè)周期長、投資規(guī)模大、施工難度高、不確定性因素多等特點(diǎn)。2017年，新疆阜康抽水蓄能電站[1]簽訂我國首個(gè)抽水蓄能項(xiàng)目EPC總承包合同，標(biāo)志著我國抽水蓄能電站的建設(shè)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。

抽水蓄能電站EPC(Engineering Procurement Construction)總承包模式[2]是指電站總承包單位受業(yè)主委托，按照投標(biāo)合同約定對電站的設(shè)計(jì)、采購、施工和試運(yùn)行等實(shí)行全過程承包，并對電站的安全、質(zhì)量、費(fèi)用和進(jìn)度全面負(fù)責(zé)。EPC總承包模式相對于傳統(tǒng)DBB管理模式，更加明確責(zé)任質(zhì)量主體，發(fā)揮設(shè)計(jì)單位在建設(shè)中的統(tǒng)籌作用，加強(qiáng)各方聯(lián)系，有效提高工程建設(shè)管理水平。但是，業(yè)主仍需承擔(dān)選擇承包商、安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等風(fēng)險(xiǎn)[3]。因此，對業(yè)主風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)合理的識(shí)別和評估，可以有效的樹立風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，降低風(fēng)險(xiǎn)概率，減少風(fēng)險(xiǎn)損失，優(yōu)化資源配置，提高建設(shè)效率和競爭力。

針對國內(nèi)抽水蓄能電站EPC模式業(yè)主風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的研究空白，其他建設(shè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)研究具有很好的借鑒意義。黃桂林[4]運(yùn)用博弈論把Cov- AHP和熵權(quán)法統(tǒng)一用于棚改項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，取得較好的評價(jià)效果。賴致軒[5]基于灰色聚類，利用白化權(quán)函數(shù)處理風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，得到水利樞紐灌區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)等級。汪國懋[6]使用AHP建立多層次風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，分析了水利PPP項(xiàng)目主要風(fēng)險(xiǎn)因素。張乃平[7]使用FAHP建立評價(jià)模型，對水利項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了有效的分析。田林鋼[8]使用AHP- 熵權(quán)法從主、客觀賦權(quán)兩方面出發(fā)對水利項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，取得了新的進(jìn)展。

本文運(yùn)用模糊層次分析法[9]和三角模糊數(shù)法[10]分別確定業(yè)主風(fēng)險(xiǎn)主觀權(quán)重和客觀權(quán)重，使用博弈論組合賦權(quán)法[11]消除主客觀偏差，獲得最優(yōu)組合權(quán)重，最后利用白化權(quán)函數(shù)建立隸屬度矩陣，確定風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)等級，實(shí)現(xiàn)對抽水蓄能電站EPC總承包模式業(yè)主的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，可以彌補(bǔ)我國抽水蓄能電站EPC總承包建設(shè)業(yè)主風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方面的空白，對抽水蓄能電站EPC建設(shè)提供指導(dǎo)。

1 多屬性組合賦權(quán)模型的建立

1.1 模糊層次分析法法確定主觀權(quán)重

模糊層次分析法兼具層次分析法和模糊綜合評判法的優(yōu)點(diǎn)，無需一致性檢驗(yàn)，可有效的減少計(jì)算量。計(jì)算步驟如下：

(1)建立層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)評價(jià)目標(biāo)的內(nèi)在聯(lián)系，分解評價(jià)目標(biāo)，建立層次結(jié)構(gòu)，確定風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)問題的目標(biāo)層指標(biāo)A、準(zhǔn)則層指標(biāo)Bi和指標(biāo)層指標(biāo)Cij。

(2)構(gòu)造模糊互補(bǔ)矩陣

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)項(xiàng)目每層指標(biāo)對于上層指標(biāo)的重要性，層內(nèi)指標(biāo)兩兩比較，使用0.1- 0.9標(biāo)度構(gòu)造模糊互補(bǔ)矩陣R=(rij)n×n，其中rij=ri/rj。

(3)計(jì)算權(quán)重w

按行求和：

(1)

轉(zhuǎn)換公式：

(2)

(3)

(4)

(5)

1.2 三角模糊數(shù)確定客觀權(quán)重

三角模糊數(shù)法能夠有效的把定性指標(biāo)定量化，解決評價(jià)指標(biāo)無法準(zhǔn)確度量的問題，方法簡單，易于計(jì)算。

(1)確定評價(jià)矢量

專家根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級標(biāo)準(zhǔn)及量化表給出數(shù)值評價(jià)信息，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的三角模糊數(shù)，按照矢量公式計(jì)算出矢量集。指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)等級標(biāo)準(zhǔn)及量化值之間的關(guān)系見表1。

矢量公式：

(6)

式中，λi(i=1，2，…，t)—專家i的評價(jià)權(quán)重矢量，

表1 風(fēng)險(xiǎn)等級標(biāo)準(zhǔn)及量化表

(2)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)的量化值EV

(7)

(3)計(jì)算評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

(8)

1.3 博弈論組合賦權(quán)計(jì)算綜合權(quán)重

博弈論是運(yùn)用獲得的信息，選擇不同組合策略，獲得相應(yīng)結(jié)果的研究方法。博弈論組合賦權(quán)法是在不同方法求得組合權(quán)重值中尋找最優(yōu)解組合，該最優(yōu)解組合與各個(gè)權(quán)重之間的偏差最小。

(1)計(jì)算各種賦權(quán)方法的權(quán)重解集

wk=[wk1，wk2，…，wkn]，k=1，2，…，s

(9)

(2)計(jì)算不同指標(biāo)權(quán)重向量的博弈論組合

博弈論權(quán)重：

(10)

式中，ak—線性組合系數(shù)；w—任意一種權(quán)重可能組合。

導(dǎo)數(shù)條件：

(11)

線性方程：

(3)組合系數(shù)歸一化，獲得綜合權(quán)重

歸一化：

(13)

權(quán)重：

(14)

1.4 白化權(quán)函數(shù)計(jì)算項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)等級

隸屬度是風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)隸屬于相關(guān)評價(jià)等級的概率大小。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)程度和風(fēng)險(xiǎn)等級精細(xì)化的必要，采用三角模糊函數(shù)9級風(fēng)險(xiǎn)等級，使用白化權(quán)函數(shù)對評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)重，建立隸屬度矩陣V。

1.4.1計(jì)算白化權(quán)函數(shù)值

白化權(quán)函數(shù)：

(15)

式中，xi—第i個(gè)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)等級評價(jià)值；vij—第i個(gè)指標(biāo)屬于第j種風(fēng)險(xiǎn)等級的概率。

1.4.2計(jì)算隸屬度和隸屬度矩陣

由隸屬度矩陣V與博弈論組合賦權(quán)法計(jì)算的權(quán)重W*加權(quán)所得到的概率M=W*·V，就是該風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)在相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)等級的隸屬度。

隸屬度矩陣：

(16)

2 工程實(shí)例

河南中部伏牛山東麓擬建一抽水蓄能電站，距離平頂山直線距離約70km，洛陽約100km，擬裝機(jī)容量1200MW，年規(guī)劃發(fā)電量7.5億度。建成后服務(wù)于豫中電網(wǎng)，可為豫中電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。

根據(jù)該抽水蓄能電站前期勘探資料、風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查材料和專家意見，遵循科學(xué)合理、因地制宜的原則，選取具有代表性的18項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)建立評價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行評價(jià)，構(gòu)建項(xiàng)目業(yè)主風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系，見表2。

表2 風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系

2.1 數(shù)據(jù)計(jì)算

基于7名專家的相對重要性權(quán)重λ=(0.1，0.15，0.15，0.1，0.2，0.1，0.2)、項(xiàng)目勘察數(shù)據(jù)和現(xiàn)實(shí)建設(shè)環(huán)境，得到專家評價(jià)數(shù)據(jù)。

2.1.1計(jì)算主觀權(quán)重

對該項(xiàng)目18項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)使用FAHP法計(jì)算主觀權(quán)重。結(jié)果見表3。

由表3所知，該抽水蓄能項(xiàng)目EPC總承包業(yè)主風(fēng)險(xiǎn)主觀權(quán)重值矩陣=(0.035，0.039，0.046，0.054，0.067，0.071，0.059，0.044，0.052，0.068，0.076，0.064，0.050，0.043，0.058，0.045，0.068，0.060)T。

2.1.2計(jì)算客觀權(quán)重

專家根據(jù)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)等級標(biāo)準(zhǔn)及量化表給出評價(jià)信息，轉(zhuǎn)化為對應(yīng)三角模糊數(shù)，經(jīng)過計(jì)算得到風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)客觀權(quán)重。評價(jià)信息及風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)客觀權(quán)重見表4。

由表4計(jì)算可知，該項(xiàng)目業(yè)主風(fēng)險(xiǎn)客觀權(quán)重矩陣=(0.031，0.041，0.031，0.052，0.053，0.059，0.065，0.043，0.043，0.077，0.082，0.075，0.049，0.052，0.067，0.056，0.066，0.059)T。

表3 專家指標(biāo)權(quán)重值

2.1.3計(jì)算綜合權(quán)重和隸屬度

使用博弈論組合賦權(quán)法計(jì)算該項(xiàng)目指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)權(quán)重，根據(jù)白化權(quán)函數(shù)和風(fēng)險(xiǎn)等級標(biāo)準(zhǔn)及量化表計(jì)算指標(biāo)層指標(biāo)的等級隸屬度，見表5；準(zhǔn)則層和目標(biāo)層指標(biāo)的等級隸屬度，見表6。

表4 專家數(shù)值評價(jià)信息

表5 準(zhǔn)則層指標(biāo)評價(jià)隸屬度

表6 評價(jià)隸屬度

2.2 結(jié)果分析

該擬建抽水蓄能電站EPC總承包業(yè)主風(fēng)險(xiǎn)是管理風(fēng)險(xiǎn)>政策風(fēng)險(xiǎn)>技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)>經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)>環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

管理風(fēng)險(xiǎn)程度相對最高，風(fēng)險(xiǎn)值為稍高，總承包單位和監(jiān)理單位的履約能力是電站建設(shè)的決定性因素，優(yōu)秀的總承包單位和監(jiān)理單位對項(xiàng)目的建設(shè)起到至關(guān)重要的作用。政策風(fēng)險(xiǎn)等級為稍低，主要影響指標(biāo)是環(huán)境政策和稅收政策，國家“十四五”期間重點(diǎn)推進(jìn)建設(shè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)長效政策機(jī)制，電站建設(shè)中不可避免的對生態(tài)環(huán)境造成破壞，如何采取合理措施保護(hù)好當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境是降低電站政策風(fēng)險(xiǎn)的重要手段。技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)值介于稍低和一般之間，機(jī)電設(shè)備的采購、安裝和正常運(yùn)行是該項(xiàng)指標(biāo)的重點(diǎn)研究對象。經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)處于兩極分化狀態(tài)，部分專家認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)等級較低，還有部分認(rèn)為稍高，主要原因是電站建設(shè)周期長，人工成本會(huì)發(fā)生變化較大，單位千瓦的造價(jià)不斷提高，對電站的建設(shè)帶來難以預(yù)測的風(fēng)險(xiǎn)。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)值介于較低和稍低之間，當(dāng)?shù)鼐用駥υ撾娬镜慕ㄔO(shè)態(tài)度也是電站的建設(shè)的重要影響因素之一。

該抽水蓄能電站EPC總承包建設(shè)項(xiàng)目業(yè)主風(fēng)險(xiǎn)綜合評價(jià)等級為稍低，業(yè)主面臨風(fēng)險(xiǎn)等級比較高的是機(jī)電設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)、通貨膨脹風(fēng)險(xiǎn)、總承包履約風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境保護(hù)政策風(fēng)險(xiǎn)，其次是當(dāng)?shù)厣鐣?huì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、地質(zhì)勘探風(fēng)險(xiǎn)、規(guī)劃設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、材料供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)和能源政策風(fēng)險(xiǎn)。

機(jī)電設(shè)備是影響抽水蓄能電站安全、可靠運(yùn)行的直接因素，業(yè)主可采取和總承包單位聯(lián)合采購的方式，轉(zhuǎn)移部分風(fēng)險(xiǎn)。針對地質(zhì)勘測、規(guī)劃設(shè)計(jì)和總承包履約風(fēng)險(xiǎn)，業(yè)主可以選擇風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避和轉(zhuǎn)移策略，提高地質(zhì)勘測、規(guī)劃和設(shè)計(jì)等級，加強(qiáng)前期投入，選擇有能力的勘測、設(shè)計(jì)和總承包單位，嚴(yán)格審查勘測、設(shè)計(jì)結(jié)果等，降低風(fēng)險(xiǎn)等級。對于通貨膨脹、環(huán)保政策以及電力能源政策等風(fēng)險(xiǎn)，業(yè)主應(yīng)當(dāng)提前設(shè)立基金，保留部分不可預(yù)見費(fèi)預(yù)備費(fèi)。加強(qiáng)和當(dāng)?shù)卣臏贤ń涣?，緩解爭端，加快建設(shè)步伐。

3 結(jié)語

抽水蓄能電站EPC總承包建設(shè)可以有效降低建設(shè)成本，是未來抽水蓄能電站建設(shè)發(fā)展的重要方向。文章建立基于組合賦權(quán)法的抽水蓄能電站EPC項(xiàng)目業(yè)主風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，把模糊層次分析法、三角模糊函數(shù)法和博弈論組合賦權(quán)法相結(jié)合，克服單一方法的片面性，減少主、客觀偏差，并使用該模型對豫中某擬建抽水蓄能電站進(jìn)行EPC總承包業(yè)主風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，結(jié)果表明，模型可以有效的對抽水蓄能電站EPC總承包項(xiàng)目業(yè)主風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)，對預(yù)防和控制電站建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)有一定的技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。