基于多源数据的电网设备成本评估指标体系研究.pdf

摘要：电力设备是电力系统的核心功能组件，建立科学高效的设备成本管理机制对确保电网安全稳定运行至关重要。电力设备全生命周期成本（Life Cycle Cost，LCC）产生时间跨度较长、影响因素较多，现有评估方法在成本要素梳理的科学性、全面性方面有待加强。基于此，文章首先借助大数据分析、文本计量等方法，从文献、网络页中系统地挖掘电力设备的多源成本要素；其次结合电力设备采购现状，构建了科学全面的电力设备全生命周期成本评价指标体系；最后运用定性和定量相结合的方法，对该指标体系进行了有效性验证。结果表明：上述指标体系能够科学、准确地实现电力设备全生命周期成本的估算，可为电力设备招标采购工作提供决策和参考。关键词：电力设备；多源数据；全生命周期成本中图分类号：F426.61；F406.7文献标识码：A文章编号：1674-0688（2023）10-0108-06【作者简介】张长安，男，陕西渭南人，本科，任职于国网陕西省电力有限公司设备部，高级工程师，研究方向：电力设备管理；林涛，男，陕西西安人，本科，任职于国网陕西省电力有限公司设备部，高级工程师，研究方向：电力系统设备运检管理；燕欣宇，女，陕西西安人，西安交通大学管理学院本科在读，研究方向：大数据技术；郝婵婵，女，陕西榆林人，西安交通大学管理学院博士研究生在读，研究方向：大数据技术；张轩，男，福建浦城人，硕士，任职于国网陕西省电力有限公司设备部，高级工程师，研究方向：电网资产全生命周期管理。【引用本文】张长安，林涛，燕欣宇，等.基于多源数据的电网设备成本评估指标体系研究 J.企业科技与发展，2023（10）：108-113.企业创新管理0引言自我国开展新一轮电力体制改革以来，电力企业在不断提升设备采购效率和保障安全质量方面有长足的进步，但也遇到了新的考验，即建立全面、综合的成本评价体系，以满足电力设备精益化管理要求1-4。传统的成本评估工作大多从单一源头收集设备费用项，导致成本核算结果存在偏差，阻碍了设备精益化管理工作的推进5-7。因此，科学、准确地核算电力设备全生命周期成本是提高电力设备管理效率的实践需要。关于电力设备全生命周期成本的评估核算，学术界已经取得了一定的研究成果。国外研究起步较早，例如 NILSSON 等8、PIPATTANASOMPORN9、ANDR等10基于全寿命周期成本（LCC）理论，借助案例分析法剖析了电力设备运行过程中发生的费用，提出了降低电力设备全生命周期成本费用的建议。国内研究主要通过专家访谈、文献借鉴等方法梳理电力设备全生命周期的成本要素。例如，张俊11结合历史经验，分解了电力设备的费用组成，构建了基于采购、运行、维护等5个阶段的总成本核算模型；沈力等12借鉴相关文献，构建了电力公司资产成本的评价指标体系，该指标体系对于二级成本要素的梳理有待细化；路石俊等13结合专家访谈法，梳理了变压器全生命周期的成本要素，并引入盲数理论确定了总成本的计算方式。现有电力设备成本评估方法大多结合全生命周期成本理论，提高了成本评估结果的整体性，也为本文提供了可靠且充分的参考。但在成本要素梳理方面，现有研究大多采用一种方法或从同一个角度梳理电力设备全生命周期的费用，难以保障电力设备成本计算的全面性。因此，建立科学适用的电力设备成本评估体系是丰富现有理论研究的重要需求。基于此，本文借助数据爬取、词云分析等方法，从已发表的文献、网页等渠道全面归集了电力设备的成本基于多源数据的电网设备成本评估指标体系研究张长安1，林涛1，燕欣宇2，郝婵婵2，张轩1（1.国网陕西省电力有限公司 设备部，陕西 西安 710199；2.西安交通大学 管理学院，陕西 西安 710049）张长安，林涛，燕欣宇，等.基于多源数据的电网设备成本评估指标体系研究108企业科技与发展，2023年，第10期，总第504期要素，构建科学、全面的全生命周期成本评估体系，并验证其有效性。本文的研究成果可作为电网企业招标、投标方案设计与供应商筛选的重要依据，也可为电网企业构建科学、全面的设备成本评价体系提供借鉴。1电力设备全生命周期成本评估指标归集1.1基于文献计量的成本评估指标归集要全面把握某一领域的学术发展趋势和动向，分析具有代表性的学术论文是比较好的办法之一。综上，本文借助文献计量相关方法，全面梳理分析电力设备成本管理相关文献。1.1.1数据来源中国知网（CNKI）是目前期刊文献数量较丰富、学科类别较齐全的中文数据库，故本文将其作为文献数据来源。本次文献计量采取的检索式为 SU=（“电力”OR“电力设备”OR“供电”）ANDTKA=（“全寿命周期成本”OR“LCC”OR“全生命周期成本”）AND KY=（“采购”OR“招标”）。检索完成后剔除不相关的文献，最终选定了304篇文献作为数据源。1.1.2结果分析1.1.2.1关键词分析从知识理论的视角来看，具有高中心度和频次的关键词代表了研究者在某一特定时间段内共同关注的问题，即研究热点。本文借助Citespace软件绘制关键词词频图，初步统计电力设备的高频成本要素，结果如图1所示。从图1可以看出，与成本相关的关键词出现频率较高的有“维护费用”“故障费用”等。初始投资与退役成本在成本核算实践中较受关注，但一般按既定额度，因此较少出现在探讨热点中。对于生产运行阶段中所包含的运行、检修、故障等费用，因为设备区别而存在较大差异，所以这个阶段通常是研究重点，相关关键词出现频率较高的有“变压器”“管理”“输变电设备”“电力设备”“电力变压器”“检修策略”“经济寿命”“成本分析”。为进一步验证上述关键词统计图1关键词初步统计图109结果，再选取排名在前10位的高频关键词做进一步分析，结果见表1。表1排名在前10位的高频关键词中心性与词频统计结果关键词变压器电力设备检修策略输变电设备可靠性计量经济学经济寿命成本分析成本管理电网规划中心性0.980.190.050.360.420.080.300.070.080.11词频（次）562018181788766排名在前10的高频关键词中，“检修策略”“成本优化”等词语词频较高，但中心性较低，说明成本要素识别和评估的相关研究尚未形成较大规模；此外，在成本分析方向，与检修成本相关的检修策略是学者们研究的热点。1.1.2.2聚类分析为对现有研究进行聚合归类，以便识别成本大类下属的具体要素，本文对关键词进行了聚类分析，结果见表2。表2电力设备全生命周期成本相关文献聚类关键词信息表代号#0#2#4#7#8#10#11聚类名称设备寿命设备运维故障成本配电设备设备检修电网设备成本归集关键词维修成本、检修策略等设备采购、检修策略等停电损失、大修成本、风险成本、负荷中断成本等故障检修、评价方法等检修费用、检修策略等风险评估、检修成本、故障成本等故障成本、维护成本、环境成本等表2的第4类“故障成本”中，频率最高的关键词是“风险成本”，其子成本包括“停电损失”“成本大修”“小修成本”和“负荷中断成本”。此外，风险成本与故障成本的分析结果重合度很高，为避免成本测算出现重复和冗余，本研究不单独划分风险成本。从第0类“设备寿命”、第2类“设备运维”、第7类“配电设备”、第8类“设备检修”和第10类“电网设备”这些关键词可以看出，检修相关费用出现在电力设备全生命周期管理的各环节，说明维修、故障等成本要素较为重要；在第11类“成本归集”中，“故障成本”“维护成本”“环境成本”等可以作为一级成本指标。综上，除基本的“采购成本”“运行成本”“报废成本”外，又挖掘出“维修成本”“故障成本”“环境成本”等成本要素。1.2基于网页爬取的成本评估指标归集爬虫技术能够对网页中的数据进行爬取和计量分析，有助于提升研究结果的全面性与科学性。此外，通过对爬取结果进行词云分析，能将文本中的热门关键词直观图像化。因此，本研究借助网络爬虫获取了电力设备LCC相关的网页数据，进而通过词云分析提取目前学者们对电力设备全生命周期成本管理开展的重点研究内容。1.2.1数据来源本部分数据将以百度网页作为数据来源。根据反复试验得出：“LCC”“全生命周期成本”与“全寿命周期成本”，这3类关键词爬取结果重合。故确定搜索关键词为“电力设备LCC”进行网页数据爬取；根据文献计量中的高频关键词“运行成本”“故障成本”“环境成本”“风险成本”，选择“电力设备LCC运行成本“电力设备LCC故障成本”“电力设备LCC环境成本”3个具体的关键词进行数据爬取，共获得6 800余条网页数据，并对数据进行了清洗与转化。1.2.2结果分析指标归集结果如下：由词云分析可得电力设备LCC构成指标为“维修成本”“运行成本”等；由运行成本词云分析可得运行成本构成指标为“检修成本”“维修成本”“故障成本”“大修成本”等；由故障成本词云分析可得故障成本指标为“维修成本”张长安，林涛，燕欣宇，等.基于多源数据的电网设备成本评估指标体系研究110企业科技与发展，2023年，第10期，总第504期“维护成本”“报废成本”“修复成本”“大修成本”“检修成本”等；由环境成本词云分析可得环境成本指标为“制造成本”“购置成本”等。1.3成本评估指标构成总结初步得出电力设备成本大类后，以“电力设备LCC”等为关键词爬取网页数据，并借助词云分析得出成本大类的下属费用，最终将电力设备LCC划分为以下六大类：“初始投资成本”（C1）、“运行成本”（C2）、“检修成本”（C3）、“故障成本”（C4）、“退役成本”（C5）、“环境成本”（C6）。其中：C1指设备投入运行之前所产生的各种费用；C2是设备从投入运行之后到报废期间所产生的主要费用之一，是维持设备的正常运行所消耗的费用；C3中，将各类设备的检修工作分为A、B、C、D共4类；C4指因为设备故障而导致的惩罚成本，包括直接故障成本和间接故障成本；C5指设备达到报废年限或报废状态时发生的处置费用，包括为处理设备所需的废旧物资处理费用以及设备残值剩余；C6指在设备全生命周期内，组织为了避免环境污染或达到环保要求所付出的成本，以及为解决环境污染所付出的费用。进一步分解得到电力设备 LCC 评估的三级指标，形成的电力设备LCC指标（见表3）。2电网设备全生命周期成本评估指标的有效性验证本研究向国网陕西省电力有限公司65位员工发放了电子版问卷，共回收有效问卷65份。问卷发放对象的工作内容涵盖变电检修、变电运维等与电力设备的管理紧密相关的工作；平均工作年龄为 13.45年，其中工作经验10年以上人员占比达到63%。2.1量表信度分析本研究采用 Cronbach-系数法进行一致性检验，各题项的Cronbachs见表4。由表4可知，3个维度的 Cronbachs 系数均在 0.7 以上，说明测量数据可信度较好。一级指标初始投资成本（C1）运行成本（C2）检修成本（C3）故障成本（C4）退役成本（C5）环境成本（C6）二级指标规划设计费用购置费用安装调试费用征地补偿费用设备能耗费用人工巡视费用A类检修人材机费用B类检修人材机费用C类检修人材机费用D类检修人材机费用直接故障成本间接故障成本拍卖设备退役成本不可拍卖设备退役成本污染预防成本污染处理成本三级指标建设安装费用、人工调试费用空载损耗费用、负载损耗费用、辅助设备能耗费用设备材料费、人员服务费、机械台班费故障检修费、停电损失费、赔偿费用、造成的不良社会影响及信誉受损拍卖设备残值（中标价）拆解处置费用、物流运输费用、仓储保管费用、材料回收残值员工环保培训费、污染控制设施运维费、员工健康损失补贴环境赔偿金、固体废弃物清理费、废气清理费、废水清理费表3电力设备LCC指标构成111表4各题项的Cronbachs系数维度全面性准确性可操作性Cronbachs系数0.7170.8860.833基于标准化的Cronbachs系数0.7220.8880.8342.2量表效度分析效度分析即对测量题项和变量进行关联性分析，结果见表5。表5正交旋转后的因子载荷矩阵题项指标无遗漏指标无重复指标代表性强指标刻画准确指标定义明确指标可计算指标数据可收集成分10.8330.86320.8150.8230.79230.7450.740根据表5可以看出：全部题项中因子载荷系数的绝对值都在0.7以上，说明因子与研究项之间的对应关系状况较好；因子数目为3个，说明本问卷的维度设置合理；经计算可得，旋转后的总共累计方差解释率为64.006%，说明题项和因子联系紧密。综上可得以下结论：本文问卷具有相当高的可信度和结构效度。2.3结果分析本研究按照李克特量表的评价依据进行选项设置和结果分析，其中“非常不同意”为1分，“不同意”为2分，“不确定”为3分，“同意”为4分，“非常同意”为5分。对于本研究而言，题项平均分值越高，说明电力设备成本核算指标体系的科学性、适用性越强。问卷结果描述性分析见表6。表6问卷结果描述性分析（单位：分）维度全面性准确性可操作性题项指标无遗漏指标无重复指标代表性强指标刻画准确指标定义明确指标可计算指标数据可收集样本量65656565656565题项平均得分4.344.424.144.144.464.174.29题项标准差0.730.630.950.870.560.840.80维度平均得分4.384.254.23维度标准差0.680.830.82对问卷内容进行描述性分析发现，所有题项与维度的平均得分都在4分以上，并且标准差较小，得分比较稳定。具体如下：全面性维度的平均得分为4.38分，标准差为0.68分。其中：“指标无遗漏”题项平均得分为4.34分，标准差为0.73分；“指标无重复”题项平均得分为4.42分，标准差为0.63分。说明本研究所构建的指标体系可以反映电力设备全生命周期各方面的情况，并且重叠很少。准确性维度的评价得分为4.25分，标准差为0.83分。其中：“指标代表性强”题项平均得分为4.14分，标准差为0.95分；“指标刻画准确”题项平均得分为 4.14 分，标准差为 0.87分；“指标定义明确”题项平均得分为4.46分，标准差0.56分。说明本研究构建的电力设备全生命周期指标体系能够客观反映全生命周期管理理论的内涵以及招标采购阶段对电力设备全生命周期成本的现实要求。可操作性维度的平均得分为4.23分，标准差为0.82分。其中：“指标可计算”题项平均得分为4.17分，标准差为0.84分；“指标数据可收集”题项平均得分为4.29分，标准差为0.80分。说明本研究所采用的张长安，林涛，燕欣宇，等.基于多源数据的电网设备成本评估指标体系研究112企业科技与发展，2023年，第10期，总第504期指标体系兼顾了数据的易得性与指标的可量化性，可以利用该指标体系对不同公司设备的表现结果进行相互对比。以上评价说明本研究所确定的全生命周期指标体系能够基本上全面、详细地描述设备从采购到废弃的全过程中涉及的所有费用。3结论和建议本研究所构建的电力设备全生命周期成本评估指标体系包括初始投资成本、运行成本等，创新性地增加了环境成本这一成本大类，同时对其他成本类别的下属成本要素进行了补充与完善，较现有指标体系更加全面、科学。本研究在指标设计时充分考虑了可能产生费用的电力设备各生命周期，使指标体系层次结构更加清晰、各类指标的周期性更明显；此外，考虑到电力设备成本产生过程具有一定的前瞻性和动态性，仅从文献分析或案例分析等单一角度获取的成本要素存在一定的滞后性，因此本研究综合考虑了中国知网以及其他网络资源等数据库中的资料数据，利用网络爬虫以及文本计量方法对电力设备成本进行挖掘、补充和丰富，使得指标体系更加科学和全面，对电力设备相关企业进行成本评估等管理工作具有一定的参考价值。基于本文的研究成果，提出以下对策建议：可把电网设备全生命周期成本评估体系应用于电网公司设备招标采购中，即将设备成本作为招投标方案设计与筛选供应商的重要依据。一方面，基于设备成本评估结果，从招标文件的编制、供应商资格审查及标前会3个方面优化招标投标方案；另一方面，将设备成本作为供应商资格预审和监管的重要依据，在选择合作供应商时，根据设备成本对供应商进行筛选，初步保证设备运行效率，在后续合作过程中，对供应商提供虚假成本数据等失信行为给出相应的惩处方案，从成本数据可靠性、真实性入手提高招投标工作的效率。各地区电网企业的设备构成与采购需求不同，其设备成本的评估范围与重点可能存在差异，因此在应用成本评估体系的过程中，可根据企业自身特点对指标的适用性进行分析和验证，适当增减成本要素，形成适用性较强的设备成本评价体系。在成本数据收集方面，应综合考量历史数据、标准化数据及供应商承诺数据，选取可靠性、真实性最高的数据作为核算依据。4参考文献1 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