建设成本优化法

建设成本优化法（精选3篇）

建设成本优化法 篇1

0引言

智能台区建设是智能电网建设的重要部分,直接面向电力用户,是连接配电网和用户的关键环节,是改善民生的重要基础设施[1]。标准配送式智能台区针对当前配电台区建设存在建设施工环节多、现场工作量大、 施工时间长、建成后运行管理困难等问题,通过一、二次设备整体融合、工厂化预制以及标准式模块化配送, 不但能简化安装流程、节约占地、节省安装成本,而且可大大提升台区的建设效率和建设规范,实现由分专业设计向整体集成设计的转变。标准配送式智能台区具有标准化、配送式、智能化的显著特征,安全系数高,检修维护方便,将成为未来智能配电台区的发展方向。

当前对于电网标准化和配送式建设的研究主要集中在智能变电站的建设方面,而对于标准配送式配电台区的研究较为鲜见。文献[2]从理论的角度,讨论了标准配送式智能变电站全工厂预制现场组装的建设特点; 文献[3-6]则从实践层面,对标准配送式智能变电站的应用试点和工期优化等问题进行了分析;文献[7-9]从技术的角度对标准配送式智能变电站二次设备的关键技术进行了研究,并提出了变电站二次设备模块化组合和辅助系统的建设方案。

本文基于全寿命周期成本(life cycle cost,LCC)管理理念[10],提出了标准配送式智能配电台区全寿命周期成本方案优化模型,包括台区投资成本、报废成本、 运行维护成本、损耗成本和故障成本等,并提出了相应的模型求解方法。在此基础上利用等年值法对配电台区各阶段的成本模型进行分析,确定LCC最小的方案,以达到年综合费用最小。最后应用所提的模型和方法对某新建的400k VA智能配电台区进行了算例仿真和分析,分析结果表明了所提模型和算法的可行性和有效性。

1标准配送式智能配电台区

1.1原理简述

国内目前的配电台区主要由10k V跌落式熔断器、 10k V避雷器、10k V配电变压器、接地装置、普通低压配电箱构成;大多数台区没有监控和补偿设备;台区设备一般采用双杆方式上下分层安装。跌落式熔断器的触头裸露在大气中,常常由于触头锈蚀和弹簧疲劳,形成接触不良,致使导电回路发热甚至烧蚀,造成设备故障。

近年来,国内固体绝缘技术得到快速发展,已在一次配电设备和二次配电设备中得到大量应用,为配电设备的集成型、小型化奠定了基础。

标准配送式智能配电台区由标准多功能集成型全绝缘配电变压器和标准综合智能配电箱、接地装置组成。 标准多功能集成型全绝缘配电变压器由10k V负荷开关、 限流熔断器、避雷器、配电变压器组成;标准综合智能配电箱由400V进出线开关、无功补偿装置、计量装置、 换相开关、智能台区终端等组成;智能台区终端通过实时监测低压侧电流、电压,根据整定值,通过对电容器组的共补或分补实现对台区功率因数的调整;根据对换相开关的控制通过直接改变负荷大小的方法实现低压三相负荷的平衡;通过分布式电源的实时状态,对分布式电源的接入形成控制。标准配送式智能配电台区原理如图1所示。

1.2台区特征

标准配送式智能配电台区针对当前配电台区建设存在的问题,通过分专业设计向整体集成设计的转变,具有标准化、配送式、智能化的显著特征。

(1)标准化。通过关键要素的台区建设模式,提高台区标准化设计选型辅助手段;通过设备、构件辅材的标准化设计,提升台区的互换性、通用性和可扩展性;实现批量生产和存储,并提高对设备、辅材的利旧工作水平。

(2)配送式。通过实现“一次需求一次满足”的一站式服务理念,实现现场安装零损耗,减化现场工作量,提高现场工作效率,提高安全作业水平。通过移动式台区技术研究,提升应急供电能力及灵活机动的保电能力。

(3)智能化。在智能配电台区的技术体系基础上,针对性地开展智能化辅助设计技术、三相负荷平衡技术、清洁能源一体化技术等,整体提升台区智能化水平。

2配电台区全寿命周期成本优化模型

2.1目标函数

标准配送式配电台区全寿命周期成本管理的目标是在保证标准化、智能化和可靠性的基础上使设备的全寿命周期成本最低,其核心内容是对配电台区设备的LCC进行分析计算,以量化值为基础进行决策。按照台区设备寿命周期内的运行规律,以设备标准运行状态及关键控制点作为全过程管理的重点,结合设备的相关费用支出情况,以LCC最小为目标函数构建配电台区优化模型,即:

配电台区的LCC包括设备投资成本、运维成本、损耗成本、故障成本及报废成本,其表达式为:

式中:CIC为配电台区投资成本,包括采购成本、建设成本以及安装时花费的运输、人工、调试等费用;COM为运维成本,即在寿命期内按照检修要求定期更换零部件等备件的费用,以及抢修、维护、试验、巡检等所需要的材料费、人工费、交通费等;CLS为损耗成本,即配电台区在全寿命周期内所消耗的电量成本;CFC为故障成本,亦称惩罚成本;CDC为废弃成本,即台区设备退役后拆除、运输等费用减去变电设备报废后可回收的费用。

由于不同类型台区设备的寿命存在着较大差异,为便于分析和比较,可将台区设备投资成本CIC和废弃成本CDC折算为等年值进行比较,等年值折算方法为:

式中:C1为折算后的等年值;r为年利率;n为设备使用寿命。

从配电台区LCC优化模型可以看出,其成本构成可以大致分为3部分:投资成本CI C、运行维护成本(COM+CLS+CFC)以及报废成本CDC,各部分成本的发生与安全运行之间的关系是不同的。

(1)CIC是设备前期的购置费用总和,其影响因素包括:1供货商的地域、品质;2设备的技术水平、技术参数及购置价格和安装调试费用等。CIC的大小代表了设备的品质,可能与设备运行安全性成正相关关系,同时与总成本及年度折旧费用成正相关关系。设备取得后CIC是不可改变的,在正常状态下年度折旧费用也不会发生变化。

(2)运行维护成本(COM+CLS+CFC)。运行维护成本中COM和CLS是为保证设备正常运转而发生的费用,与设备安全运行有直接关系。必要的费用既是安全运行的保障,也会影响设备的使用寿命以及CFC的大小,但COM与CLS的发生也会影响设备总成本和各期间费用的变化。

(3)设备报废成本CDC只对总成本产生影响,与设备安全运行没有直接关系。

2.2约束条件

(1)供电质量约束。

供电质量包括供电可靠率λL1和综合电压合格率λL2, 通常情况下λL1、λL2只要在一个可以承受的范围即可,即:

式中:λL1、λL2分别为配电台区供电可靠率和综合电压合格率[11];η1、η2分别为台区要求的最低供电可靠率和电压合格率。

(2)设备运行特性约束。

对于普通配电变压器,在运行中需满足运行功率的限制,即:

式中:Pi(t)为第i种设备t时刻的运行功率;Pi,rate为第i种台区设备额定功率。

对于高过载能力变压器,在负荷过载时需满足允许过载时间的限制,即:

式中:Δt为高过载变压器的实际过载时间;tp,j为高过载变压器在第j挡负载条件下的允许过载时间。

3基于遗传算法的优化模型求解方法

在对配电台区典型供电模式进行全寿命周期成本优化的过程中,由于设备选型、运行条件的不确定性, 其优化调度是一个典型的非线性优化问题。遗传算法(genetic algorithm,GA)以其较强的离散变量处理能力、较好的全局寻优能力和运行效率,可用于该问题的优化求解。

遗传算法的基本操作是模拟物种遗传、交叉和变异等现象,从任一初始种群开始,计算个体的适应值,并通过遗传、交叉和变异操作,获取可能的更为优秀、适应能力更强的个体和子代种群,使群体朝着搜索空间中越来越好的区域进化,直至求得目标问题的最优解。其基本参数可表示为:

式中:GA表示遗传算法;Code为编码方式;Fit为适应度函数;Size为种群规模;Pinit表示种群初始化;Θ表示选择算子;Ψ表示交叉算子;Φ表示变异算子;Γ表示终止条件。

本文将遗传算法应用于配电台区全寿命周期成本优化设计的求解,采用二进制编码方式对染色体进行编码。用Nbyq、Npdx、Nzd、Ntx4个基因组分别表示配电变压器、配电箱、智能配电终端和通信设备的成本,染色体的基因排列顺序可表示为{Nbyq|Npdx|Nzd|Ntx}。以式(1) 中的目标函数作为适应度函数,通过自适应交叉和变异,寻找到最优的配电台区典型供电模式全寿命周期优化方案,使目标函数的值最小。基于遗传算法的配电台区典型供电模式全寿命周期优化问题的算法步骤如下:

(1)设置配电台区原始数据。原始数据包括配电变压器、配电箱、智能配电终端和通信设备信息等。

(2)种群初始化。随机产生规模为N的初始种群, 分别计算种群个体适应值,保存种群中的最优个体。

(3)选择操作。采用轮盘赌的方式对种群进行选择操作,产生规模同样为N的新一代种群。

(4)交叉操作。根据设定的交叉概率从种群中选择两个个体进行交配,每两个进行交配的父代个体,按照一定的规则交换部分基因,从而产生两个新的个体并进入子代种群,未进行交叉操作的个体保留原基因,直接进入子代种群。

(5)变异操作。按照设定的变异概率对个体的基因进行变异操作,完成后直接置换原有个体进入新种群,未进行变异操作的直接复制进入新种群。

(6)种群迭代。将经过遗传、交叉和变异操作后的种群替换原有种群,并进行个体适应度评价,保存最优个体。

(7)终止条件判断。判断是否满足结束条件,若达到最大迭代次数或满足收敛条件,则停止迭代。否则转入步骤(3)。

(8)输出最优方案。

4算例分析

以某新建400k VA标准配送式智能配电台区为例, 规划年负荷平均功率为175k VA,峰值功率为372k VA, 最大负荷利用小时数为3113h,典型日负荷曲线如图2所示。

该台区建设在小城镇附近,对环境、供电质量及分布式电源接入无特殊要求,因此杆架式或落地式的建设型式均可作为选择。备选变压器类型有S11变压器、S13变压器、非晶合金变压器、高过载能力变压器和有载调容变压器,台区设备的部分参数如表1所示。从表中可以看出,不同类型的配电变压器在损耗和故障率方面存在着较大差异,但由于台区采用标准化、模块化的建设方式,发生故障时只需对相应模块进行更换,因此平均故障修复时间均相差不大。

优化的内容包括变压器的选型及建设型式,通过对多种备选方案进行LCC估算分析,从而选出最佳设计方案。在进行LCC估算前,作以下几点假设:1变压器的期望使用寿命n均为25年,年利率r为8%,费用均采用等年值法进行折算;2电价为0.5元/k Wh,购电成本0.36元/ k Wh;3设备回收系数(残值)为20%;检修方式均采用状态检修。采用前文提出的优化模型和求解算法进行LCC计算,配电台区LCC最优的5个计算结果如表2所示。

从表2中可以看出,方案2和方案4等年值后的LCC较优。其中方案2为S13型标准配送式智能变压器,方案4为有载调容智能变压器,均采用杆架式的建设型式。方案2和方案4相比较,虽然方案2由于投资成本较小,但由于其损耗成本较高,其经济性不如方案4;方案4虽然投资成本较高,但由于其可根据负载大小灵活调节容量,故电能损耗小,节能效果显著,在所有优化方案中LCC最小,可作为台区建设的备选方案。

对于方案1,虽然台区的整体投资成本较小,但由于其运维成本和损耗成本较高,导致LCC成本较大,其经济性不如方案2和方案4,故不作为台区建设的备选方案。方案3配变为非晶合金变压器,电量损耗小,但由于投资成本较大,导致总体LCC较高。方案5在所有优化方案中LCC最高,变压器型号为S13,采用落地式的建设型式,适用于对环境要求较高的智能配电台区,而由于该台区对环境无特殊要求,故方案5不作为备选方案。

在方案优化过程中,由于高过载能力变压器在投资成本和运维成本、损耗成本等方面均落后于其他方案, 导致LCC成本偏高,因此这类方案只适用于在功能上有特殊需求的场合。

综上所述,建议采用方案2或方案4作为400k VA标准配送式智能配电台区选型的最终方案,与方案1相比,总体费用可节省约3.9%和4.4%,由于全寿命周期成本内变压器使用寿命长,故其长期经济效益更明显。

5结语

本文基于全寿命周期成本管理理念,以全寿命周期成本为基础,提出了标准配送式智能配电台区全寿命周期成本方案优化模型,包括台区投资成本、报废成本、 运行维护成本、损耗成本和故障成本等,并提出了相应的模型求解方法。最后应用所提的模型和方法对某新建的400k VA智能配电台区进行了算例仿真和分析,分析结果表明,充分考虑台区全寿命周期成本的建设方案能有效提高台区的整体经济性。

摘要：标准配送式智能配电台区以其建设工期短、安全系数高、检修维护方便等特征,将成为未来智能电网台区建设的重要发展方向。文章基于全寿命周期成本管理理念,提出了标准配送式智能配电台区全寿命周期成本方案优化模型,包括台区投资成本、报废成本、运行维护成本、损耗成本和故障成本等,并提出了相应的模型求解方法。在此基础上利用等年值法对配电台区的成本模型进行分析,以全寿命周期成本最小对台区设备进行优化配置,以提高配电台区的经济性。以某新建的400k VA智能配电台区进行了算例仿真和分析,分析结果表明了所提模型和算法的可行性和有效性。

关键词：标准配送式,智能配电台区,全寿命周期成本,方案优化

建设成本优化法 篇2

建设工程中不可避免会涉及到征地拆迁问题，如果这一问题处理不当，不但会影响建筑工程的施工，而且会增加建筑工程的成本，所以做好征地拆迁费用的控制至关重要。首先，建设单位可以与政府合作，让政府参与到征地拆迁工作中，由其负责主持征地拆迁，并要求各部门的协调配合，这样可以有效降低征地拆迁的费用，避免出现漫天要价的情况。其次，每个行政区需要实施同一补偿标准，并形成标准化的管理制度在拆迁补偿中做到公正、公平和公开，使征地拆迁补偿工作可以有法可依、有章可循，从而在维护社会环境和谐稳定的基础上，确保建设工程的各项工作顺利进行。最后，建设单位需要及时将征地拆迁的补偿款足额支付给受偿者，并选择合理的支付方式，这样既可以安抚受偿者的情绪，又可以避免补偿款被违规截留或者移作他用，防止出现因补偿不到位而影响施工工期的问题。

4.2选择合适的预算方法

不同的成本预算方法得到的结果不同，对建筑工程的成本控制及优化影响也较大，所以建设单位需要分析不同预算方法的利弊，从工程实际情况出发，选择合适的预算方法。例如，依据同类工程项目确定费用预算的标准，虽然易于操作可行，但是不同地区经济发展状况不同，工程成本支出的可比性较差;零基预算法可以通过分析建设工程各项支出的原因及效果，确定预算的标准，但是该方法工作量大，无法对工程中的意外支出进行有效控制;利用经验确定预算的标准，虽然可以在一定程度上提高预算结果的准确性，但是需要详尽资料和经验数据的支持。

5结语

总之，建设工程成本的控制及优化不仅关系到工程质量和施工效率，而且关系到各参建单位的经济效益，其重要性毋庸置疑。各参建单位只有遵循成本控制及优化的原则，认真分析影响成本控制及优化的主要因素，并采取有效地解决措施，才能真正在确保施工质量与施工效率的基础上，实现经济效益的最大化。

参考文献：

[1]王欣.建设工程成本控制及优化[D].重庆：西南交通大学，.

[2]孟德新.建设单位工程成本控制中存在的问题及对策[J].民营科技，(08)：231.

[3]吴影玲.浅谈建筑工程成本控制及优化[J].科技风，2011(23)：172.

[4]李清霞.建筑工程施工阶段成本控制研究[D].邯郸:河北工程大学，.

[5]窦艳杰.建设工程项目目标控制系统的协调与优化[D].天津：天津财经大学，.

[6]黄薇.建筑工程成本控制的优化探讨[J].企业改革与管理，(09)：112-114.

[7]李春勇.建筑工程成本控制的重要性及优化策略[J].产业与科技论坛，(17)：196-197.

建设成本优化法 篇3

关键词 三要素 建设项目 成本控制

工程建设项目具有建设工期较长、中间进度结算款项工作复杂、繁琐等特点，因此，为了有效控制工程建设项目的成本管理，笔者科学的从影响建设项目成本的三类核心要素进行细化分析，即目标成本要素、动态成本要素及进度节点要素。目标成本要素主要指工程项目在建设初期，依据项目建设的基本情况与类别、规模，在遵循以往项目类似经济指标及行业科学经济数据的前提下，综合考量建筑市场的各类变化因素，从而为建设项目制定科学的造价指标，是工程项目成本的重要事前控制阶段。动态成本要素主要指在项目工程建设进程中必然包含一些不可确定且不可避免的动态变化因素，这些因素会令项目的造价成本有所增加。进度节点要素主要指工程建设项目在建设进程当中，进行到某一关键部位时，可以履行支付相应款金额，即进度款的具体节点，在一项工程建设项目中可以包含多个进度节点。

一、目标成本的科学控制

目标成本标准是关乎工程建设项目成本控制是否合理的重要标准，一项成功的项目成本控制必须拥有一个良好的目标成本作开始铺垫，倘若目标成本标定过高，就无法实现成本控制的真正意义，而目标成本定位过低又不利于工程项目的顺利开展，同时会令整个工程项目的合理销售利润目标无法完善实现。因此，要实现准确的成本目标控制首要的任务便是我们应充分熟悉工程建设项目的基本情况、固有特征。在工程项目开展初期，整个项目的概况、轮廓无法呈现清晰、特征也不十分明确，且项目的有关资料与数据也十分缺乏，一般仅包括项目的基本地址、占地面积是多少、项目种类如何以及相应的建筑、道路与绿化面积等资料数据。仅依据这些资料进行目标成本的准确制定显然是不够的，因此，在建设初期我们应尽可能多的搜集项目的相关综合资料，与之相类似的经济指标资料。例如：该建设单位在过去承担过的项目案例，同行业中其他兄弟单位完成的工程案例、政府相关造价部门公布的各项经济指标等。完成经验数据的搜集工作后，我们应深入实地的展开现场调查，对项目建设周期内可能出现的市场波动情况、对项目造价产生的影响程度等级进行合理的预测评估，并依据综合的市场情况经验指标调整，完成目标成本的科学制定工作，在后续的项目建设环节中，都要依据目标成本的科学标准检验造价控制的合理性。

1.初步设计阶段的目标成本控制。在工程设计方案出台后，我们依据方案图纸进行工程造价的概要计算，倘若造价金额高于目标成本，我们应对设计方案进行细化调整，依据行业内与之相似的工程进行对比分析，从而发掘设计方案中的不足之处、不经济环节所在，设计单位则依据此项展开有针对性的设计方案优化改进。例如一栋高层住宅其类似工程的钢筋用量一般为每平方米40千克，倘若设计方案的用量为每平方米50千克，那么我们则有必要对其设计方案的钢筋用量进行适度缩减。

2.施工图设计与施工阶段的目标成本控制。在施工图设计阶段我们应对其图纸预算进行有效的控制，做到对各个分项工程的造价均细化分析，并逐一与目标成本进行对比，依据类似工程的相关指标哪个工程分项的指标过高，就对哪个部位进行设计优化。同时在合同签订环节，一字之差均有可能令工程造价出现很大的差异波动因此对合同的编制审查应不留下任何漏洞，不为成本索赔提供借口，不给施工单位留下钻空子的机会，应充分认识到合同编制严谨性与签订准确的重要性。在工程项目的施工阶段我们控制的主要重点便是设计变更与施工签证，在成本控制中我们应尽量减少设计阶段的变更并严格履行施工签证制度，对不可避免的变更应对其合理性与可行性进行多方论证，寻求经济适用的变更方案。同时我们还应对变更及签证的各环节流程与其资料的真实性进行严格把关，杜绝虚假变更、签证资料引发的工程造价增加；做到及时审查，避免超过最佳审查期限到隐蔽工程阶段完全被覆盖后则无法进行现场取证的不良现象发生。对于专项施工的相关组织方案我们应重点审查，以确保其方案的经济可行性，例如基坑的支护施工、土方开挖项目施工等。

3.竣工结算阶段的目标成本控制。在工程竣工阶段我们应依据合同规定条款科学开展结算工作，对与合同原则相矛盾的费用产生进行严格控制，同时应依据相应结算数据编制各类指标报表，并清晰涵盖材料消耗、机械使用、工程进度等指标量，各个子项目的工程造价指标数据等，使之成为工程概算、造价估算及目标成本控制的重要依据。该阶段是工程造价成果累积的重点环节，我们不应到了工程收尾阶段就放松警惕、忽视该阶段的重要性，造成许多真实、优良经验成果的无从累积。

二、动态成本的优化控制

动态成本控制是工程项目成本管理的辅助环节，当工程建设项目较为复杂、牵涉较多环节时，动态成本便会不可避免的产生，而其控制关键就在于对这些必然产生的动态成本进行合理优化，尽量控制莫须有动态成本的发生。在工程项目的各个阶段均有可能产生动态成本，因此我们应对其事件缘由考察清晰、细化论证，挖掘可消除该事件的合理方式，倘若无法消除也应探寻优化该事件的方式，从而有效的降低动态成本总量，使之缩减至最低。待结算工作全部完成后我们还应有效总结该项工程项目的动态成本到底增加或降低了多少、引发的原因如何，从而在全面的总结中对后续的工程项目建设提供宝贵的经验依据。

三、进度节点的合理控制

工程建设项目的进度阶段控制可有效杜绝超付预付款现象的发生，同时还可激励施工人员提升工作效率，令工程项目提早完工，不产生延误工期的现象。对工程项目阶段款进行支付的方式有很多类别，主要包含依据工程量按实际计算，并用单价套取原理进行工程单价的定额支付；履行单价包干制，按实际工程量计算支付；履行总价包干制度，依据形象进度进行比例支付；按进度节点法进行合理支付。第一种支付方式具有滞后性控制支付的不良弊端，而第二种方式在经过实践后我们也发现虽然有效简化了支付方式，然而对于工程量的计算控制却难度较大，令工程人员在短期内无法逐项核实。第三种支付方式则在比例控制的问题上有较大难度，容易出现双方互相扯皮，无法准确控制成本的不良现象。由此不难看出只有进度节点的控制支付方式最为合理，其有效解决了以上所有方式的不良矛盾，我们可在合同中约定将工程划分为若干节点、每个节点的支付金额为多少，从而履行依据合同的点对点支付，这样双方在支付金额与支付时间上均不会起任何争执，且工程总价涵盖于合同造价的范围中，令施工建设单位会主动加快施工进度。在该阶段我们应控制的重点便是对节点的合理定位，因此我们应依据综合全面的可行性分析合理描述节点位置，从而达到对施工建设成本与工期的双重优势控制目标。

四、结束语

工程建设项目的成本控制是一项漫长艰巨且复杂的重要任务，其成本控制是否有效、科学，直接影响到工程企业的经济效益与健康运行发展。因此，基于工程建设项目一般建设工期均较长，且需要在中间环节进行支付进度款项的复杂特征，我们应深入探索，明确工程建设项目的结算成本到底在什么价位比较合理，是否其进度款存在超付现象，从而有效地实现合理控制成本的科学目标。

参考文献

[1]周仁仪.工程项目成本的内部控制流程研究与应用[J].会计之友，2010，（28）.