特高压输电线路设计进度管理模型的系统动力学仿真探讨

陈安安

摘要：从设计院的角度，以系统动力学原理为出发点，对特高压输电线路的设计进度管理进行了动态化、系统性的仿真探讨。通过分析设计管理流程中存在的问题，对设计进度管理程序进行了优化建议，对提升后续项目的管理水平具有参考意义。

关键词：进度管理；仿真模型；系统动力学

伴随着电力技术与体制的深化改革，电网输电线路规模日益扩大，从最初的局域小規模电网发展至以特高压为骨干网架，各级电网协调发展的跨区互联大电网。重点项目对整个地区用电有着深远的影响，设计进度制约这整个工程的开展进度；电网工程设计涉及多学科，还要求更高协调度；外部环境的复杂性加剧了设计过程中的风险性与不确定性。故长距离、高电压电网对设计方除了提出更高的技术要求，也对项目的进度提出了更高的管理要求。如何对设计过程中的不确定性因素进行管理，从而实现电网建设的低成本、高保障，具有重要的意义。

一、 特高压输电线路设计进度管理系统动力学介绍

输电线路设计是一项涉及多专业、多部门的设计项目。特高压输电线路工程，输电距离长，路径多经过偏远地区，外部条件复杂，影响因素多，故其风险性较高，项目具有一定的不可预测性。在设计过程中的各种因素相互影响、相互作用，在特高压输电线路设计项目进度管理中形成了非线性、高阶次以及多变量的复杂系统动力系统动力学现象。在对特高压输电项目的进度管理中，需要利用综合、系统、动态化的思维方式进行深入研究与探讨[1]。

传统的项目管理软件如P3E/C能够确定影响设计进度的关键工作和关键路线，对设计进度计划的执行情况进行动态的综合检测控制，预警可能制约设计进度的不利因素。但无法在项目执行前对项目偏差进行预测，且无法分析工程经验等非线性参数。

系统动力学SD（Systern Dynamics）也称为系统动态学，是由美国福雷斯特教授于20世纪50年代中期创立的，通过系统整体方法对非线性、高阶、时变的动态系统进行分析[2]。利用SD仿真软件Venism对特高压输电线路工程的设计进度管理状况进行深入分析与定量预测，成为十分重要的分析方法。

在系统动力学分析过程中，需要建立动态的SD模型，从定性以及定量角度出发，分析系统运行过程中其影响因素与系统之间的关系[3、4]。同时，利用系统动力学模型所分析出的因果关系，建立反馈环路图，进而建立系统性的存量/积量结构模型，推理出系统结构中的数学逻辑关系。

二、 特高压输电线路设计进度管理系统因素选择分析

特高压输电线路工程的设计需依托于现场踏勘、参数计算、遥感测量技术、信息技术等多种技术，并通过网络平台，将系统一次、送电电气、送电结构、通讯、技经等各专业相连，从而形成综合的设计管理。因此，在建立特高压输电线路工程设计进度管理的系统动力学模型时，需要充分结合实际情况，利用多元化的方式，反映项目工期、投资、质量、变更、决策等变量之间的结构关系，实现模型本身的科学性与实效性，保障理论研究能够有效指导实际项目。

影响设计进度的因素，主要因素有以下三大类：

组织管理因素：组织管理模式，人力资源状况，专业间配合，管理人员投入，设计人员投入，激励等；

技术因素：设备材料变化，设计改进，设计变更，相关工程设计经验等；

外部因素：青赔、征地受阻，路径协议办理，计划调整，时间压力等；

三、 特高压输电线路设计进度管理系统动力学模型建立

（一） 模型边界的界定和基本假设

本文研究的是特高压输电线路设计过程的进度管理，故以国家电网某±800kV特高压输变电工程为例。此工程输送容量为8000MW，某设计院承担其中一段线路的设计，输电长度约81km，设计启动日期为2015年7月，计划投产日期为2017年10月。设计工作包括现场终勘、成套设计、预算、施工配合。以整个设计项目为整体，分析项目的组织管理因素、技术因素、外部因素对，从而提升设计质量与资源利用效率，保证设计进度。

（二） 因果关系反馈模型

组织管理与工程建设两者之间存在一种动力平衡，对这种平衡关系进行科学、合理把握，能够有效促进资源的合理配置[5]。资源在实际应用过程中所受到时间、数量以及质量上的影响，工程建设能否与这三者之间实现有效配备对特高压输电线路工程项目管理效果有着重要的作用[6]。同时，项目的建设还受到外界因素的影响，例如电网建设政策变化、设备建材价格变化等等因素。外部任何一个细微的变动都有可能引发整个系统的剧烈变动，从而对工程建设造成影响。因此，需要在特高压输电线路工程工程设计进度管理系统结构与变量之间对因果关系进行创建，如下图1所示：

图1：特高压输电线路工程设计进度管理系统因果关系反馈图

从特高压输电线路工程项目设计进度管理系统因果关系反馈图中可以看出，将设计进度作为研究对象，对进度产生影响的共有17个变量，三个因果循环。积量结构模型的建立

根据前文的因果循环分析及研究重点，选择了系统变量中的"设计质量"、"工作效率"、"设计变更""设计进度"4个变量对系统运行影响进行分析。观察系统的运行，状态变量"设计进度"对"设计质量"产生影响；工程经验、项目人力资源等因素通过影响"工作效率"从而对"设计进度"产生累计的影响；而"设计质量"的降低将导致"设计变更"的增加从而制约项目的"设计进度"。通过绘制设计进度管理系统的积量模型图，将各变量之间的关系反映出来

结语：

本文在结合工程实际经验的基础上建立了特高压输电线路工程设计进度管理系统的因果关系反馈及积量模型图。在下一步的工作中，将收集工程数据，确定模型中的各变量之间的动态方程，并与实际工程数据进行对比分析，检测调整模型的适用性与精确度，为日后特高压输电线路工程的设计项目管理及策划决策提供参考，从而提升工程的综合效益。

参考文献：

[1]刘卉.浅谈智能电网背景下的电力工程项目管理[J].科协论坛（下半月），2013，（4）：50-51.

[2]苏懋康.系统动力学原理及应用[M].上海交通大学出版社，1988

[3]王其藩.系统动力学[M].清华大学出版社，1994

[4]王佩玲.系统动力学-社会系统的计算机仿真方法[M].1994

[5]蒲晓瑛.智能电网新型运行模式及发展探讨[J].机电信息，2013，（6）：169，171.

[6]雷荣军，毕星.系统动力学在建设项目管理中的应用[J].哈尔滨理工大学学报，2004，9（6）：72-75.