一種基于綜合賦權(quán)法的電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)估方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于綜合賦權(quán)法的電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)估方法，所述方法包括如下步驟：(1)構(gòu)建電能代替技術(shù)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)；(2)基于熵理論計(jì)算所述體系結(jié)構(gòu)中的四級(jí)指標(biāo)層的客觀權(quán)重；(3)求取所述體系結(jié)構(gòu)中二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層和四級(jí)指標(biāo)層的各因素權(quán)重向量；(4)計(jì)算所述體系結(jié)構(gòu)中四級(jí)指標(biāo)層元素的綜合權(quán)重；(5)對(duì)所述體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。本發(fā)明從技術(shù)性能方面、環(huán)境效應(yīng)方面、經(jīng)濟(jì)效益方面、電網(wǎng)運(yùn)行方面綜合考慮影響電能替代技術(shù)綜合效益的各種因素，最大化電能代替技術(shù)帶來的綜合效益。
【專利說明】
一種基于綜合賦權(quán)法的電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種綜合效益評(píng)估方法，具體涉及一種基于綜合賦權(quán)法的電能替代技 術(shù)綜合效益評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 國內(nèi)外研究成果及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)均表明，能源排放、環(huán)境污染和氣候惡化已成為影響 人們生活的嚴(yán)重問題。數(shù)據(jù)顯示，我國煤炭燃燒產(chǎn)生的氮氧化物、二氧化硫、煙塵排放分別 占全國總量的56%、86%、74%左右，產(chǎn)生的PM2.5占總量的50%~60%。直燃煤煙塵排放量 接近等量電煤的3倍，加上石化消費(fèi)，造成了污染物質(zhì)的長期大量排放。鑒于電能替代技術(shù) 的發(fā)展具有節(jié)能減排、綠色經(jīng)濟(jì)和環(huán)境治理等方面的作用，其發(fā)展已受到普遍重視，國內(nèi)外 對(duì)電能替代技術(shù)在經(jīng)濟(jì)效益、綜合效益、社會(huì)效益等方面也已有了一定的研究。
[0003] 雖然運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)方法和理論對(duì)電能替代技術(shù)的評(píng)價(jià)已有一些研究，但是還沒有 形成一套完整而科學(xué)的評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)體系來對(duì)電能替代技術(shù)的綜合效益進(jìn)行評(píng)價(jià)。影響 電能替代技術(shù)綜合效益的因素有很多，這些因素具有相互影響、相互依賴等特點(diǎn)，因此很難 衡量和界定。因此有必要形成一套完整而科學(xué)的評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)體系，來對(duì)電能替代技術(shù) 帶來的綜合效益進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而使電能替代技術(shù)帶來的綜合效益達(dá)到最大化。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于綜合賦權(quán)法的電能替代技術(shù) 綜合效益評(píng)估方法，本發(fā)明從技術(shù)性能方面、環(huán)境效應(yīng)方面、經(jīng)濟(jì)效益方面、電網(wǎng)運(yùn)行方面 綜合考慮影響電能替代技術(shù)綜合效益的各種因素，最大化電能代替技術(shù)帶來的綜合效益。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0006] -種基于綜合賦權(quán)法的電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)估方法，所述方法包括如下步 驟：
[0007] (1)構(gòu)建電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)；
[0008] (2)基于熵理論計(jì)算所述體系結(jié)構(gòu)中的四級(jí)指標(biāo)層的客觀權(quán)重；
[0009] (3)求取所述體系結(jié)構(gòu)中二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層和四級(jí)指標(biāo)層的各因素權(quán)重向 量；
[0010] (4)計(jì)算所述體系結(jié)構(gòu)中四級(jí)指標(biāo)層元素的綜合權(quán)重；
[0011] (5)對(duì)所述體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。
[0012] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中，所述電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)包括4個(gè) 二級(jí)準(zhǔn)則層、8個(gè)三級(jí)指標(biāo)層和17個(gè)四級(jí)指標(biāo)層：
[0013] 所述二級(jí)準(zhǔn)則層包括技術(shù)性能準(zhǔn)則層、環(huán)境效應(yīng)準(zhǔn)則層、經(jīng)濟(jì)效益準(zhǔn)則層和電網(wǎng) 運(yùn)行準(zhǔn)則層；
[0014] 所述技術(shù)性能準(zhǔn)則層的三級(jí)指標(biāo)層包括技術(shù)效果，所述技術(shù)效果的四級(jí)指標(biāo)層包 括技術(shù)安全可靠性和技術(shù)成熟性；
[0015] 所述環(huán)境效應(yīng)準(zhǔn)則層的三級(jí)指標(biāo)層包括碳排放量、污染物排放量和資源利用率， 所述碳排放量的四級(jí)指標(biāo)層包括二氧化碳減排量，所述污染物排放量的四級(jí)指標(biāo)層包括氮 氧化物減排量、硫氧化物減排量、粉塵減排量和PM2.5減排量，所述資源利用率的四級(jí)指標(biāo) 層包括清潔能源使用率和燃料節(jié)約量；
[0016] 所述經(jīng)濟(jì)效益準(zhǔn)則層的三級(jí)指標(biāo)層包括投資效益和全壽命周期成本，所述投資效 益的四級(jí)指標(biāo)層包括用戶收益費(fèi)用比率和電網(wǎng)收益費(fèi)用比率，所述全壽命周期成本的四級(jí) 指標(biāo)層包括系統(tǒng)設(shè)備初投資成本和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；
[0017] 所述電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)則層的三級(jí)指標(biāo)層包括電網(wǎng)可靠性和負(fù)荷整形效果，所述電網(wǎng)可 靠性的四級(jí)指標(biāo)層包括系統(tǒng)平均缺電量變化率和系統(tǒng)總電量不足變化率，所述負(fù)荷整形效 果的四級(jí)指標(biāo)層包括日峰谷差率和年最大峰谷差率。
[0018] 優(yōu)選的，所述步驟(2)包括如下步驟：
[00?9]步驟2-1、對(duì)四級(jí)指標(biāo)層定量指標(biāo)進(jìn)行理論計(jì)算；
[0020] 步驟2-1-1、分別計(jì)算所述體系結(jié)構(gòu)中環(huán)境效應(yīng)準(zhǔn)則層下的二氧化碳減排量、 硫氧化物減排量^^、氮氧化物減排量、粉塵減排量^12.5減排量1?,，計(jì)算公式 如下：
[0021]
[0022]
[0023]
[0024]
[0025]
[0026] 式中，.0rCO:、tfSO2、、(![^、踩》%.分別為單位發(fā)電量002、302、勵(lì)2、粉塵、？]\ /[2.5 排放 量;Nzc為用戶全生命周期內(nèi)可減少的電能使用量;β為電力系統(tǒng)中電能損耗率；
[0027] 步驟2-1-2、分別計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益準(zhǔn)則層下的用戶收益費(fèi)用比率PCR、電網(wǎng)收益費(fèi)用 比率IRR、系統(tǒng)設(shè)備初投資成本C^、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用0?，其計(jì)算公式分別如下：
[0028]
[0029]
[0030]
[0031]
[0032] 式中：qz,b為用戶減少使用單位電能所節(jié)約的成本，qz,s為改造設(shè)備所需要的投資 成本，CI為資金收入量，CG為資金支出量，η表示生命周期內(nèi)的所有時(shí)間段數(shù)量，IRR為電網(wǎng) 收益費(fèi)用比率，P s為設(shè)備s的容量，Rs為設(shè)備s單位容量的購買成本，A為新增設(shè)備總個(gè)數(shù)，γ 通常取1.5%;
[0033] 步驟2-1-3、分別計(jì)算電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)則層下的系統(tǒng)平均缺電量變化率、系統(tǒng)總電量不 足變化率、年最大峰谷差率、日峰谷差率，其計(jì)算公式分別如下：
[0034]
[0035]
[0036]
[0037]
[0038] 式中：Pg、禮分別為電能替代技術(shù)實(shí)施前后系統(tǒng)平均缺電量，i￡、為電能 替代技術(shù)實(shí)施前后系統(tǒng)總電量不足量值，單位:kWh， 〇1為第i天的日峰谷差率，Pd,max為日最 大負(fù)荷，Pd, min為日最小負(fù)荷，Jsci為系統(tǒng)平均停電率、Jens為系統(tǒng)總電量不足變化率、〇max為年 最大峰谷差率、σ為日峰谷差率，△ t為規(guī)定時(shí)間段；
[0039] 步驟2-2、構(gòu)造四級(jí)指標(biāo)層定量指標(biāo)初始決策矩陣并將其規(guī)范化處理；
[0040] 步驟2-2-1、將四級(jí)指標(biāo)層的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，構(gòu)造初始決策矩陣X，
[0041] 步驟2-2-2、對(duì)初始決策矩陣進(jìn)行規(guī)范化處理，得到規(guī)范化決策指標(biāo)yij，其組成的 矩陣規(guī)范化矩陣為Y，公式如下：
[0042]
[0043] 式中，」（」=1，2，一，11)表示元素在矩陣中的列，共有11列，5^表示規(guī)范化矩陣￥中的 指標(biāo)元素，Xlj為指標(biāo)原始數(shù)據(jù)，m表示四級(jí)指標(biāo)層的原始數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)；
[0044] 步驟2-2-3、對(duì)矩陣Y進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化矩陣Z，公式如下：
[0045]
[0046] 式中，Zlj表示歸一化矩陣Z的矩陣元素；
[0047]步驟2-3、利用熵理論賦權(quán)計(jì)算四級(jí)指標(biāo)層的熵值，公式如下：
[0048]
[0049] 式中，^為四級(jí)指標(biāo)層的熵值，j表示元素在矩陣中的列，共有η列，Zlj表示歸一化 矩陣Z的矩陣元素，m表示四級(jí)指標(biāo)層的原始數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，當(dāng)
時(shí)，Zijlnzij = O;
[0050] 步驟2-4、計(jì)算四級(jí)指標(biāo)層定量指標(biāo)的客觀權(quán)重；
[0051] 步驟2-4-1、將四級(jí)指標(biāo)層的熵值進(jìn)行處理，公式如下：
[0052]
[0053] 式中，，、(」=1，2，-_，1〇表示四級(jí)指標(biāo)層第」個(gè)指標(biāo)的客觀權(quán)重值，^表示四級(jí)指 標(biāo)層的熵值；
[0054]步驟2-4-2、求得四級(jí)指標(biāo)層的客觀權(quán)重向量，公式如下：
[0055]
[0056] 式中，Ws-4表示四級(jí)指標(biāo)層指標(biāo)客觀權(quán)重向量，其c
[0057] 優(yōu)選的，所述步驟(3)包括如下步驟：
[0058]步驟3-1、根據(jù)粗糙集理論求二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)的重 要性排序；
[0059] 步驟3-1-1、以技術(shù)安全可靠性ci、技術(shù)成熟度C2為條件屬性集{C}，以技術(shù)效果為 決策屬性集合{D}，在分別考慮四級(jí)指標(biāo)層對(duì)三級(jí)指標(biāo)層的影響程度的基礎(chǔ)上，建立四級(jí)指 標(biāo)層定性指標(biāo)元素的知識(shí)系統(tǒng)，四級(jí)指標(biāo)層論域U由1個(gè)樣本組成，即{{1 }，{2}，...，{ 1}};
[0060] 步驟3-1-2、從四級(jí)指標(biāo)層條件屬性集C中去掉屬性子集C1，其對(duì)決策屬性D產(chǎn)生的 影響程度，公式如下：
[0061]
[0062] 式中，(￡>)表示四級(jí)條件屬性集C去掉屬性子集Ci對(duì)決策屬性D產(chǎn)生的影響程 度，C-^表示條件屬性集C中去掉屬性子集為去掉屬性子集(^后決策集D 關(guān)于c-ci的正域⑷沖樣本個(gè)數(shù)，ms(⑷為條件屬性集C中去掉屬性子集(^后論 域的樣本集，且，（叫Si/,Card(U)為論域{U}中樣本總個(gè)數(shù)1;
[0063] 步驟3-1-3、評(píng)價(jià)指#C1的重要度的公式如下：
[0064] %,I, (q )=:/:.(/)) -rc-if (D)
[0065] 式中，SigD(C1)表示評(píng)價(jià)指標(biāo)(^的重要度，且SigD(C1) e[0，l]，rc(D)為條件屬性集 C對(duì)D的依賴度，rc(D) = l;
[0066] 步驟3-1-4、從四級(jí)指標(biāo)層條件屬性集C中去掉屬性子集(：2，按照步驟3-1-2到步驟 3-1-3,求出四級(jí)指標(biāo)層評(píng)價(jià)指標(biāo)(： 2的重要度，即％^:)^ (D)-/;
[0067] 步驟3-1-5、比較SigD(Ci)與SigD(C2)的大小，獲得四級(jí)指標(biāo)層中指標(biāo)元素 Ci與C2的 重要性排序；
[0068] 步驟3-1-6、按照步驟3-1-1到3-1-5的方法求出二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層中指標(biāo)元 素的重要性排序；
[0069]步驟3-2、構(gòu)造二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)的初始判斷矩陣；
[0070] 步驟3-2-1、求取四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)的判斷矩陣；
[0071] 根據(jù)四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)的重要度，求出兩指標(biāo)相對(duì)重要度的大小，公式如下：
[0072 ] Δ%() , = Sigll (Ci) - Sign (c：)
[0073] 式中，Ci與Cj為四級(jí)指標(biāo)層條件屬性集{C}中的元素，i，j = I，2，為指標(biāo)Ci與 Cj的相對(duì)重要度，SigD(Ci)為指標(biāo)Ci的重要度，SigD(C j)為指標(biāo)Cj重要度，由于SigD(Ci) e[0， 1]，SigD(Cj) e [0, 1]，因此1.,.1]
[0074] 若4?'?. >1則說明指標(biāo)Cl的重要度高于指標(biāo)重要度，且(^重要度為重要度 的M倍，M=I，2,...，10;反之則Cj重要度為Ci重要度的1/M倍；
[0075] 步驟3-2-2、按照步驟3-2-1的方法，求出二級(jí)準(zhǔn)則層和三級(jí)指標(biāo)層中指標(biāo)相對(duì)重 要度，從而根據(jù)指標(biāo)相對(duì)重要度建立判斷矩陣；
[0076]步驟3-3、根據(jù)一致性指標(biāo)比率對(duì)二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層的判斷矩 陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn);所述一致性指標(biāo)比率公式為：
[0077] CR = CI/RI
[0078] 式中，CR表示一致性指標(biāo)比率，RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，Cl表示一致性指標(biāo)，Cl = (λ_-μ)/(μ-1)，λΜΧ表示判斷矩陣的最大特征值，μ為該層中指標(biāo)元素個(gè)數(shù)；當(dāng)矩陣階數(shù) 為1或2時(shí)，RI = O，當(dāng)矩陣階數(shù)為3時(shí)，RI = O. 52，當(dāng)矩陣階數(shù)為4時(shí)，RI = O. 89，當(dāng)矩陣階數(shù)為 5時(shí)，RI = 1.12，當(dāng)矩陣階數(shù)為6時(shí)，RI = 1.26，當(dāng)矩陣階數(shù)為7時(shí)，RI = 1.36，當(dāng)矩陣階數(shù)為8 時(shí)，RI = 1.41，當(dāng)矩陣階數(shù)為9時(shí)，RI = 1.46,當(dāng)矩陣階數(shù)為10時(shí)，RI = 1.49,判斷CR彡0.1是 否成立，若是，則說明該初始判斷矩陣滿足一致性比例，執(zhí)行步驟3-4，否則說明該初始判斷 矩陣不滿足一致性要求，直接將其剔除；
[0079]步驟3-4、求取滿足一致性要求矩陣的權(quán)向量，
[0080] 步驟3-4-1、將滿足一致性檢驗(yàn)的二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo) 的評(píng)價(jià)矩陣的每一列元素正規(guī)化，公式如下：
[0081]
[0082] 式中，&為正規(guī)化處理后得到的相應(yīng)矩陣元素，i表示矩陣中第i行元素，共η行，j 表示矩陣中第j列元素，共η列，1?為初始判斷矩陣中的元素第i行與第j列元素；
[0083] 步驟3-4-2、將正規(guī)化后的判斷矩陣按行相加，得到行向I
公式 如下：
[0084]
[0085] 式中，$表示第i行矩陣元素的權(quán)重之和；
[0086] 步驟3-4-3、將行向量正規(guī)化，公式為
式中Wi表示正規(guī)化后第i行元 素，分別求得二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層和四級(jí)指標(biāo)層的權(quán)向量，公式如下：
[0087]
[0088]
[0089]
[0090] 式中，w〃n、w〃' λ、w〃〃 φ分別表示二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層的權(quán)向量元素 值：
1〇
[0091] 優(yōu)選的，所述步驟(4)中，所述綜合權(quán)重是利用四級(jí)指標(biāo)層的權(quán)向量和四級(jí)指標(biāo)層 的客觀權(quán)重相結(jié)合得到，公式如下：
[0092] ff=affAHP-4+^ffs-4
[0093] 式中，W表示四級(jí)指標(biāo)層元素的綜合權(quán)重，WS-4、Wahp-4分別為定量指標(biāo)與定性指標(biāo)的 權(quán)重向量，a和β為程度因子，表示權(quán)重和客觀權(quán)重的重要程度，且有OSaCL，〇<β彡1，α+β =1〇
[0094] 優(yōu)選的，所述步驟(5)包括如下步驟：
[0095]步驟5-1、建立評(píng)語集，確定四級(jí)指標(biāo)層的評(píng)價(jià)集及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為V= { Vl，V2，V3，V4， V5} = [很好，良好，一般，較差，很差} = {5,4,3,2，1}
[0096] 式中，V表示四級(jí)指標(biāo)層的評(píng)價(jià)集，Vq(q=l，2, ...，5)表示評(píng)價(jià)集V中的評(píng)語；
[0097] 步驟5-2、采用模糊統(tǒng)計(jì)方法對(duì)四級(jí)指標(biāo)層建立模糊評(píng)價(jià)矩陣，公式如下：
[0098]
[0099] 式中，rPq表示四級(jí)指標(biāo)層的指標(biāo)對(duì)評(píng)語集V的第q級(jí)評(píng)語的隸屬度，fPq為四級(jí)指標(biāo) 層中的第P個(gè)指標(biāo)被評(píng)為第q級(jí)評(píng)語的總次數(shù)，P表示四級(jí)指標(biāo)層第P個(gè)指標(biāo)元素，q表示第 P個(gè)指標(biāo)元素的第q級(jí)評(píng)語，s表示指標(biāo)評(píng)語集中的評(píng)語個(gè)數(shù)；
[0100] 求得四級(jí)指標(biāo)層的模糊評(píng)價(jià)矩陣：
，其中Θ表示每個(gè)三級(jí)指標(biāo)層下 四級(jí)指標(biāo)的個(gè)數(shù)，d = l，2，···，8;
[0101] 步驟5-3、對(duì)各級(jí)指標(biāo)層進(jìn)行模糊綜合變換，得到一級(jí)目標(biāo)層綜合效益評(píng)價(jià)結(jié)果；
[0102] 步驟5-3-1、對(duì)四級(jí)指標(biāo)層進(jìn)行模糊變換，公式如下：
[0104]式中，B^xU=I，2, ...，δ)表示三級(jí)指標(biāo)層第X個(gè)指標(biāo)元素的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果， δ表示三級(jí)指標(biāo)層元素個(gè)數(shù)，s表示第十二步中的指標(biāo)評(píng)語集中的評(píng)語個(gè)數(shù)， 分別表示第1、2、δ個(gè)三級(jí)指標(biāo)層對(duì)應(yīng)的四級(jí)指標(biāo)的權(quán)向量，R〃〃 ：L、R〃〃2、R〃〃 f；分別表示第1、2、 δ個(gè)三級(jí)指標(biāo)層對(duì)應(yīng)的四級(jí)指標(biāo)的模糊評(píng)價(jià)矩陣，t/〃 uv表示求得的三級(jí)指標(biāo)模糊綜合評(píng)價(jià) 矩陣中第u行第V列元素，其中u=l、2.....δ，ν=1、2.....s，"〇"表示廣義的模糊合成運(yùn)算， 得到三級(jí)指標(biāo)層的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果；
[0105] 步驟5-3-2、按照所述步驟5-3-1的方法對(duì)三級(jí)指標(biāo)層進(jìn)行模糊綜合變化，得到二 級(jí)準(zhǔn)則層的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，
[0106] 步驟5-3-3、對(duì)二級(jí)準(zhǔn)則層進(jìn)行模糊綜合變化，得到目標(biāo)層電能替代技術(shù)綜合效益 評(píng)價(jià)結(jié)果，公式如下：
[0107]
[0108] 式中，表示電能替代技術(shù)綜合效益的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，t/ ?ε表示求得的目標(biāo)層 模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣中第1行第ε列元素，其中，ε = 1，2，···，5,利用最大隸屬度原則，最大的 V 1￡對(duì)應(yīng)的評(píng)語等級(jí)Vj即為評(píng)價(jià)結(jié)果；
[0109]步驟5-3-3、對(duì)二級(jí)指標(biāo)層進(jìn)行模糊綜合變化，SPB7 ifgoRg=!；!/ iit/ 12···!/ 15]，得 到一級(jí)目標(biāo)層電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)價(jià)結(jié)果，就是電能替代技術(shù)綜合效益的模糊綜合 評(píng)價(jià)結(jié)果，利用最大隸屬度原則，最大的V ^對(duì)應(yīng)的評(píng)語等級(jí)Vj即為評(píng)價(jià)結(jié)果，其中t = l， 2,···,5；
[0110]步驟5-4、對(duì)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析處理;運(yùn)用百分制評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)換方法將求得的 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)值，公式如下：
[0111；
[0112]式中，a表示模糊綜合評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化的數(shù)值，ε表示指標(biāo)層元素權(quán)重向量中的權(quán)重值個(gè) 數(shù)，其中ε = 1，2, . . .，5，wE表示指標(biāo)層元素權(quán)重向量中的第ε個(gè)權(quán)重值，《表示第ε個(gè)權(quán)重值 的平方，ae表示評(píng)語集的賦值等級(jí)，其中ai = 100，a2 = 80，···，a5 = 0,利用此公式將二級(jí)指標(biāo) 層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層進(jìn)行分析、排序；
[0113] 步驟5-5、對(duì)量化后的電能替代技術(shù)綜合效益進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。
[0114] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0115] 本發(fā)明在技術(shù)性能方面，提高了電能代替設(shè)備技術(shù)的安全可靠性;在環(huán)境效益方 面，電能代替技術(shù)終端設(shè)備使用清潔電能，大大減少了污染物的排放，提高了清潔能源使 用率，節(jié)約了燃料;在經(jīng)濟(jì)效益方面，降低了設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本;在電網(wǎng)運(yùn)行方面，減少了負(fù) 荷日峰谷差率和年最大峰谷差率。
【附圖說明】
[0116] 圖1是本發(fā)明提供的一種基于綜合賦權(quán)法的電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)估方法的流 程圖，
[0117] 圖2是本發(fā)明提供的電能替代技術(shù)綜合效益AHP結(jié)構(gòu)模型圖。
【具體實(shí)施方式】
[0118]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0119]如圖1所示，一種基于綜合賦權(quán)法的電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)估方法，包括以下步 驟：
[0120]步驟SlOl，對(duì)電能替代技術(shù)綜合效益的評(píng)價(jià)內(nèi)容進(jìn)行分析與整理。對(duì)電能替代技 術(shù)綜合效益進(jìn)行系統(tǒng)的分析與組合，形成元素和元素集，得出電能替代技術(shù)綜合效益的評(píng) 價(jià)內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:技術(shù)性能方面、環(huán)境效應(yīng)方面、經(jīng)濟(jì)效益方面、電網(wǎng)運(yùn)行方 面，如表1所示。根據(jù)各指標(biāo)之間相互影響的關(guān)系，分析并列出各指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖2所示，其中指標(biāo)體系包括4個(gè)二級(jí)準(zhǔn)則層，8個(gè)三級(jí)指標(biāo)層，17個(gè)四級(jí)指 標(biāo)層。
[0121]表1電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
[0124] 步驟S102,對(duì)電能替代技術(shù)綜合效益四級(jí)指標(biāo)層定量指標(biāo)進(jìn)行理論計(jì)算。分別按 以下公式計(jì)算綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中環(huán)境效應(yīng)準(zhǔn)則層下的二氧化碳減排量、硫氧化 物減排量、氮氧化物減排量、粉塵減排量M FG、PM2.5減排量理論計(jì)算公式分別
S02、N02、粉塵、PM2.5排放量;N zc為用戶全生命周期內(nèi)可減少的電能使用量;β為電力系統(tǒng)中 電能損耗率。經(jīng)濟(jì)效益準(zhǔn)則層下的用戶收益費(fèi)用比率PCR、電網(wǎng)收益費(fèi)用比率IRR、系統(tǒng)設(shè)備 初投資成本CLee、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用C?，其理論計(jì)算公式分別如下：PCR=(q z,b/qz,s)X
,式中：qz,b為用戶減少使用單位 電能所節(jié)約的成本，qz,s為改造設(shè)備所需要的投資成本，CI為資金收入量，CG為資金支出量， (CI-CG)t表示第t年的凈現(xiàn)金流量，η表示生命周期內(nèi)的所有時(shí)間段數(shù)量，PS為設(shè)備s的容量， Rs為設(shè)備s單位容量的購買成本，A為新增設(shè)備總個(gè)數(shù)，γ通常取1.5%。電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)則層下 的系統(tǒng)平均停電率Jsci、系統(tǒng)總電量不足變化率Jens、年最大峰谷差率〇 max、日峰谷差率〇,其 理論計(jì)算公式分別如下：
(pd,max-Pd,min)/Pd,max，式中：δ t為規(guī)定時(shí)間段，41丨、噴分別為電能替代技術(shù)實(shí)施前后系統(tǒng) 平均缺電量，/仏、/總為電能替代技術(shù)實(shí)施前后系統(tǒng)總電量不足量值，στ為第τ天的日峰谷 差率，Pd, max為日最大負(fù)荷，Pd, min為日最小負(fù)荷。
[0125] 步驟S103,構(gòu)造四級(jí)指標(biāo)層定量指標(biāo)初始決策矩陣并將其規(guī)范化々卜理"將第二步 獲得的四級(jí)指標(biāo)層的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，構(gòu)造初始決策矩陣X，由公：
對(duì)初始 決策矩陣進(jìn)行規(guī)范化處理，j (j = 1，2，…，η)表示元素在矩陣中的列，共有η列，式中5?表示 規(guī)范化矩陣Y中的指標(biāo)元素，Xlj為第二步求得的指標(biāo)原始數(shù)據(jù)，m表示第二步獲得的四級(jí)指 標(biāo)層的原始數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，再對(duì)矩陣Y進(jìn)行歸一化處理，由得到歸一化矩陣Z，Zlj 表示歸一化矩陣Z的矩陣元素。
[0126] 步驟S104,利用熵理論賦權(quán)計(jì)算四級(jí)指標(biāo)層的熵值。利用公式
2，···，n)，其中，^為四級(jí)指標(biāo)層的熵值，j表示元素在矩陣中的列，共有η列，Z1請(qǐng)示第三步 求得的歸一化矩陣Z的矩陣元素，m表示第二步獲得的四級(jí)指標(biāo)層的原始數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，OSzlj
，Zij Inzij = O，從而可以求得四級(jí)指標(biāo)層的熵值。 「〇127I 擊驟Sl 05. i+笪四級(jí)指標(biāo)層宙量指標(biāo)的玄觀權(quán)重。將第四步求得的熵值進(jìn)行處理，
表示四級(jí)指標(biāo)層第j個(gè)指標(biāo)的客觀權(quán) 重值，^表示第四步求得的四級(jí)指標(biāo)層的熵值，從而可以求得四級(jí)指標(biāo)層的客觀權(quán)重向量
表示四級(jí)指標(biāo)層指標(biāo)客觀權(quán)重向量，其中
[0128]步驟S106,根據(jù)粗糙集理論求二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)的重 要性排序。首先根據(jù)粗糙集理論求四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)元素的重要性排序。由于技術(shù)性評(píng) 價(jià)指標(biāo)為定性指標(biāo)，所以需要將技術(shù)安全可靠性、技術(shù)成熟度進(jìn)行量化處理，以技術(shù)安全可 靠性C 1、技術(shù)成熟度C2為條件屬性集{C}，以技術(shù)效果為決策屬性集合{D}，在分別考慮四級(jí) 指標(biāo)層對(duì)三級(jí)指標(biāo)層的影響程度的基礎(chǔ)上，建立四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)元素的知識(shí)系統(tǒng)，四 級(jí)指標(biāo)層論域U由1個(gè)樣本組成，即{{1 }，{2}，...，{ 1}};從四級(jí)指標(biāo)層條件屬性集C中去掉 屬性子集C1，其對(duì)決策屬性D產(chǎn)生的影響程度為：(/)) = Γλ'?/(/Υ?( , (0))/0^((/),其中 (巧表示四級(jí)條件屬性集C去掉屬性子集Ci對(duì)決策屬性D產(chǎn)生的影響程度，C-ci表示條件 屬性集C中去掉屬性子集Cl，(Z)))為去掉屬性子集(^后決策集D關(guān)于C-C1的正域 {PQS c_q⑷沖樣本個(gè)數(shù)，TOU/))為條件屬性集C中去掉屬性子集(^后論域的樣本集，且 Pasc_q (D)Qt/,Card(U)為論域{U}中樣本總個(gè)數(shù)1;評(píng)價(jià)指標(biāo)以的重要度可以表示為： %?，;（?) -。（ D)，式中 SigD (Cl)表示評(píng)價(jià)指標(biāo) Cl 的重要度，且 SigD(ci)e[0，l]，rc(D) 為條件屬性集C對(duì)D的依賴度，rc(D) = l;從四級(jí)指標(biāo)層條件屬性集C中去掉屬性子集〇2，按照 上述方法，可以求出四級(jí)指標(biāo)層評(píng)價(jià)指標(biāo)。的重要度，即(/_〇-^ 2(約。比較518〇 (C1)與SigD(C2)的大小，可以獲得四級(jí)指標(biāo)層中指標(biāo)元素(^與(3 2的重要性排序。按照同樣的 方法可以求出二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層中指標(biāo)元素的重要性排序。
[0129]步驟S107,構(gòu)造二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)的初始判斷矩陣。 根據(jù)兩指標(biāo)的重要度之差，來度量指標(biāo)兩兩比較時(shí)的相對(duì)重要程度，首先求四級(jí)指標(biāo)層定 性指標(biāo)的判斷矩陣，由第三步求得的四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)的重要度，根據(jù)公式
求出兩指標(biāo)相對(duì)重要度的大小，其中(^與^為四級(jí)指標(biāo)層條件屬 性集{C}中的元素，i，j = 1，2，,,為指標(biāo)Ci與Cj的相對(duì)重要度，由于SigD(Ci) e [0，1 ]， SigD(Cj) e [0，1 ]，所以
為第二步求得的指標(biāo)Ci的重要度，SigD(Cj) 為第三步求得的指標(biāo)Cj重要度，從而可以求得四級(jí)指標(biāo)層元素的判斷矩陣。若>〇， 則說明指標(biāo)C1的重要度高于指標(biāo)Cj重要度，且(^重要度為Cj重要度的M倍(M=I，2, ...，10); 反之Cj重要度為Ci重要度的1/M倍，如表2所示，相對(duì)重要度及相應(yīng)重要度倍數(shù)μ的取 值。按照同樣的方法，可以求出二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層中指標(biāo)相對(duì)重要度，從而可根據(jù)指 標(biāo)相對(duì)重要度建立判斷矩陣。
[0130]表2相對(duì)重要度及相應(yīng)重要度倍數(shù)M取值
[0132] 步驟S108,對(duì)二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層的判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。 判斷電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)價(jià)矩陣的一致性，即求出一致性指標(biāo)比率:CR = CVRI，式中 CR表示一致性指標(biāo)比率，CI表示一致性指標(biāo)，CI = (λ_χ-μ)/(μ-1)，Amax表示判斷矩陣的最大 特征值，μ為該層中指標(biāo)元素個(gè)數(shù)，RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，通過的表3獲得，判斷CRS0.1 是否成立，若是，則說明該初始矩陣滿足一致性比例，否則說明該矩陣不滿足一致性要求， 將影響結(jié)果的準(zhǔn)確性，直接將其剔除。
[0133] 表3矩陣階數(shù)與RI的取值
[0135] 步驟S109,求取滿足一致性要求矩陣的權(quán)向量。首先將滿足一致性檢驗(yàn)的二級(jí)準(zhǔn) 則層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)的判斷矩陣的每一列元素正規(guī)化，即
，其中I為正規(guī)化處理后得到的相應(yīng)矩陣元素，i表示矩陣中第i行 元素，共η行，j表示矩陣中第j列元素，共η列，by為第八步求得的初始矩陣中的元素第i行與 第j列元素，從而得到按列正規(guī)化的矩陣；然后，將正規(guī)化后的判斷矩陣按行相加，即
式中$表示第i行矩陣元素的權(quán)重之和，從而得到行向量
；將行 向量正規(guī)化，即
，式中^表示正規(guī)化后第i行元素，按上述方法得二級(jí)準(zhǔn)則層、三 級(jí)與四級(jí)指標(biāo)層的權(quán)向量分別為
'，其中分別表示二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指 標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層的權(quán)向量元素值，η，λ，Φ=ι，2,...
〇
[0136] 步驟S110,計(jì)算電能替代技術(shù)四級(jí)指標(biāo)層元素的綜合權(quán)重。將利用粗糙集理論求 得的四級(jí)指標(biāo)層權(quán)重向量與利用熵理論賦權(quán)求得的四級(jí)指標(biāo)層的客觀權(quán)重相結(jié)合，即W=a WAHP-4+WS-4,其中W表示四級(jí)指標(biāo)層元素的綜合權(quán)重，Ws-4、WAHP-4分別表示第五步與第九步求 得的定量指標(biāo)與定性指標(biāo)的權(quán)重向量，α和β為程度因子，表示權(quán)重和客觀權(quán)重的重要程度， 且有O彡α<1，〇彡β彡1，α+β=1，從而可以求出綜合權(quán)重。
[0137] 步驟Slll，綜合考慮實(shí)際情況，建立評(píng)語集。確定電能替代技術(shù)環(huán)保效益四級(jí)指標(biāo) 層的評(píng)價(jià)集及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為V= {V1，V2，V3，V4，V5} = {很好，良好，一般，較差，很差} = {5,4,3， 2，1}，式中V表示四級(jí)指標(biāo)層的評(píng)價(jià)集，Vq(q=l，2, . . .，5)表示評(píng)價(jià)集V中的評(píng)語，即每一題 滿分為5分，其中5表示該指標(biāo)很好，4表示該指標(biāo)良好，3表示該指標(biāo)一般，2表示該指標(biāo)較 差，1表示該指標(biāo)很差，得到電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)中各項(xiàng)四級(jí)指標(biāo)層的滿意度。
[0138] 步驟S112,對(duì)四級(jí)指標(biāo)層建立模糊評(píng)價(jià)矩陣。對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、整理，得到四級(jí)指 標(biāo)層的評(píng)價(jià)結(jié)果，采用模糊統(tǒng)計(jì)方法求得模糊評(píng)價(jià)矩罔
，其中rPq表示四級(jí)指 標(biāo)層的指標(biāo)對(duì)評(píng)語集V的第q級(jí)評(píng)語的隸屬度，fPq為四級(jí)指標(biāo)層中的第p個(gè)指標(biāo)被評(píng)為第q級(jí) 評(píng)語的總次數(shù)，P表示四級(jí)指標(biāo)層第P個(gè)指標(biāo)元素，q表示第P個(gè)指標(biāo)元素的第q級(jí)評(píng)語，s表 示指標(biāo)評(píng)語集中的評(píng)語個(gè)數(shù)，由第十一步可知，q=l，2,3,4,5，s = 5,從而求得四級(jí)指標(biāo)層 的模糊評(píng)價(jià)矩陣：
其中Θ表示每個(gè)三級(jí)指標(biāo)層下四級(jí)指標(biāo)的個(gè)數(shù)，d=l， 2,…，8〇
[0139] 步驟S113,對(duì)各級(jí)指標(biāo)層進(jìn)行模糊綜合變換，得到一級(jí)目標(biāo)層綜合效益評(píng)價(jià)結(jié)果。 首先，對(duì)四級(jí)指標(biāo)層進(jìn)行模糊變換，即B〃'FOR"%= [!/〃油〃〃^…!/〃^]^〃^=，％。 R〃〃2=[b〃/21b〃/22...b〃/2s]，...，B〃 /s = W〃〃s〇R〃〃s=[b〃/s1b〃/s 2...b〃/ss]，S*B〃/x(x=l， 2, . . .，δ)表示三級(jí)指標(biāo)層第χ個(gè)指標(biāo)元素的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，δ表示三級(jí)指標(biāo)層元素個(gè) 數(shù)，s(s = 5)表示第十二步中的指標(biāo)評(píng)語集中的評(píng)語個(gè)數(shù)，分別表示第1、2、δ 個(gè)三級(jí)指標(biāo)層對(duì)應(yīng)的四級(jí)指標(biāo)的權(quán)向量，f I、R〃〃2、R〃〃S分別表示第1、2、δ個(gè)三級(jí)指標(biāo)層對(duì) 應(yīng)的四級(jí)指標(biāo)的模糊評(píng)價(jià)矩陣，= . . .，δ;ν=1，2, . . .，s)表示求得的三級(jí)指標(biāo) 模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣中第u行第V列元素，表示廣義的模糊合成運(yùn)算，從而得到三級(jí)指標(biāo)層 的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果;按照上述同樣的方法對(duì)三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行模糊綜合變化，得到二級(jí)指標(biāo)層的 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果;最后對(duì)二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行模糊綜合變化，得到目標(biāo)層電能替代技術(shù)綜合效益評(píng) 價(jià)結(jié)果，即V = [V nl/12···1/15]，式中B'表示電能替代技術(shù)綜合效益的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果， 1/ 1ε(ε = 1，2，···，5)表示表示求得的目標(biāo)層模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣中第1行第V列元素，利用最大 隸屬度原則，最大的V ^對(duì)應(yīng)的評(píng)語等級(jí)Vj即為評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0140] 步驟S114,對(duì)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析處理。為了使評(píng)價(jià)結(jié)果更加明確，對(duì)評(píng)語 集作相應(yīng)等級(jí)賦值(很好100,良好80,一般60,差40,很差0)，運(yùn)用百分制評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)換方法將求 得的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)值，即：
其中a表示模糊綜合評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化的數(shù) 值，ε表示第十三步求得的指標(biāo)層元素權(quán)重向量中的權(quán)重值個(gè)數(shù)，其中ε = 1，2, ...，5，wE表 示第十三步求得的指標(biāo)層元素權(quán)重向量中的第ε個(gè)權(quán)重值，< 表示第ε個(gè)權(quán)重值的平方，aE 表示評(píng)語集的賦值等級(jí)，其中ai = 100,a2 = 80，···，a5 = 0,利用此公式將二級(jí)指標(biāo)層、三級(jí)指 標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層進(jìn)行分析、排序，使判斷結(jié)果的信息更加清晰。
[0141] 步驟S115,對(duì)量化后的電能替代技術(shù)綜合效益進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。通過將模糊綜合評(píng) 價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析處理，可以得出電能替代技術(shù)存在以下效益:在技術(shù)性能方面，電能替代設(shè) 備技術(shù)安全可靠性高，但技術(shù)成熟度較低;在環(huán)境效益方面，電能替代技術(shù)終端設(shè)備使用的 是清潔的電能，所以不產(chǎn)生任何污染物，只是在生產(chǎn)電能時(shí)產(chǎn)生部分污染物，因此其c〇2、 s〇2、N〇2、粉塵、PM2.5顆粒排放量減少，電能替代技術(shù)在推廣過程中，增加了電能的使用，因此 使清潔能源使用率提高，其為集中生產(chǎn)電能，因此燃料節(jié)約量增加;在經(jīng)濟(jì)效益方面，由于 用戶需要將設(shè)備改造成電能替代設(shè)備，且電能替代設(shè)備比傳統(tǒng)設(shè)備價(jià)格高，所以設(shè)備初投 資成本增加，但是為推廣電能替代技術(shù)，政府會(huì)提出一些補(bǔ)貼、降低電價(jià)等政策，因此用戶 收益費(fèi)用比率是先減少后增加，電網(wǎng)收益費(fèi)用比率也是先減少后增加，由于電能替代設(shè)備 在使用過程中維護(hù)方便，因此其設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本降低;在電網(wǎng)運(yùn)行方面，由于電能使用增 加，電網(wǎng)擴(kuò)建，支路增多，電網(wǎng)可靠性有所降低，電能替代設(shè)備具有削峰填谷的作用，因此負(fù) 荷日峰谷差率及年最大峰谷差率減小。因此，企業(yè)、政府可以更好的參考該體系制定合理的 計(jì)劃，使電能替代技術(shù)得到更好的推廣，以最大化電能替代技術(shù)帶來的綜合效益。
[0142]最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡 管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然 可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何 修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于綜合賦權(quán)法的電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)估方法，其特征在于，所述方法包 括如下步驟： (1) 構(gòu)建電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)； (2) 基于熵理論計(jì)算所述體系結(jié)構(gòu)中的四級(jí)指標(biāo)層的客觀權(quán)重； (3) 求取所述體系結(jié)構(gòu)中二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層和四級(jí)指標(biāo)層的各因素權(quán)重向量； (4) 計(jì)算所述體系結(jié)構(gòu)中四級(jí)指標(biāo)層元素的綜合權(quán)重； (5) 對(duì)所述體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟（1)中，所述電能替代技術(shù)綜合效益 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)包括4個(gè)二級(jí)準(zhǔn)則層、8個(gè)三級(jí)指標(biāo)層和17個(gè)四級(jí)指標(biāo)層： 所述二級(jí)準(zhǔn)則層包括技術(shù)性能準(zhǔn)則層、環(huán)境效應(yīng)準(zhǔn)則層、經(jīng)濟(jì)效益準(zhǔn)則層和電網(wǎng)運(yùn)行 準(zhǔn)則層； 所述技術(shù)性能準(zhǔn)則層的三級(jí)指標(biāo)層包括技術(shù)效果，所述技術(shù)效果的四級(jí)指標(biāo)層包括技 術(shù)安全可靠性和技術(shù)成熟性； 所述環(huán)境效應(yīng)準(zhǔn)則層的三級(jí)指標(biāo)層包括碳排放量、污染物排放量和資源利用率，所述 碳排放量的四級(jí)指標(biāo)層包括二氧化碳減排量，所述污染物排放量的四級(jí)指標(biāo)層包括氮氧化 物減排量、硫氧化物減排量、粉塵減排量和PM2.5減排量，所述資源利用率的四級(jí)指標(biāo)層包 括清潔能源使用率和燃料節(jié)約量； 所述經(jīng)濟(jì)效益準(zhǔn)則層的三級(jí)指標(biāo)層包括投資效益和全壽命周期成本，所述投資效益的 四級(jí)指標(biāo)層包括用戶收益費(fèi)用比率和電網(wǎng)收益費(fèi)用比率，所述全壽命周期成本的四級(jí)指標(biāo) 層包括系統(tǒng)設(shè)備初投資成本和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用； 所述電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)則層的三級(jí)指標(biāo)層包括電網(wǎng)可靠性和負(fù)荷整形效果，所述電網(wǎng)可靠性 的四級(jí)指標(biāo)層包括系統(tǒng)平均缺電量變化率和系統(tǒng)總電量不足變化率，所述負(fù)荷整形效果的 四級(jí)指標(biāo)層包括日峰谷差率和年最大峰谷差率。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟(2)包括如下步驟： 步驟2-1、對(duì)四級(jí)指標(biāo)層定量指標(biāo)進(jìn)行理論計(jì)算； 步驟2-1-1、分別計(jì)算所述體系結(jié)構(gòu)中環(huán)境效應(yīng)準(zhǔn)則層下的二氧化碳減排量、硫氧 化物減排量、氮氧化物減排量^^、粉塵減排量MFe、PM2.5減排量萬％5，計(jì)算公式如下：式中a%、. dFC:、<2概.5分別為單位發(fā)電量⑶2、5〇2、腸 2、粉塵、口]/[2.5排放 量;Nzc為用戶全生命周期內(nèi)可減少的電能使用量;β為電力系統(tǒng)中電能損耗率； 步驟2-1-2、分別計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益準(zhǔn)則層下的用戶收益費(fèi)用比率PCR、電網(wǎng)收益費(fèi)用比率 IRR、系統(tǒng)設(shè)備初投資成本CLee、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用0?，其計(jì)算公式分別如下： PCR=(qz,b/qz,s)X100%Com=Clcc y 式中：qz,b為用戶減少使用單位電能所節(jié)約的成本，qz,s為改造設(shè)備所需要的投資成本， CI為資金收入量，CG為資金支出量，η表示生命周期內(nèi)的所有時(shí)間段數(shù)量，IRR為電網(wǎng)收益費(fèi) 用比率，Ps為設(shè)備s的容量，R s為設(shè)備s單位容量的購買成本，Α為新增設(shè)備總個(gè)數(shù)，γ通常取 1.5% ； 步驟2-1-3、分別計(jì)算電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)則層下的系統(tǒng)平均缺電量變化率、系統(tǒng)總電量不足變 化率、年最大峰谷差率、日峰谷差率，其計(jì)算公式分別如下：式中思、月I分別為電能替代技術(shù)實(shí)施前后系統(tǒng)平均缺電量，巧丨為電能替代 技術(shù)實(shí)施前后系統(tǒng)總電量不足量值，單位:kWh，〇1為第i天的日峰谷差率，Pd,max為日最大負(fù) 荷，Pd, min為日最小負(fù)荷，Jsci為系統(tǒng)平均停電率、Jens為系統(tǒng)總電量不足變化率、〇max為年最大 峰谷差率、 0為日峰谷差率，△ t為規(guī)定時(shí)間段； 步驟2-2、構(gòu)造四級(jí)指標(biāo)層定量指標(biāo)初始決策矩陣并將其規(guī)范化處理； 步驟2-2-1、將四級(jí)指標(biāo)層的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，構(gòu)造初始決策矩陣X， 步驟2-2-2、對(duì)初始決策矩陣進(jìn)行規(guī)范化處理，得到規(guī)范化決策指標(biāo)yij，其組成的矩陣 規(guī)范化矩陣為Y，公式如下：式中，j(j = l，2, ···，!〇表示元素在矩陣中的列，共有η列，yij表示規(guī)范化矩陣Y中的指標(biāo) 元素，xu為指標(biāo)原始數(shù)據(jù)，m表示四級(jí)指標(biāo)層的原始數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)； 步驟2-2-3、對(duì)矩陣Y進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化矩陣Z，公式如下：式中，表示歸一化矩陣Z的矩陣元素； 步驟2-3、利用熵理論賦權(quán)計(jì)算四級(jí)指標(biāo)層的熵值，公式如下：式中，W為四級(jí)指標(biāo)層的熵值，j表示元素在矩陣中的列，共有η列，21謙示歸一化矩陣Z 的矩陣元素，m表示四級(jí)指標(biāo)層的原始數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，當(dāng)0<zij<l時(shí)， ，當(dāng)zij = 0時(shí)， ZijlnZij - 0 ； 步驟2-4、計(jì)算四級(jí)指標(biāo)層定量指標(biāo)的客觀權(quán)重； 步驟2-4-1、將四級(jí)指標(biāo)層的熵值進(jìn)行處理，公式如下：式中，w〃〃 j (j = 1，2，…，η)表示四級(jí)指標(biāo)層第j個(gè)指標(biāo)的客觀權(quán)重值，ej表示四級(jí)指標(biāo)層 的熵值； 步驟2-4-2、求得四級(jí)指標(biāo)層的客觀權(quán)重向量，公式如下： ffs-4=(w////i,w////2,---y///n) T 式中，Ws-4表示四級(jí)指標(biāo)層指標(biāo)客觀權(quán)重向量：4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟(3)包括如下步驟： 步驟3-1、根據(jù)粗糙集理論求二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)的重要性 排序； 步驟3-1-1、以技術(shù)安全可靠性C1、技術(shù)成熟度c2為條件屬性集{C}，以技術(shù)效果為決策 屬性集合{D}，在分別考慮四級(jí)指標(biāo)層對(duì)三級(jí)指標(biāo)層的影響程度的基礎(chǔ)上，建立四級(jí)指標(biāo)層 定性指標(biāo)元素的知識(shí)系統(tǒng)，四級(jí)指標(biāo)層論域U由1個(gè)樣本組成，即{{1 }，{2}，...，{ 1}}; 步驟3-1-2、從四級(jí)指標(biāo)層條件屬性集C中去掉屬性子集C1，其對(duì)決策屬性D產(chǎn)生的影響 程度，公式如下： rC ci (D) = Card(POSc_c (0))/Card(U) 式中，表示四級(jí)條件屬性集c去掉屬性子集Cl對(duì)決策屬性D產(chǎn)生的影響程度，C-C1 表示條件屬性集C中去掉屬性子集Cl，Gr</WS； , (D))為去掉屬性子集(^后決策集D關(guān)于C-C1的正域{中樣本個(gè)數(shù)，POSq (約為條件屬性集C中去掉屬性子集^后論域的樣 本集，且八盡，.（叫￡^__，Card(U)為論域{U}中樣本總個(gè)數(shù)1; 步驟3-1-3、評(píng)價(jià)指標(biāo)(^的重要度的公式如下： 式中，SigD(C1)表示評(píng)價(jià)指標(biāo)(^的重要度，且SigD( C1) e [〇，1]，rc(D)為條件屬性集C對(duì)D 的依賴度，K(D) = 1; 步驟3-1-4、從四級(jí)指標(biāo)層條件屬性集C中去掉屬性子集(：2，按照步驟3-1-2到步驟3-1-3，求出四級(jí)指標(biāo)層評(píng)價(jià)指標(biāo)c 2的重要度，8卩(D) -; 步驟3-1-5、比較SigD(ci)與SigD(C2)的大小，獲得四級(jí)指標(biāo)層中指標(biāo)元素 ci與C2的重要 性排序； 步驟3_1-6、按照步驟3_1_1到3_1-5的方法求出二級(jí)準(zhǔn)則層、二級(jí)指標(biāo)層中指標(biāo)兀素的 重要性排序； 步驟3-2、構(gòu)造二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)的初始判斷矩陣； 步驟3-2-1、求取四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)的判斷矩陣； 根據(jù)四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)的重要度，求出兩指標(biāo)相對(duì)重要度的大小，公式如下： 式中，ci與cj為四級(jí)指標(biāo)層條件屬性集{C}中的元素 ，i , j = 1,2，為指標(biāo)ci與cj的 相對(duì)重要度，SigD(Ci)為指標(biāo)Ci的重要度，SigD(Cj)為指標(biāo)Cj重要度，由于SigD(Ci)e[〇，l]， SigD(cj) e [〇，1]，因此Δ*%:% 4-W]; 若. ，則說明指標(biāo)Cl的重要度高于指標(biāo)重要度，且(^重要度為重要度的M倍， M=l，2, . . .，10;反之則Cj重要度為ci重要度的1/Μ倍； 步驟3-2-2、按照步驟3-2-1的方法，求出二級(jí)準(zhǔn)則層和三級(jí)指標(biāo)層中指標(biāo)相對(duì)重要度， 從而根據(jù)指標(biāo)相對(duì)重要度建立判斷矩陣； 步驟3-3、根據(jù)一致性指標(biāo)比率對(duì)二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層的判斷矩陣進(jìn) 行一致性檢驗(yàn);所述一致性指標(biāo)比率公式為： CR=CI/RI 式中，CR表示一致性指標(biāo)比率，RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，CI表示一致性指標(biāo)，CI = (λ_χ-μ)/(μ-1)，λ_χ表示判斷矩陣的最大特征值，μ為該層中指標(biāo)元素個(gè)數(shù);當(dāng)矩陣階數(shù)為1 或2時(shí)，RI = 0,當(dāng)矩陣階數(shù)為3時(shí)，RI = 0.52,當(dāng)矩陣階數(shù)為4時(shí)，RI = 0.89,當(dāng)矩陣階數(shù)為5 時(shí)，RI = 1.12，當(dāng)矩陣階數(shù)為6時(shí)，RI = 1.26，當(dāng)矩陣階數(shù)為7時(shí)，RI = 1.36，當(dāng)矩陣階數(shù)為8 時(shí)，RI = 1.41，當(dāng)矩陣階數(shù)為9時(shí)，RI = 1.46,當(dāng)矩陣階數(shù)為10時(shí)，RI = 1.49,判斷CR彡0.1是 否成立，若是，則說明該初始判斷矩陣滿足一致性比例，執(zhí)行步驟3-4，否則說明該初始判斷 矩陣不滿足一致性要求，直接將其剔除； 步驟3-4、求取滿足一致性要求矩陣的權(quán)向量， 步驟3-4-1、將滿足一致性檢驗(yàn)的二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層定性指標(biāo)的評(píng) 價(jià)矩陣的每一列元素正規(guī)化，公式如下：式中，ξ為正規(guī)化處理后得到的相應(yīng)矩陣元素，i表示矩陣中第i行元素，共η行，j表示矩 陣中第j列元素，共η列，1?為初始判斷矩陣中的元素第i行與第j列元素； 步驟3-4_2、將正規(guī)化后的判斷矩陣按行相加，得到行向量>|/ = ^1,1"「2,..%>1;^，公式如下：式中，$表示第i行矩陣元素的權(quán)重之和； 步驟3-4-3、將行向量正規(guī)化，公式為：，式中^表示正規(guī)化后第i行元素，分 別求得二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層和四級(jí)指標(biāo)層的權(quán)向量，公式如下： Wahp-2= (Ζι，…，w〃n，…，w〃n)T Wahp-3= (Ζι，…，w〃A，…，w〃n)T Wahp-，···，％，…，w""n)T 式中，《/%、《〃'、，/%分別表示二級(jí)準(zhǔn)則層、三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層的權(quán)向量元素值， η，λ，φ = 1，2, · · ·，n:5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟(4)中，所述綜合權(quán)重是利用四級(jí)指 標(biāo)層的權(quán)向量和四級(jí)指標(biāo)層的客觀權(quán)重相結(jié)合得到，公式如下： ff = affAHP-4+Pffs-4 式中，W表示四級(jí)指標(biāo)層元素的綜合權(quán)重，Ws-4、Wahp-4分別為定量指標(biāo)與定性指標(biāo)的權(quán)重 向量，a和β為程度因子，表示權(quán)重和客觀權(quán)重的重要程度，且有〇<α<1，〇<β<1，α+β=1。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟(5)包括如下步驟： 步驟5-1、建立評(píng)語集，確定四級(jí)指標(biāo)層的評(píng)價(jià)集及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為V= { VI，V2，V3，V4，V5}= {很好，良好，一般，較差，很差} = {5,4,3,2，1} 式中，V表示四級(jí)指標(biāo)層的評(píng)價(jià)集，Vq(q=l，2, . . .，5)表示評(píng)價(jià)集V中的評(píng)語； 步驟5-2、采用模糊統(tǒng)計(jì)方法對(duì)四級(jí)指標(biāo)層建立模糊評(píng)價(jià)矩陣，公式如下：式中，rPq表示四級(jí)指標(biāo)層的指標(biāo)對(duì)評(píng)語集V的第q級(jí)評(píng)語的隸屬度，fPq為四級(jí)指標(biāo)層中 的第P個(gè)指標(biāo)被評(píng)為第q級(jí)評(píng)語的總次數(shù)，P表示四級(jí)指標(biāo)層第P個(gè)指標(biāo)元素，q表示第P個(gè) 指標(biāo)元素的第q級(jí)評(píng)語，s表示指標(biāo)評(píng)語集中的評(píng)語個(gè)數(shù)；求得四級(jí)指標(biāo)層的模糊評(píng)價(jià)矩陣： ，其中Θ表示每個(gè)三級(jí)指標(biāo)層下四級(jí) 指標(biāo)的個(gè)數(shù)，d = l，2，···，8; 步驟5-3、對(duì)各級(jí)指標(biāo)層進(jìn)行模糊綜合變換，得到一級(jí)目標(biāo)層綜合效益評(píng)價(jià)結(jié)果； 步驟5-3-1、對(duì)四級(jí)指標(biāo)層進(jìn)行模糊變換，公式如下： 式中，Β'χ"（χ=1，2, . . .，δ)表示三級(jí)指標(biāo)層第X個(gè)指標(biāo)元素的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，δ表示 三級(jí)指標(biāo)層元素個(gè)數(shù)，s表示第十二步中的指標(biāo)評(píng)語集中的評(píng)語個(gè)數(shù)，Wi""、W2""、W〃〃s分別 表示第1、2、δ個(gè)三級(jí)指標(biāo)層對(duì)應(yīng)的四級(jí)指標(biāo)的權(quán)向量，分別表示第1、2、δ個(gè) 三級(jí)指標(biāo)層對(duì)應(yīng)的四級(jí)指標(biāo)的模糊評(píng)價(jià)矩陣， uv表示求得的三級(jí)指標(biāo)模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣 中第u行第v列元素，其中u=l、2、. . .、δ，ν=1、2、. . .、s，表示廣義的模糊合成運(yùn)算，得到 三級(jí)指標(biāo)層的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果； 步驟5-3-2、按照所述步驟5-3-1的方法對(duì)三級(jí)指標(biāo)層進(jìn)行模糊綜合變化，得到二級(jí)準(zhǔn) 則層的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果， 步驟5-3-3、對(duì)二級(jí)準(zhǔn)則層進(jìn)行模糊綜合變化，得到目標(biāo)層電能替代技術(shù)綜合效益評(píng)價(jià) 結(jié)果，公式如下： B' = [b'ii b'i2 …b'i5] 式中，B'表示電能替代技術(shù)綜合效益的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，t/ 1ε表示求得的目標(biāo)層模糊 綜合評(píng)價(jià)矩陣中第1行第ε列元素，其中，ε = 1，2,…，5,利用最大隸屬度原則，最大的 應(yīng)的評(píng)語等級(jí)W即為評(píng)價(jià)結(jié)果； 步驟5-4、對(duì)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析處理;運(yùn)用百分制評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)換方法將求得的綜合 評(píng)價(jià)結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)值，公式如下：式中，a表示模糊綜合評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化的數(shù)值，ε表示指標(biāo)層元素權(quán)重向量中的權(quán)重值個(gè)數(shù)，其 中ε = 1，2, . . .，5，wE表示指標(biāo)層元素權(quán)重向量中的第ε個(gè)權(quán)重值，<表示第ε個(gè)權(quán)重值的平 方，ae表示評(píng)語集的賦值等級(jí)，其中ai = 100，a2 = 80，···，a5 = 0,利用此公式將二級(jí)指標(biāo)層、 三級(jí)指標(biāo)層、四級(jí)指標(biāo)層進(jìn)行分析、排序； 步驟5-5、對(duì)量化后的電能替代技術(shù)綜合效益進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK106056307SQ201610416980
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】成嶺, 蔣利民, 鐘鳴, 熊敏, 郭炳慶, 閆華光, 黃偉, 何桂雄, 屈博, 孟珺遐, 張新鶴, 楊東升, 種倩倩, 寇健
【申請(qǐng)人】中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)江西省電力公司