基于物元可拓模型的电网投资效益评价方法与流程

1.本发明属于配电网项目投资技术领域，具体涉及一种基于物元可拓模型的电网投资效益评价方法。


背景技术：

2.伴随着国民经济的不断提升，用电负荷也在不断增加。为了满足人们日益增长的电力需求，电网企业必须不断加大投资力度，扩大配电网的规模，优化配电网的结构。因此，在大量建设资金不断投入的情况下，科学评估配网的投资效果对提高投资的科学性，使配电网的建设适度化具有重要意义。
3.目前，现有的技术为建立适应输配电价改革的电网项目投资精准分配测算模型，对于电网项目中必须投资的项目进行投资。对其余的弹性投资的项目，根据建立的适应输配电价改革的电网项目投资效益评估指标体系进行评估，运用构建的动态效益评估模型得到结果，并反映企业的经济效益，从而以项目净现值率最大化、依据评估结果得到的价值最大化为目标函数，以资总额约束、投资分配比例约束、项目间的关联关系为约束条件，对电网项目投资精准分配进行0-1规划，但是这种方式主观因素影响过多，影响了电网投资效益管理效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术中对电网投资效益管理效率不高的技术问题，本发明提出了一种基于物元可拓模型的电网投资效益评价方法。为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
5.一种基于物元可拓模型的电网投资效益评价方法，包括如下步骤：
6.s1，基于电网投资的评价指标构建电网投资效益决策指标体系，根据电网投资效益决策指标体系建立电网投资效益物元模型；
7.s2，根据步骤s1所建立的电网投资效益决策指标体系收集对应数据，根据收集到的数据计算指标均值，利用延伸定理计算特征关联值；
8.s3，将主观赋权法和客观赋权法进行组合利用乘法合成法计算组合权重；
9.s4，根据步骤s3得到的组合权重和步骤s2得到的特征关联值计算综合关联值和效益等级特征值，根据综合关联值和效益等级特征值判定电网投资效益水平的等级及电网投资效益等级。
10.在步骤s1中，所述电网投资效益决策指标体系包括目标层、维度层和指标层，目标层为电网投资效益评价指标，维度层包括政策性指标、安全性指标、经济性指标、竞争性指标、风险性指标和社会性指标，指标层包括项目适应政策水平、项目紧迫性、供电可靠率提高值、净现值率、投资回报率、配电网布点增长率、新兴电力市场份额增长率、电价政策变动风险、风险电量、二氧化碳减排程度和土地资源优化面积程度，其中，供电可靠率提高值、净现值率、投资回报率、配电网布点增长率、新兴电力市场份额增长率为正向指标，风险电量
为负向指标，项目适应政策水平、项目紧迫性、电价政策变动风险、二氧化碳减排程度和土地资源优化面积程度为定性指标。
11.所述步骤s2包括如下步骤：
12.s2.1，根据步骤s1所建立的电网投资效益决策指标体系收集各电网投资效益评价指标所对应的数据；
13.s2.2，对各电网投资效益评价指标的所有数据进行标准化计算；
14.s2.3，根据步骤s2.2得到的标准化后的值分别计算每项电网投资效益评价指标的指标均值；
15.s2.4，根据指标均值利用延伸定理计算特征关联值。
16.在步骤s2.3中，所述指标均值的计算公式为：
[0017][0018]
式中，表示第j项评价指标的指标均值，y
zj
表示电网投资效益评价指标标准化后的值，m表示被评价对象的个数。
[0019]
所述特征关联值的计算方法如下：
[0020]
若所述特征关联值的计算公式为：
[0021][0022]
式中，表示电网投资效益评价指标uk的特征值，表示特征值与经典域评价指标取值x
ik
＝(a
ik
,b
ik
)间的距离，表示电网投资效益等级为li时，电网投资效益评价指标uk的特征值的特征关联值，a
ik
和b
ik
分别表示电网投资效益等级为li时，电网投资效益评价指标uk的取值下限和取值上限；
[0023]
若所述特征关联值的计算公式为：
[0024][0025]
式中，表示特征值与节域特征因子临界值x
pk
＝(a
pk
,b
pk
)间的距离。
[0026]
所述步骤s3包括如下步骤：
[0027]
s3.1，利用主观赋权法也即层次分析法获得主观权重
[0028]
s3.2，利用客观赋权法获得客观权重
[0029]
s3.3，根据主观权重和客观权重利用乘法合成计算组合权重所述组合权重的计算公式为：
[0030][0031]
式中，n表示被评价指标的总项数。
[0032]
所述步骤s3.2包括如下步骤：
[0033]
①
根据步骤s2得到的指标均值计算标准差，所述标准差的计算公式为：
[0034][0035]
式中，tj表示第j项指标的指标标准差；
[0036]
②
根据指标均值和标准差计算变异系数，所述变异系数的计算公式为：
[0037][0038]
式中，vj表示第j项评价指标的变异系数；
[0039]
③
根据变异系数计算取值x
zj
和取值x
zj-1
的之间的重要性程度，所述重要性程度rj的表达式为：
[0040][0041]
式中，v
j-1
表示第j-1项评价指标的变异系数，rj表示第j项评价指标的重要性程度。
[0042]
④
根据重要性程度计算客观权重所述客观权重的计算方法为：
[0043]
当j＝2时，所述客观权重的计算公式为：
[0044][0045]
当j＞2时，所述客观权重的计算公式为：
[0046][0047]
所述综合关联值的计算公式为：
[0048][0049]
式中，hi(h)表示电网投资效益等级li的经典域ri的综合关联值，h表示电网投资效益等级li的取值；
[0050]
所述效益等级特征值的计算公式为：
[0051]
[0052]
式中，表示电网投资效益的等级评价值，i
*
表示电网投资效益的效益等级特征值。
[0053]
所述电网投资效益的等级评价值的计算公式为：
[0054][0055]
本发明的有益效果：
[0056]
本技术从政策性指标、安全性指标、经济性指标、竞争性指标、风险性指标和社会性指标六个方面构建输配电价电价改革后的电网投资效益决策指标体系，采用主观赋权法和客观赋权法相结合的形式获取组合权重，指标赋权提供了一种新的相对客观的方式，可以提高电网投资效益管理效率。其次，选用物元可拓模型，应用输配电价电价改革后电网投资效益决策指标体系进行投资效益评价，为明确电网投资项目改进方向提供了决策依据，可以帮助电网加强对投资效益的重视，提高投资能力，对提升电网投资品质、满足电力市场需求具有重要意义；未来可针对投资项目等不同类型及特征，进一步细分评价对象及评价指标，确保电网投资效益更好契合市场需求。
附图说明
[0057]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0058]
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
[0059]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0060]
一种基于物元可拓模型的电网投资效益评价方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0061]
s1，基于电网投资的评价指标构建电网投资效益决策指标体系，根据电网投资效益决策指标体系建立电网投资效益物元模型；
[0062]
所述电网投资效益决策指标体系包括目标层、维度层和指标层，目标层为电网投资效益评价指标，维度层包括政策性指标、安全性指标、经济性指标、竞争性指标、风险性指标和社会性指标的6个评价维度，指标层包括项目适应政策水平、项目紧迫性、供电可靠率提高值、净现值率、投资回报率、配电网布点增长率、新兴电力市场份额增长率、电价政策变动风险、风险电量、二氧化碳减排程度和土地资源优化面积程度11个评价指标，其中，供电可靠率提高值、净现值率、投资回报率、配电网布点增长率、新兴电力市场份额增长率为正向指标，风险电量为负向指标，项目适应政策水平、项目紧迫性、电价政策变动风险、二氧化碳减排程度和土地资源优化面积程度为定性指标。
[0063]
所述电网投资效益物元模型对应的物元矩阵r的表达式为：
[0064]
r＝(l,u,x)；
ꢀꢀꢀ
(1)
[0065]
式中，l＝(l1,l2,
…
,li,
…
,li)，li表示电网投资效益评价等级，u＝(u1,u2,
…
,uk,
…
,uk)，uk表示电网投资效益的评价指标，x＝(x1,x2,
…
,xk,
…
,xk)，xk表示电网投资效益的评价指标的取值，其中，i表示电网投资效益评价等级的个数，k表示电网投资效益评价指标的项数。本实施例中，i＝4，k＝11。
[0066]
电网投资效益等级为li时，电网投资效益评价指标uk的取值可以表示为x
ik
＝(a
ik
,b
ik
)，a
ik
和b
ik
分别表示电网投资效益等级为li时，电网投资效益评价指标uk的取值下限和取值上限；且对应于每个电网投资效益评价指标uk均对应于一个临界值x
pk
＝(a
pk
,b
pk
)，a
pk
＝mini(a
ik
)，b
pk
＝maxi(b
ik
)。
[0067]
电网投资效益等级为li时，电网投资效益物元模型的经典域ri的表达式为：
[0068]ri
＝(li,uk,x
ik
)＝(li,uk,(a
ik
,b
ik
))；
ꢀꢀꢀ
(2)
[0069]
电网投资效益物元模型的节域r
p
的表达式为：
[0070]rp
＝(l
p
,uk,x
pk
)＝(l
p
,uk,(a
pk
,b
pk
))。
ꢀꢀꢀ
(3)
[0071]
具体地，结合所建立的电网投资效益决策指标体系电网投资效益物元模型的经典域ri和和节域r
p
如下表表1和表2所示：
[0072]
表1电网投资效益经典域
[0073][0074]
表2电网投资效益节域
[0075][0076][0077]
l1，l2，l3，l4分别代表了电网投资效益的最高、较高、较低、最低这四个层次等级。
[0078]
s2，根据步骤s1所建立的电网投资效益决策指标体系收集对应数据，根据收集到的数据计算指标均值，利用延伸定理根据指标均值计算特征关联值，包括如下步骤：
[0079]
s2.1，根据步骤s1所建立的电网投资效益决策指标体系收集各电网投资效益评价指标所对应的数据；
[0080]
收集数据时选取某一地区的实际算例进行分析，根据所建立的电网投资效益决策指标体系确定各评价指标的具体数据。
[0081]
s2.2，对各电网投资效益评价指标的所有数据进行标准化计算；
[0082]
所述标准化包括正向指标标准化、负向指标标准化和定性指标标准化，正向指标标准化的计算公式为：
[0083][0084]
式中，y
zj
表示评价指标标准化后的值，z＝1,2,
…
,m，j＝1,2,
…
,n，m表示被评价对象的个数，n表示被评价指标的总项数，x
zj
表示第z个被评价对象的第j项指标的取值，本实施例中，步骤s2.1中的数据根据所建立的电网投资效益决策指标体系收集而来，因此，m＝4，n＝11。
[0085]
负向指标标准化的计算公式为：
[0086][0087]
定性指标标准化的计算方法一般有三种，分别为：
[0088]
①
采用德尔菲法建立定性指标的评价标准。
[0089]
②
专家根据评估标准对定性指标进行评估打分。
[0090]
③
专家评分法：选择熟悉特定领域或项目、在各自工作领域有丰富实践经验、具有较高职称的资深专家，采用相互独立专家打分法。根据制定的质量指标标准进行评分，同时，填写专家评分表，每项指标均按十进制分别计分，删除统计中的最高和最低分数，然后
再对其他专家进行统计评分，计算出数据组的算术平均值，最终得出各指标的最终得分。
[0091]
这三种方法中最常见的为第三种，此为现有技术，本实施例不再详述。
[0092]
s2.3，根据步骤s2.2得到的标准化后的值分别计算每项电网投资效益评价指标的指标均值；
[0093]
所述指标均值的计算公式为：
[0094][0095]
式中，表示第j项评价指标的指标均值。
[0096]
s2.4，利用延伸定理根据指标均值计算特征关联值；
[0097]
将指标均值赋值给电网投资效益评价指标uk的特征值若所述特征关联值的计算公式为：
[0098][0099]
式中，表示特征值与经典域评价指标取值x
ik
＝(a
ik
,b
ik
)间的距离，表示电网投资效益等级为li时，电网投资效益评价指标uk的特征值的特征关联值；所述特征值与经典域评价指标取值x
ik
＝(a
ik
,b
ik
)间的距离的计算公式为：
[0100][0101]
若所述特征关联值的计算公式为：
[0102][0103]
式中，表示特征值与节域特征因子临界值x
pk
＝(a
pk
,b
pk
)间的距离；所述特征值与节域特征因子临界值x
pk
＝(a
pk
,b
pk
)间的距离的计算公式为：
[0104][0105]
按照如上方法根据表1得到如下表3：
[0106]
表3特征关联值
[0107][0108]
特征关联值反映了每个评价指标和每个电网投资效益评价等级之间的兼容程度，从而可以判断出每个评价指标的隶属等级，同时为求得每个等级的综合关联值作准备，评价指标的隶属等级遵循最大隶属度原则。
[0109]
s3，将主观赋权法和客观赋权法进行组合根据步骤s2得到的指标均值计算组合权重，包括如下步骤：
[0110]
s3.1，利用主观赋权法也即层次分析法(analytic hierarchy process，ahp)获得主观权重步骤如下：
[0111]
①
根据所建立的电网投资效益决策指标体系对层次结构进行建模并绘制层次结构图；
[0112]
②
利用一致矩阵法两两比较构造出各个层次的三角模糊数判断矩阵；
[0113]
③
在判断矩阵的基础上，完成层次单排序(即本阶段各因素重要性排名)和一致性检验；
[0114]
④
进行一致性(即判断思维的逻辑一致性)检验以及层次中的总排序，根据判断矩阵得到最大特征值所对应的特征向量，即得到评价指标中的重要性排序即为权重系数，据此得到相关指标的权重
[0115]
s3.2，利用客观赋权法获得客观权重步骤如下：
[0116]
①
根据步骤s2得到的指标均值计算标准差；
[0117]
所述标准差的计算公式为：
[0118][0119]
式中，tj表示第j项指标的指标标准差。
[0120]
②
根据指标均值和标准差计算变异系数；
[0121]
所述变异系数的计算公式为：
[0122][0123]
式中，qj表示第j项评价指标的变异系数。
[0124]
③
根据变异系数计算取值x
zj
和取值x
zj-1
的之间的重要性程度，取代了专家主观意
愿给出的数据，提高了权重数据的客观性；
[0125]
所述重要性程度的表达式为：
[0126][0127]
式中，q
j-1
表示第j-1项评价指标的变异系数，rj表示第j项评价指标的重要性程度。
[0128]
④
根据重要性程度计算客观权重；
[0129]
当j＝2时，所述客观权重的计算公式为：
[0130][0131]
当j＞2时，所述客观权重的计算公式为：
[0132][0133]
s3.3，根据主观权重和客观权重利用乘法合成计算组合权重
[0134]
所述组合权重的计算公式为：
[0135][0136]
根据步骤s2收集的数据按照步骤s3的方法计算出的相关数据如下表表4和表5所示：
[0137]
表4调查结果
[0138][0139]
表5评价指标权重值
[0140][0141]
s4，根据步骤s3得到的组合权重和步骤s2得到的特征关联值计算综合关联值和效益等级特征值，根据综合关联值和效益等级特征值判定电网投资效益水平的等级及电网投资效益等级；
[0142]
所述综合关联值的计算公式为：
[0143][0144]
式中，hi(h)表示电网投资效益等级li的经典域ri的综合关联值，h表示电网投资效益等级li的取值，本实施例中，h的取值可以为l1、l2、l3或l4；
[0145]
根据效益等级特征值可以判断电网投资效益倾向于相邻等级的程度，所述效益等级特征值的计算公式为：
[0146][0147]
式中，表示电网投资效益的等级评价值，i
*
表示电网投资效益的效益等级特征值；所述电网投资效益的等级评价值的计算公式为：
[0148][0149]
综合关联值表示评价对象对于评价等级的隶属程度，能够综合反映电网投资效益水平，通常分值越高，表示与该效益等级隶属度越高。
[0150]
若hi＝miaxhi(h)＞0，则评价电网投资效益水平属于等级li。
[0151]
若则表示评价物元的等级不在所划分的等级之内，需重新调整各评价指标等级取值范围后再按照上述步骤划分。
[0152]
根据以上方法得到的综合关联值和效益等级特征值的数据如下表6所示：
[0153]
表6综合关联值及效益等级特征值
[0154][0155]
从上述计算结果可以看出，该电网投资关联特征值为miaxhi(h)＝h1(h)＝0.0432＞0，表示该电网投资效益水平为等级l1，效益等级特征值为i
*
＝1.5222，介于1和2之间表示该电网投资效益等级介于等级l1与等级l2之间，若当效益等级特征值大于2时，表示该电网投资效益等级属于l2，若当效益等级特征值大于3时，表示该电网投资效益等级属于l3，若当效益等级特征值大于4时，表示该电网投资效益等级属于l4。在11项评价指标中，项目紧迫性u
21
指标处于l3级水平，风险电量u
52
指标处于l4级水平，其余指标处于l1级水平。电网投资效益等级表示了电网投资效益水平，其所在的等级表示了电网的投资效益所在的层次等级，l1，l2，l3，l4分别代表了电网的投资效益最高、较高、一般、较低、最低这四个层次等级。
[0156]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。