基于AHP—模糊綜合評價法的電力行業有序用電管理效果評價

王莉芳+衛吉聰

摘要：在歸納有序用電管理具體操作流程的基礎上構建了有序用電管理效果綜合評價指標體系，并基于AHP-模糊綜合評價法建立了評價模型。運用所構建的評價模型對A省有序用電管理效果進行了實例研究，驗證了評價模型的實用性和有效性；根據最大隸屬度原則和各指標評分值對評價結果進行了科學分析，針對A省有序用電管理效果的提升提出了相應的改進對策與建議。

Abstract： The comprehensive evaluation index system of orderly power consumption management efficiency is proposed on the basis of the specific operational process. And the comprehensive evaluation model is established by combining analytic hierarchy process（AHP） with fuzzy comprehensive evaluation. The established model is used to evaluate the effect of orderly power consumption management in A province. This paper analyzes the evaluation results scientifically in terms of the principle of maximum membership degree and scores of all indicators. And some recommendations are developed on the improvement of orderly power consumption management. The results show that the model is practical and effective.

關鍵詞：有序用電管理效果；評價指標體系；AHP-模糊綜合評價法

Key words： orderly power consumption management efficiency；evaluation index system；AHP-fuzzy comprehensive evaluation method

中圖分類號：TM712 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）18-0013-06

0 引言

伴隨著國民經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，整個社會對電力能源的需求以及依賴程度越來越高，高峰時段電力供需矛盾突出，有序用電的有效實施可以提高用電效率，達到節約資源的目的[1]，因此必須繼續貫徹落實有序用電管理工作，持續改進有序用電管理效果，對有序用電管理效果的評價進行系統研究。

本論文所稱有序用電，是指在電力供應不足、突發事件等情況下，通過行政措施、經濟手段、技術方法，依法控制部分用電需求，維護供用電秩序平穩的管理工作。

現有研究主要集中于企業有序用電價值和有序用電方案的評價，而對于有序用電管理效果尚缺乏客觀的評價標準；指標體系構建方面，現有研究主要關注效益層面指標，從經濟效益、社會效益和環保效益三個角度來構建評價指標體系，而忽略了業務層面指標，沒有著眼于有序用電的具體管理流程。

本文擬結合有序用電工作實際，從有序用電管理的具體流程出發，構建綜合評價指標體系，運用層次分析法和模糊評價法相結合的分析方法對有序用電管理效果進行綜合評價，以期為有序用電管理效果的提升提供科學指導和決策支持。

1 AHP-模糊綜合評價模型原理

張鋒[2]研究了有序用電方案編制過程中的諸多影響因素，提出了有序用電綜合評價指標體系，運用改進的模糊層次分析法和K-均值聚類法，對有序用電方案進行綜合評價，為篩選客戶壓限負荷提供依據。李正明等[3]基于運行經濟性、執行可靠性和技術適應性，提出將層次分析法和模糊綜合評價法相結合，對有序用電方案進行綜合評價。

AHP-模糊綜合評價模型是由層次分析法和模糊評價法兩部分組成的，首先運用層次分析法確定各級指標權重，其次利用模糊評價法確定評價指標集關于評價尺度集的模糊隸屬度矩陣，最后計算出各級指標的得分值并以此為依據作出具體評價。

1.1 層次分析法（AHP）

美國運籌學家T.L.薩迪（T.L.Saaty）于20世紀70年代初提出了著名的AHP（Analytic Hierarchy Process）方法[4]。

應用層次分析法的基本步驟如下：

①明確問題。

明確問題的范圍和具體要求、問題包含的要素以及各要素之間的關系。

②建立多級遞階層次結構。

根據對問題的了解和初步分析，將評價系統涉及的各要素按性質分層排列。3級完全獨立遞階層次結構如圖1所示。

③建立判斷矩陣。

判斷矩陣是AHP的基本信息，也是進行相對重要度計算和層次單排序的依據。判斷矩陣是以上一級的某一要素C作為評價準則，對本級的要素進行兩兩比較來確定矩陣元素的。例如，以C為評價準則的有n個要素，其判斷矩陣形式如表1所示。

判斷矩陣中的元素bij表示依據評價準則C，要素bi對bj的相對重要性。bij的值是根據資料數據、專家意見及評價主體的經驗和需要經過反復研究討論后確定的，一般采用1-9標度法。具體如表2所示。

④相對重要度計算和一致性檢驗。

在建立了判斷矩陣后，要根據判斷矩陣計算本級要素相對上一級某一要素來講，本級與之有聯系的要素之間相對重要性次序的權值，即進行層次單排序。它是對層次所有要素相對最高層次而言的重要性進行排序的基礎。

對判斷矩陣先求出最大特征根，然后求其相對應的特征向量W，即：BW=λW。

其中，W的分量（W1，W2，…，Wn）就是對應于n個要素的相對重要度，即權重系數。

本文采用和積法計算權重系數，其計算步驟如下：

⑤綜合重要度計算。

在計算了各級要素的相對重要度以后，即可從最上級開始，自上而下地求出各級要素關于系統總目標的綜合重要度，即進行層次總排序。

假設上一級所有要素A1，A2，…，Am的層次總排序已定出，即它們關于系統總目標的重要度分別為a1，a2，…，am，則與ai對應的本級要素B1，B2，…，Bn的相對重要度為：

1.2 模糊評價法

模糊評價法[5]，又稱模糊綜合評判，是一種應用模糊變換原理和最大隸屬度原則，考慮評價系統的各個相關因素，對其進行綜合評價的方法。其特點是：數學模型簡單，容易掌握，對多因素、多層次的復雜問題評判效果比較好，是其他模型和方法難以替代的。

模糊評價法的數學模型可分為一級評價模型和多級評價模型兩類。一級評價模型實施評價的基本步驟如下：

④計算替代方案的優先度（綜合評價值）。計算方法同一級評價模型中的步驟6。

2 有序用電管理效果綜合評價指標體系構建

有序用電工作的順利開展離不開一個完整、權威的實施效果評價系統，有序用電評估體系的建立必須以充分理解需求側管理概念和充分結合有序用電工作實際為前提。郝為民[6]立足于有序用電工作實際給出了有序用電管理的基本框架，提出需要對有序用電管理效果，包括方案實施效果和有序用電的社會影響等進行評估，構成有序用電閉環管理模式。需求側資源中大電力客戶占據重要位置，為推動其不斷提高能源利用效率，已有文獻從能源利用效率角度建立指標體系對其進行評價[7]；陳琳[8]構建了企業有序用電價值評估系統，分客戶用電價值、客戶節能減排效益和客戶經濟效益三個方面；李金超等[9]將電力客戶價值分為當前價值和潛在價值；曾鳴等[10]在指標體系中融入了社會節能因素；李正明等[3]基于運行經濟性、執行可靠性和技術適應性對有序用電方案進行綜合評價。

現有研究主要關注效益層面指標，從經濟效益、社會效益和環保效益等角度來構建評價指標體系，忽略了業務層面指標，沒有著眼于有序用電的具體管理流程。本文在咨詢專家意見的基礎上，從有序用電管理流程出發構建有序用電管理效果綜合評價指標體系，如表4所示。

3 A省有序用電管理效果綜合評價

應用AHP-模糊綜合評價模型對A省有序用電管理效果進行實例評價，為管理者改進有序用電管理效果提供決策支持。

3.1 層次分析法確定權重

邀請該省5位擁有豐富有序用電管理經驗并深入了解該省有序用電管理現狀的人員組成專家小組，對各級指標進行兩兩比較，采用1-9標度法判斷各指標間的相對重要性，構造判斷矩陣并進行一致性檢驗，具體計算結果如表5至表10所示。

由表5至表10可知，專家小組給出的判斷矩陣均具有滿意的一致性，以此為依據計算各級指標權重，計算結果匯總如表11所示。

3.2 模糊評價法綜合評判

①計算各級指標的模糊隸屬度矩陣。

向5位專家成員發放調查問卷，進行分析統計并求解二級指標隸屬度，如表12所示。

由表12可知，基礎管理下各二級指標的模糊隸屬度矩陣為：R1= 0 0.4 0.4 0.2 0 0.6 0.4 0 0 0.2 0.4 0.4 0 0.4 0.6 00.4 0.4 0.2 0

其他二級指標的模糊隸屬度矩陣確定可以此類推，此處不再一一贅述。

基于層次分析法確定的指標權重及各二級指標的模糊隸屬度矩陣，可以計算得到該省有序用電管理效果評價一級指標的模糊隸屬度。

基礎管理U1對于評價尺度集V的隸屬度：

A1=W1R1=（0.0794，0.1373，0.2442，0.1373，0.4017）

0 0.4 0.4 0.2 0 0.6 0.4 0 0 0.2 0.4 0.4 0 0.4 0.6 00.4 0.4 0.2 0=（0.1607，0.3786，0.3471，0.1136）

方案編制、演練、實施U2對于評價尺度集V的隸屬度：

A2=W2R2=（0.0732，0.123，0.3399，0.3399，0.1235）

0.6 0.4 0 0 0 0 0.4 0.6 0 0.2 0.6 0.2 0 0 0.4 0.60.2 0.6 0.2 0=（0.0686，0.1714，0.4140，0.3460）

監督檢查U3對于評價尺度集V的隸屬度：

A3=W3R3=（0.75，0.25）0.8 0.2 0 0 0 0 0.2 0.8

=（0.6，0.15，0.05，0.20）

發布管理U4對于評價尺度集V的隸屬度：

A4=W4R4=（0.1638，0.2973，0.5390）0.6 0.4 0 00.8 0.2 0 00.4 0.6 0 0