基于組合模型的電能替代效益評價

浦迪

華北電力大學經濟與管理學院

0 引言

隨著經濟的發展，環境污染日益加重、一次能源存量大幅下降的現象已成為一個不容忽視的問題[1]。環境污染和能源危機如得不到妥善解決，也將影響經濟的發展[2]。為了解決上述問題，國家大力推廣電能替代。更換電能是指在最終能耗環節中用電能替代煤、石油和天然氣等一次能源[3]。促進電能替代有利于解決環境污染、能源儲量下降的問題。因此，電能替代是一個十分有意義的研究課題。

目前，有關電能替代已有許多研究成果。包括對電能替代進行了定性分析和定量分析。如：電能替代電量的預測[4]。作者王潤華對電能替代在節能減排方面的作用做了定性的分析[5]。作者羅志坤等人使用機器學習的方法對電能評估做了研究，能有效推進電能替代的工作[6]。

通過分析，上述方法仍然存在一些問題。基于相關研究，本文提出了一種基于層次分析法和灰度白化權函數的能量替代效益評估模型。首先，建立電能替代效益評價指標體系；然后，用層次分析法確定指標權重；最后，灰色增白重量函數用于評估能量替代益處。該模型解決了電能替代指標數據不足的缺點，簡單明了、適用性強。

1 基于層次分析法和灰色白化權函數的電能替代效益評價模型

1.1 基于層次分析法的指標權重的確定

層次分析法（AHP）是美國學者提出的一種有效的權重確定方法[7]。該方法通過劃分目標、效果和指標等幾個層次，將決策的思維過程數學化，從而為多目標的復雜決策問題提供簡單有效的解決方法[8]。

首先，根據表1所列的1～9的標度思維方法，將指標通過兩兩依次比較確定判斷矩陣，如表1所示。

表1 指標標度

其中，中間偶數分別代表兩個相鄰尺度的中值。

最后，根據下式計算第j個指標的加權系數，公式如下：

將計算結果進行一致性檢驗。

1.2 基于灰色白化權重函數的電能替代效益評價模型

使用灰色白化權重函數[9]方法對評價對象進行效益評估，具體步驟如下：

2 算例分析

2.1 電能替代效益指標體系的構建

根據電能替代實際發展情況，構建電能替代效益評價指標體系，如圖1所示。

圖1 電能替代效益評價指標體系

2.2 電能替代指標權重計算

構造準則層判斷矩陣，如表2所示。

表2 電能替代效益準則層判斷矩陣

利用層次分析法對電能替代效益準則層指標進行賦權。一致性檢驗通過后，得到指標X1-X3權重，計算結果如下：

X1-X3權重向量為（0．637，0．2583，0．1047）。

同理，分別對經濟效益、社會效益、環境效益構造判斷矩陣，并計算各層權重向量。三層一致性檢驗均通過，指標Y1-Y7得到權重向量依次為：

Y1-Y3權重向量為（0．1884，0．7306，0．081）。

Y4-Y5權重向量為（0．1667，0．8333）。

Y6-Y7權重向量為（0．75，0．25）。

由此可以得到各指標的最終權重，匯總如表3所示。

表3 電能替代指標權重匯總表

2.3 替代效益評價

首先，針對指標Y1-Y7給出五個專家的評估分數（0～100），得到評分表，如表4所示。

表4 電能替代指標評分表

將0～100的分值分為4個灰類：優秀，良好，中等和差，選擇上限測度白化權函數，四個灰色類別的得分范圍和灰色數，如表5所示。

表5 灰類取值范圍表

使用灰色白化權函數計算得到電能替代綜合聚類結果，如表6所示。

表6 電能替代效益評價結果

根據最大隸屬度原則，該電能替代效益綜合評價結果為良。因此，推廣使用該項方案。

3 結論

本文提出了基于層次分析法和灰色白化權函數的電能替代效益評估模型。建立電能替代效益評價指標體系，用層次分析法確定指標權重。運用灰色白化權函數用于評估電能替代益處。該模型解決了電能替代指標數據不足的缺點，簡單明了、適用性強。