基于層次分析法的電網科技項目綜合評價方法研究

楊 博 趙 娟 唐 瑋 方穎穎

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基于層次分析法的電網科技項目綜合評價方法研究

楊 博1趙 娟2唐 瑋3方穎穎4

（1. 國網遼寧電力經濟技術研究院，沈陽 110015；2. 國網北京經濟技術研究院，北京 100052；3. 國網江西省電力公司經濟技術研究院，南昌 330043；4. 國網廈門供電公司，福建廈門 361004）

根據電網科學技術項目的特點，本文提出電網科學技術項目綜合評價方法。該方法基于層次分析法原理，建立了電網科學技術項目綜合評價指標體系，確定了評價標準的計算方法，實現了定量分析電網項目排序的綜合評價方法。該方法考慮了評價指標重要程度對總評值的貢獻度，能夠更精準的給出評價樣本的綜合得分水平。通過對某智能電網示范工程開展評價分析，驗證了該方法的有效性和實用性。

電網科學技術項目；評價指標；層次分析法

目前科學技術成為公司發展的主要推動力之一，科技的應用有效保障電網的安全可靠運行，支撐社會經濟持續高效的發展。然而，科技體制的改革往往落后于企業發展的需求，科技管理較注重項目的成果產量以及應用情況，忽視了項目產生的經濟社會效益，企業成長效益，這不利于科技項目擺脫單純科研的屬性，追求科技項目的綜合效益最大化[1]。目前，電網科學技術項目評價和比選領域缺乏明確的標準，電網科學技術項目投資效率存在很大的提升空間[2]。因此，如何科學評價和優選項目，最大限度提高投資效率，成為電網公司亟須解決的重大問題，有必要針對項目優選進行深入研究。

本文基于層次分析法提出電網科學技術項目的綜合評價方法。利用層次分析法將電網科學技術項目總目標分解為不同層級的評價指標，對指標值進行量化處理后計算評價指標分值，利用判斷矩陣法確定評價指標的權重系數[3-4]。最后通過實證分析論證方法的有效性和實用性。

1 電網科學技術項目綜合評價方法

1.1 基于層次分析法的綜合評價法

層次分析法（analytic hierarchy process, AHP）是于20世紀70年代由美國科學家Satty教授提出的。該方法本質上是一種決策思維方式，其把復雜的問題分解為各個組成因素，將這些因素按支配關系分組形成有序的遞階層次結構。應用層次分析法進行綜合分析評價的基本公式如下：

1.2 評價指標的選取

電網科學技術項目的評價指標選取考慮3個方面：①考慮可持續發展，對有利于電網公司可持續發展、實現電網公司長遠發展戰略的重要項目予以優先考慮；②考慮技術經濟優先，以創新與發展電網公司生產力、廣泛推廣應用項目研究成果為目標，綜合考慮項目功能和作用，開展技術經濟綜合分析，優先安排技術經濟性好的項目；③考慮項目風險，著眼項目的合理性和可行性，綜合考慮項目技術風險和管理風險，對風險較低的項目優先安排[2]。

基于上述考慮，本文提出電網科學技術項目綜合評價指標體系的評價內容如圖1所示。

1.3 指標值量化處理

電網科學技術項目綜合評價指標均為定性指標，較難量化，通常的做法是，首先給定性指標以明確的定義，再根據指標定義和實際情況，給指標評分。將指標值分為A、B、C、D四檔，分別對應評分為80～100分、50～79分、1～49分和0分。各指標衡量標準如下[5]：

圖1 電網科學技術項目評價指標體系

1）需求緊迫程度，四檔衡量標準分別為十分迫切、迫切、較為迫切、不迫切。

2）研究創新性，四檔衡量標準分別為重大創新、較大創新、有一定創新、沒有創新。

3）研究內容的合理性，四檔衡量標準分別為合理、較合理、基本合理、不合理。

4）預期目標及可考核性，四檔衡量標準分別為目標明確、便于考核；目標較明確、可以考核；目標基本明確、部分可考核；目標模糊、難以考核。

5）技術路線的合理性和可行性，四檔衡量標準分別為合理可行；較合理可行；基本合理、基本可行；不合理、不可行。

6）預研和前期研究，四檔衡量標準分別為預研充分、針對性強；預研較充分、針對性較強；有一定前期研究、有一定針對性；基本沒有前期研究。

7）研究團隊和基礎設施，四檔衡量標準分別為完全勝任本項目研究、具備承擔本項目研究的能力和條件、基本能承擔本項目研究、不具備承擔本項目能力。

8）預算合理性，四檔衡量標準分別為合理、較為合理、基本合理、不合理。

9）預期成效，四檔衡量標準分別為對公司和電網發展推動作用巨大、效益顯著；對公司和電網發展推動作用較大、效益明顯；對公司和電網發展有一定的推動作用、效益一般；對公司和電網發展推動作用較弱、效益不明顯。

10）推廣應用前景，四檔衡量標準分別為廣泛應用、較大范圍應用、局部應用、無應用前景。

11）技術風險，四檔衡量標準分別為很低、較低、較高、很高。

12）管理風險，四檔衡量標準分別為很低、較低、較高、很高。

1.4 評價指標權重的確定

當指標個數較多，通過定性的方法難以決策時，一般需要通過定量計算的方法得到權重。判斷矩陣法是從定性分析到定量分析的一種經典的系統工程方法，其將影響復雜系統的各種因素層次化，將人對因素之間重要性的主觀判斷為主的定性分析定量化，通過較為簡單的計算將因素之間的重要性進行排序從而將各種復雜系統因素之間的差異數值化。由判斷矩陣法確定的因素權重比直接給出的因素權重更加客觀、更加準確。用層次分析法得到權重步驟如下：

1）確定目標和評價因素。目標即評價因素為指標體系中的12個指標，={1,2, …,12}。

2）構造判斷矩陣。對因素指標進行兩兩判斷，得到它們的相對重要性之比。一般采用1～9標度。即得到判斷矩陣=(u)12×12。

3）計算層次單排序。對所有判斷矩陣計算判斷矩陣的最大特征根max及其對應的特征向量，此特征向量就是各評價因素的層次單排序權重。

4）計算層次總排序。由因素的層次單排序權重迭代計算出相對被評目標的層次總排序權重。最終我們需要的因素權重就是層次總排序權重。

5）一致性檢驗。一致性檢驗包括層次單排序一致性檢驗和層次總排序一致性檢驗。

電網科學技術項目可分為6類，分別是基礎性和前瞻性技術研究、重大關鍵技術研究、運營性技術研究、先進適用技術示范與應用、決策支持技術研究以及試驗能力提升。應用以上方法，對不同類別的項目分別確定評價指標權重，得到結果見表1。

表1 電網科學技術項目評價指標權重表

2 應用舉例

以某智能電網示范工程為例。評價得分采取百分制，90～100分，緊迫性和重要性程度較高；70～80分，緊迫性和重要性程度為一般；60～70分，評價結果為不重要；低于60分，無立項必要。

該項目屬于“先進適用技術示范與應用”類，必要性、可行性、經濟性和研發風險4個一級指標的權重分別為0.20、0.30、0.40和0.10。

1）必要性

一級指標必要性下包括兩個二級指標，分別是需求緊迫程度和研究創新性，權重分別為0.15和0.05。

氣候變化和能源問題對世界各國提出了低碳發展的迫切要求。發展智能電網成為推動后危機時代經濟轉型、發展低碳經濟的重要手段，而智能配用電園區（城市）作為智能電網先進技術和成果的集中展示區，是智能電網開展低碳技術研究和應用最好的試驗田[6]。本項目將促使智能電網技術和成果得到進一步提升，將示范工程打造成世界級智能電網示范區，為低碳園區（城市）發展提供可復制、易推廣的智能電網低碳化解決方案。因此，項目需求緊迫程度為“迫切”，評分75分。

研究創新性方面，國內外在智能電網城市、智能園區方面開展了一定的技術研究，但在低碳智能配用電園區（城市）智能電網方面，特別是在低碳智能電網技術的協調配合、能效優化等方面還處于起步階段，缺乏可復制、易推廣的低碳園區（城市）智能電網整體解決方案[7-11]，本項目的主要創新點有基于空間、時間尺度的智能配電網多代理技術的新能源協調控制方法、考慮低碳與節能的計及分布式電源特性的智能配用電網的多目標最優潮流計算技術、基于人工智能算法的多樣性負荷能效協調優化技術等7項，因此本項目在研究創新性上屬于“有一定創新”，評分45分。

2）可行性

一級指標可行性下包括5個二級指標，分別是研究內容的合理性、預期目標及可考核性、技術路線的合理性和可行性、預研和前期研究、研究團隊和基礎設施，權重分別為0.05、0.1、0.05、0.05和0.05。

根據項目專家審查會評審結果，該項目的研究內容的合理性可評定為“合理”，技術路線的合理性和可行性可評定為“合理可行”，兩項指標評分分別為100分和100分。

本項目的預期目標是在保證電網安全可靠供電的前提下，提高清潔能源和終端能源利用效率，促進配用電園區（城市）節能減排，實現示范工程對可再生能源接納能力達到40%，單位GDP二氧化碳排放強度降低20%，電能占終端能源比重達到28%，該技術指標可實現定量考核。故預期目標及可考核性可評定為目標明確、便于考核，評分為100分。

該項目可行性研究報告論證充分，針對性強，故預研和前期研究一項可評定為預研充分、針對性強，評分為90分。

項目的牽頭單位為上海市電力公司，參與單位有國網電力科學研究院、國網信息通信有限公司、國網北京經濟技術研究院、上海交通大學與天津大學，研究人員54人，實驗室條件先進，理論研究環境良好。故研究團隊和基礎設施可評定為完全勝任本項目研究，評分95分。

3）經濟性

一級指標經濟性下包括3個二級指標，分別是預算合理性、預期成效和推廣應用前景，權重分別為0.2、0.15和0.05。

根據項目專家審查會評審結果，該項目的預算總額為2000萬元，較為合理，評分為75分。

本項目預計成效為提高園區（城市）清潔能源占比，間接減少二氧化碳的排放，提高用戶參與電網互動的積極性，提升電網的低碳化運行水平，為低碳化園區（城市）建設提供科學依據，帶來良好的經濟效益與社會效益，為國網公司樹立良好的企業形象。故預期成效一項可評定為對公司和電網發展推動作用較大、效益明顯，評分為75分。

本項目的研究成果適用于國內已建設或計劃建設的智能城市、工業園區及商業園區等，可以為智能配用電園區（城市）低碳化建設和改造提供解決方案，為我國智能配用電園區的發展和建設提供指導。在成果推廣過程中，各地可因地制宜根據園區（城市）的具體情況，部分或全部應用本項目的研究成果[17]。本項目的研究成果充分考慮了標準化和開放性的原則，為將來后續業務的開發和應用提供了開放的接口。因此，推廣應用前景一項可評定為局部應用，評分為45分。

4）研發風險

一級指標研發風險下包括兩個二級指標，分別是技術風險和管理風險，權重分別為0.05和0.05。

根據項目專家審查會評審結果，本項目的技術風險和管理風險均較低，評分分別為75分和75分。

5）綜合評價得分

綜合各項指標得分，總分值是78.75分，具體指標得分見表2。

表2 具體指標得分

總體上來說，根據項目得分開展項目排序工作，排序居中，緊迫性和重要性程度為一般。

將該方法應用于國家電網公司2016年科技項目評價打分工作，專家選取50個項目按照經驗開展評價工作，評價結果與專家依據經驗打分結果一致。專家對本文典型項目進行評價為優先級居中，重要程度為一般，與本方法得分結論一致，項目研究方法實用性強。

3 結論

本文提出基于層次分析法的電網科學技術項目綜合評價方法，建立項目評價指標體系。該方法基于層次分析法，對電網科學技術項目評價樣本建立層次化結構模型，該方法全面地反映電網科學技術項目評價指標的各方面屬性，評價結果準確，能更好的指導項目安排決策工作，促進電網建設項目排序工作科學合理，提高投入的精準性。

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Research on the Evaluation Method of Power Grid Science and Technology Project based on Analytic Hierarchy Process

Yang bo1Zhao Juan2Tang Wei3Fang Yingying4

(1. Electric Power and Economic Research Institute of Liaoning, Shenyang, Liaoning 110015;2. State Power Economic Research Institute, Beijing 100052;3. Electric Power and Economic Research Institute of Jiangxi, Nanchang 330043;4. State Grid Xiamen Electric Power Supply Company, Xiamen, Fujian 361004)

According to the characteristics of power grid science and technology project, a comprehensive evaluation method of the project is put forward. Based on hierarchical analysis method, the power grid science and technology project evaluation index system is established. The calculation method of evaluation criteria and the quantitative analysis methods for comprehensive evaluation of power grid science and technology project scheduling are determined. The contribution of the evaluation index to the evaluation results is taken into account, the comprehensive score of the evaluation sample is more precisely. The effectiveness and practicability of the method are verified by the evaluation and analysis of a smart grid demonstration project.

power grid science and technology project; evaluation index; analytic hierarchy process

楊 博（1984-），男，碩士，工程師，主要從事配電網規劃設計、配電自動化方面的研究工作。