基于改進灰色白化權函數的電網企業節能改造服務效益評價

陳 夢 王 夢

1.華北電力大學經濟與管理學院

2.國網（北京）綜合能源規劃設計研究院

0 引言

電力體制改革“9 號文件”明確提出，鼓勵售電主體進行創新服務，向電力用戶提供綜合節能和合同能源管理等增值服務[1]。《售電公司準入與退出管理辦法》指出，售電公司可向用戶提供綜合節能、用能咨詢和綜合能源服務等增值服務，并收取相應的費用[2]。但資源的稀缺性要求電網企業不能無限制的開展增值服務業務，相關決策制定需要科學的業務價值評估結果作支撐[3]。電網企業現有的或者規劃內的增值服務業務的綜合效益評價需從市場狀況出發，統籌考慮業務水平、經濟影響、社會影響和環境影響，評價其綜合發展水平，進一步指導電網企業后續的增值服務工作開展，助力電網企業完善服務體系、優化業務結構[4]。本文以節能改造服務為例，對其綜合效益進行研究，以期對電網企業發展節能改造增值服務提供決策支持。

1 電網企業節能改造增值服務效益評價模型構建

1.1 評價指標體系設計

我們通過對電網企業節能改造增值服務效益評價指標的分析、梳理和歸納，并進行科學的層次劃分，全面考慮了經濟效益、管理效益和社會效益三個維度的指標，構建出電網企業節能改造增值服務效益的評價指標體系，并匯總如表1。

本文在對電網企業節能改造增值服務效益進行綜合評價之前，需要對各指標的重要程度進行區分并計算各指標權重，選用層次分析法對各指標進行賦權[5,6]。

表1 評價指標體系

1.2 基于改進灰色白化權函數的效益評價模型

基于灰色白化權函數的綜合評價方法對于定性指標有很好的處理效果，因為該模型不是讓一個專家打分，而是多個專家打分，可以使得評價結果更為客觀[7]。但是對于定量指標，若仍采取打分的方式則會讓客觀真實的指標主觀化，因此需要采取不同的方式來處理定量指標。模型通過改進可以同時將定性指標與定量指標作為模型的輸入，具體步驟如下。

1.2.1 評價因素集與指標權重集

1.2.2 計算灰色評估權重

1）定性指標處理

（1）計算評估指標的樣本矩陣

邀請m 位專家，評估某個評價對象的n 個效益指標的觀測值。第位專家對第個指標的觀測值給出的評分是，取。

（2）確定白化權函數

（3）計算灰類權向量

2）定量指標處理

（1）確定各指標的極值區間及評定等級劃分

首先需要充分考慮各指標特點，確定各定量指標的極值區間。假設共劃分個灰類，將指標的取值范圍按照個灰類劃分，…，…，。

（2）計算灰類權向量

定量指標的灰色評估權重主要由各觀測值到各灰類中心的相對距離確定。定量指標由于更具客觀性，因此灰類評估結果應當較為集中，故僅考慮最近三個灰類。指標個灰類的灰色評估權重記為屬于第。

1.2.3 灰色綜合評價

將定性指標與定量指標的灰類權重向量整理到一起，左乘指標權重向量可以得到某個評價對象關于第個灰類的綜合聚類矩陣為

2 算例分析

2.1 節能改造增值服務簡介

電網企業發展節能改造服務，可通過工業互聯網構建，基于廣泛互聯的傳感器、電量計量裝置等，實時采集數據并開展分析，識別能源電耗中可改進的關鍵環節，進行管理節能降費、LED照明節能改造、余熱回收利用、分布式光伏電站、企業微電網等[10]，為企業提供綜合能效管理和節能改造服務，提高企業用能效率，節省企業能源成本，為企業帶來長期的節能效果和增值效益[11]。對電網公司而言，通過節能改造服務，提升公司的客戶服務水平，拓展新業務，增加新的利潤收入。對企業而言，通過節能改造提升用能效率，優化用能安排，減少能源消費支出，降低企業成本開銷。

2.2 節能改造增值指標權重計算

本文先確定準則層權重、經濟效益指標層權重、管理效益指標層權重、社會效益指標層權重，然后確定各指標層加權權重，即每個三級指標相對于節能改造增值服務綜合效益的權重。各指標的最終權重如表2所示。

表2 指標權重匯總表

2.3 節能改造服務綜合效益評價

在確定各指標權重的基礎上，可以對節能改造增值服務進行基于灰色白化權函數的綜合效益評價，具體步驟如下。

1）專家評估

在前期大量調研走訪的基礎上，邀請10 位專家，針對X3、X5、X8、X9 與X10 共計5 個定性指標值進行評估，并在0～100 的分值范圍內給出評估分數。

2）定性指標評價灰類劃分

將0～100的分值分為優、良、中、差4個灰類，使用上限測度白化權函數，4 個灰類的評取值范圍及灰數如表3所示。

表3 定性指標灰類取值范圍表

3）定量指標灰類劃分

首先需要充分考慮各指標特點，確定各定量指標的極值區間，并將其劃分為四個灰類，分別為優、良、中、差。X1、X2、X4、X6、X7共計5個定量指標灰類劃分結果如表4所示。

表4 定量指標灰類取值范圍表

4）節能改造效益綜合評價

根據1.2.2 中的公式，計算定性指標與定量指標的灰類權重，整合得到表5。

在已知指標權重以及灰類權重的基礎上，利用公式（15）可以計算得到節能改造綜合效益評價結果如表6所示。

表6 節能改造綜合效益評價結果

根據最大隸屬度原則可以得到，節能改造業務的經濟效益為優，管理效益為良，社會效益為優，綜合評價結果為優，即開展節能改造這一增值服務有較好的綜合效益，建議開展并推廣。

3 小結

本文提出了基于層次的分析法和改進的灰色白化權函數的電網企業節能改造服務效益評價模型。基于灰色白化權函數的綜合評價方法對于定性指標有很好的處理效果，但是對于定量指標，若仍采取打分的方式則會讓客觀真實的指標主觀化。因此，本文通過對基本白化權函數進行改進，使得優化之后的模型可以同時將定性指標與定量指標作為模型的輸入，提高評價模型的準確度。