鄭曉，楊如明，寧康紅，陳潔

（1.浙江省電力設計院，杭州310012；2.國網浙江省電力公司臺州供電公司，浙江臺州318000）

“上大壓小”后發(fā)電廠電能送出線路利用方案的評估

鄭曉1，楊如明2，寧康紅1，陳潔1

（1.浙江省電力設計院，杭州310012；2.國網浙江省電力公司臺州供電公司，浙江臺州318000）

發(fā)電廠實施“上大壓小”節(jié)能減排政策后，其電能送出線路的利用存在多種方案，亟需一種切實有效的方法進行評估，輔助決策。應用屬性識別理論建立評估流程，結合變異系數(shù)法與專家賦權法確定指標的綜合權重，按照置信度準則識別各方案所屬類別。實例計算表明，應用屬性識別理論能較好地將定量與定性指標相結合，綜合權重能反映指標的主、客觀影響力，所提方法能有效評估發(fā)電廠電能送出線路利用方案。敏感性分析指出，具體應用中需特別注意指標綜合權重的不同構成比例可能會影響某些特殊方案的評估結果。

發(fā)電廠；出線；屬性識別；變異系數(shù)；專家賦權法

0 引言

屬性識別理論由程乾生于1997年提出[1-2]，其核心是在屬性集、屬性測度空間和有序分割類等概念的基礎上，提出屬性識別準則并建立了屬性識別模型，將定性分析與定量分析相結合，建立屬性綜合評價系統(tǒng)，該理論已被成功應用于多個領域[3-6]。文獻[7]首次將其引入電網規(guī)劃方案評估領域，為電網規(guī)劃方案的評估提供了一種新的方法?！吧洗髩盒　惫?jié)能減排研究領域中，往往需要對多種節(jié)能減排方案進行評估，鑒于屬性識別理論具有定性與定量相結合的特點及其在電網規(guī)劃方案評估中的成功應用經驗，嘗試將其應用于發(fā)電廠電能送出線路利用方案的評估，并給出具體的評估過程與方法。

1 送出線路利用方案評估

自2007年以來，電力工業(yè)“上大壓小”節(jié)能減排工作在全國范圍內全面實施[8]。關停小火電是電力工業(yè)實現(xiàn)節(jié)能和減排目標的關鍵工作，小機組的關停為上大機組騰出了空間，但關停后的土地資源和相關設施，特別是小火電原有電能送出線路資源，如何得到及時、充分和合理的優(yōu)化再利用引起業(yè)內人士的高度關注[9]。對于發(fā)電廠出口處線路密集，周邊電網結構較復雜的情況，線路利用方案的擇優(yōu)選取對于在電網側實現(xiàn)節(jié)能減排具有切實顯著的經濟效益和社會效益。

文獻[10]雖然提出了發(fā)電廠“上大壓小”后的電網結構優(yōu)化完善方法，但是無法進行多個可行方案的比選。目前，在實施“上大壓小”后進行小機組原有電能送出線路的利用方案評估方面，未見研究成果。

線路利用方案的評估涉及多個指標的綜合評價。在評價過程中，各單項指標的評價結果往往是不相容和獨立的，直接利用單個指標進行評價常伴有偏向性，而且可能遺漏一些有用的信息，有時甚至會得到錯誤的結果。因此，綜合指數(shù)法、模糊評判法、灰色聚類法、人工神經網絡法和層次分析法等相繼被提出并應用于多個方案的評估。這些方法各有優(yōu)缺點，而文獻[1-2]提出的屬性識別方法在解決有序分割問題上具有顯著的優(yōu)越性。

2 屬性識別方法

2.1 評估指標體系

設需要研究的對象空間X中有n個樣品X= {x1，x2，…，xn}，每個樣品需要測量關注的m個指標I={I1，I2，…，Im}。第i個樣品xi的第j個指標Ij的測量值為xij，第i個樣品xi可表示為1個向量xi=（xi1，xi2，…，xim），1≤i≤n。設F為X上某個屬性空間，（C1，C2，…，Ck）為屬性空間F的有序分割類，且滿足C1＜C2＜…＜Ck或C1＞C2＞…＞Ck。若已知每個指標的分類標準，則可得到分類標準矩陣為：

分類標準矩陣的第j行元素滿足aj1＜aj2＜…＜ajk或aj1＞aj2＞…＞ajk。

2.2 屬性識別過程

根據(jù)屬性識別理論，解決該問題的步驟如下：先計算評價對象單個指標的屬性測度；再確定各指標的權重；然后計算綜合屬性測度；最后按照置信度xi準則計算屬于哪一類Ck。上述過程為屬性識別模型的建立過程，也是線路利用方案評估的流程，具體流程見圖1。

圖1 線路利用方案評估流程

2.3 屬性測度函數(shù)和識別準則

屬性測度用于定量刻畫一個元素屬于某屬性集的程度，出于方便的考慮，要求屬性測度在[0，1]之內取值，屬性測度的取值必須滿足文獻[1]中的規(guī)則。

屬性測度函數(shù)的形式有多種，一般有分段線性函數(shù)形式、三角函數(shù)形式和指數(shù)函數(shù)形式。此處采用常規(guī)的分段線性函數(shù)形式。

針對所研究問題性質的不同，識別準則有最小代價準則、最大屬性測度準則、置信度準則和評分準則，此處按照常規(guī)的置信度準則對各方案所屬類別進行識別。

2.4 權重確定

在評價過程中，每個指標的重要性可能不同，也可能相同。因此，需要考慮指標權重的確定。目前，確定評價指標權重時，往往采用專家賦權法、AHP法、Delphi法、熵權法等，也有使用變異系數(shù)法來判定權重的。

在確定評價指標權重時，若采用專家賦權法、AHP法、Delphi法等主觀賦權，在構造標準矩陣時，需人為判斷各因素的相對重要性，評價結果完全依賴于人的主觀因素。

熵權法將信息熵的概念引入評價，是一種客觀確定權重的方法。熵權指標的物理意義在于把每個評估指標所提供的信息進行均衡有序地度量。當一個評估指標在各個方案中的數(shù)據(jù)相差不大時，說明指標的均衡度較好，熵值大，熵權就小。因此，反映出該指標的權重就小，在評估中起的作用也小。反之，若某個評估指標中數(shù)據(jù)差別很大，指標的均衡性較差，熵值小，熵權就大，反映了該指標在評估中的重要性。

采用熵權法確定指標權重時存在均衡性缺陷，沒有考慮不同的評價指標在方案評估中影響能力的不同。

變異系數(shù)法是根據(jù)原始數(shù)據(jù)來求指標權重的，是一種客觀賦權法，其核心是采用各個待評價對象在該指標下的數(shù)值差異程度來確定評價指標的權重。變異系數(shù)是衡量數(shù)據(jù)離散程度簡單而有用的統(tǒng)計指標，若評估指標的數(shù)據(jù)離散程度越大，說明此組數(shù)據(jù)的差異程度越大，變異系數(shù)也就越大。

由變異系數(shù)確定的權重能體現(xiàn)指標在方案評估中的影響能力。但在實際工程中，可能存在某些指標，其數(shù)據(jù)離散程度不大，但對于決策的影響力卻很大，甚至具有舉足輕重的作用。此時，需要專家介入，憑借豐富的工程經驗對變異系數(shù)法確定的權重進行修正，但在修正時應當盡可能的不失客觀性。此處采用變異系數(shù)法與專家賦權法相結合的辦法來確定指標的權重，對發(fā)電廠電能送出線路利用方案進行比較分析，最終確定最優(yōu)的方案。

2.5 確定指標綜合權重

3 實例分析

3.1 建立指標體系

為驗證所提方法的有效性，以浙江臺州發(fā)電廠實施“上大壓小”后電能送出線路利用方案為例進行分析。各優(yōu)化方案的評估指標及基礎數(shù)據(jù)詳見表1。

表1 評估指標基礎數(shù)據(jù)

研究對象X={線路利用方案}，將方案的優(yōu)劣分為5個等級：C1={很差}，C2={稍差}，C3={中等}，C4={稍好}，C5={很好}。評估指標I1={投資}，I2={送出線路負載率均方差}，I3={上級變電站負載率均方差}，I4={上級變電站配電裝置利用率}，I5={廢棄線路長度}，I6={實施難度}。

量化定性指標，將實施難度分為5個等級，數(shù)集{1，2，3，4，5}對應于{非常大，較大，一般，較小，非常小}。

根據(jù)基礎數(shù)據(jù)，可以得到分類標準矩陣：

3.2 計算屬性測度矩陣

按文獻[1-2]中的方法計算各方案的屬性測度矩陣：

3.3 確定指標權重

采用變異系數(shù)法，求得各指標的權重為{0.097 9，0.030 7，0.270 8，0.023 9，0.405 9，0.170 7}，采用專家賦權法，集中多位專家意見得到各指標的權重為{0.273 4，0.126 6，0.062 1，0.062 9，0.052 9，0.422 1}，兩者按0.8∶0.2的比例相加，得出各指標的綜合權重為{0.133 0，0.049 9，0.229 1，0.031 7，0.335 3，0.221 0}。

3.4 計算綜合屬性測度矩陣

為便于計算，將各指標權重近似為，按文獻[1-2]中的方法計算得到綜合屬性測度矩陣：

3.5 確定各方案所屬類別

按照置信度準則識別，取置信度λ=0.6，按文獻[1-2]中的方法判斷，可得出各方案綜合評估結果見表2。

表2 評估結果

由表2可知，方案四所屬類別為“很好”，是最優(yōu)方案，方案三次之，類別為“一般”，方案一屬于“稍差”，方案二最不理想，屬于“很差”。實際工程中，方案一、二、三由于實施難度的影響而未被采納，按方案四實施后，各項相關的輸變電工程均得以順利進行?？梢姡颂幗榻B的評估方法是有效的。

3.6 敏感性分析

在確定指標權重時，采用了變異系數(shù)法和專家賦權法相結合的辦法，體現(xiàn)了指標權重的客觀性和主觀性。按照變異系數(shù)法權重所占比例分別變化±0.05，±0.10和±0.15，來分析其對評估結果的影響。敏感性分析結果見表3。

表3 敏感性分析結果

由表3可知，方案三的評估結果受綜合權重變化的影響較大。這是由于方案三的指標中，屬于“很差”與“很好”的個數(shù)較多，且兩者個數(shù)相當，而這些指標在所有方案中的離散程度都較大，變異系數(shù)權值相對較高，而在專家賦權法中的權值相對不高。兩種賦權方法比例的不同，對指標的綜合權重影響較大，間接地對評估結果造成影響。

4 結語

將屬性識別理論應用于發(fā)電廠電能送出線路利用方案的評估，根據(jù)置信度準則，識別各方案所屬的類別。在指標權重值的計算過程中，采用變異系數(shù)法和專家賦權法相結合的辦法，充分體現(xiàn)了指標的主、客觀影響力。敏感性分析結果表明，在應用本文介紹的方法進行方案評估時，需特別注意指標綜合權重的不同構成比例，可能會影響某些特殊方案的評估結果。

實例分析的結果與實際工程一致，表明本文介紹的方法是行之有效的。但在具體評估過程中有一些細節(jié)問題還有待于進一步探討，如：怎樣使屬性測度函數(shù)與指標綜合權重的確定更加科學，采用何種識別準則（最小代價準則、最大屬性測度準則、置信度準則和評分準則等）更為合適等。

[1]程乾生.屬性識別理論模型及其應用[J].北京大學學報∶自然科學版，1997，33（1）∶12-20.

[2]程乾生.屬性集和屬性綜合評價系統(tǒng)[J].系統(tǒng)工程理論與實踐，1997，17（9）∶1-8.

[3]張益，陳淑燕，瞿高峰.信息系統(tǒng)安全風險的屬性評估方法[J].數(shù)學的實踐與認識，2005，35（3）∶28-35.

[4]張先起，梁川，劉慧卿.基于熵權的屬性識別模型在地下水水質綜合評價中的應用[J].四川大學學報，2005，37（3）∶28-31.

[5]張云龍，曹升樂，楊尚陽.屬性識別理論在水安全評價中的應用研究[J].山東大學學報，2006，36（5）∶70-72.

[6]李永新.基于屬性識別理論的網絡威脅評估方法[J].計算機應用，2009，29（4）∶956-958，1014.

[7]吳瑩燕，林韓，溫步瀛，等.基于屬性識別理論的電網規(guī)劃方案評估方法研究[J].電力與電工，2012，32（3）∶6-9.

[8]周明清.關停小火電廠址資源再利用規(guī)劃設計淺談[J].武漢大學學報（工學版），2007，10（40）∶21-27.

[9]陳家庚，林其友.優(yōu)化完善電網結構在節(jié)能減排領域中的應用[J].電力自動化設備，2012，2（32）∶118-121，126.

[10]聶宏展，呂盼，喬怡，等.基于熵權法的輸電網規(guī)劃方案模糊綜合評價[J].電網技術，2009，33（11）∶60-64.

（本文編輯：陸瑩）

Evaluation of Accession Lines Utilization Plans for Power Plants After Replacing Small Units With Large Ones

ZHENG Xiao1，NING Kanghong1，CHEN Jie1，ZHANG Xiaodi2
（1.Zhejiang Electric Power Design Institute，Hangzhou 310012，China；2.State Grid Taizhou Power Supply Company，Taizhou Zhejiang 318000，China）

There are several schemes for outgoing line utilization after implementation of energy conservation and emission reduction policy by"replacing small units with large ones".Therefore，a practical and effective evaluation method is urgently needed for evaluation and decision-making assistance.The attribute recognition theory is used to set up evaluation progress；the comprehensive weight of index is determined by combining variation coefficient method with expert weighting method；the category each scheme belongs to is identified according to confidence criterion.The example calculation shows that application of attribute recognition theory can combine the quantitative index with qualitative index well；comprehensive weight can reflect subjective and objective influence of index；the method proposed can effectively evaluate outgoing line utilization schemes.The sensitivity analysis indicates that different composition ratio of comprehensive index weights may affect evaluation results of some special utilization schemes，to which special attention should be paid when the evaluation method is put into concrete application.

power plant；outgoing line；attribute recognition；variation coefficient；expert weighting method

TM715

：B

：1007-1881（2014）05-0052-04

2013-11-16

鄭曉（1985-），男，浙江江山人，碩士，工程師，從事電力系統(tǒng)規(guī)劃設計與咨詢工作。