孫毅，張璐，單葆國，曹昉

（1．華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，北京 102206；2．國網(wǎng)能源研究院，北京 102209）

基于信息熵融合多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法的電能替代綜合評(píng)估

孫毅1，張璐1，單葆國2，曹昉1

（1．華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，北京 102206；2．國網(wǎng)能源研究院，北京 102209）

電能替代戰(zhàn)略是我國提升環(huán)境質(zhì)量與電氣化水平的必由之路。根據(jù)電能替代的影響要素和基本屬性，構(gòu)建了基于環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性、政策性、技術(shù)替代性的電能替代綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并且提出一種對(duì)多層次灰色關(guān)聯(lián)分析和網(wǎng)絡(luò)層次分析進(jìn)行信息熵融合的評(píng)價(jià)方法（MGRA-ANP：信息熵融合多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法）。采用該方法對(duì)北京地區(qū)電能替代影響因素進(jìn)行綜合評(píng)估，并與2種常規(guī)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了該方法在電能替代綜合評(píng)估中的有效性和準(zhǔn)確性。北京地區(qū)的實(shí)際算例分析表明，該方法得出的評(píng)估結(jié)果有效反映了北京地區(qū)電能替代的發(fā)展?fàn)顩r和薄弱環(huán)節(jié)，為電能替代實(shí)施提供更為全面、科學(xué)、精確的決策依據(jù)。

電能替代；多層次灰色關(guān)聯(lián)分析；信息熵

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)高速發(fā)展，能源消耗持續(xù)增加，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻。環(huán)保形勢(shì)的惡化阻礙了經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的能力。在終端能源消費(fèi)環(huán)節(jié)實(shí)施電能替代戰(zhàn)略，能夠從根本上優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，解決環(huán)境污染問題，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[1-2]。因此，亟需一套全面、普適、合理的電能替代發(fā)展評(píng)估指標(biāo)體系與方法，對(duì)電能替代的影響因素進(jìn)行有效評(píng)價(jià)與分析，為政府引導(dǎo)和激勵(lì)能效項(xiàng)目的發(fā)展提供合理化建議。

由于電能替代尚處于初級(jí)階段，所建立的電能替代指標(biāo)體系過于單一，提出的綜合評(píng)估方法僅適用于電能替代的某一應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)電能替代宏觀的綜合評(píng)估研究較少。文獻(xiàn)[3]給出一套北京地區(qū)節(jié)能減排環(huán)境下電能替代的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及指標(biāo)計(jì)算方法，并且提出一種基于主觀權(quán)和客觀熵權(quán)的評(píng)估方法。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)宏觀條件下電能替代的評(píng)估適應(yīng)性不夠。文獻(xiàn)[4]結(jié)合高校熱水供應(yīng)系統(tǒng)，采用凈收益-投資比的方法具體量化電能替代的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。文獻(xiàn)[5]提出主客觀融合的DEMATEL-ANP-反熵權(quán)法對(duì)智能配電網(wǎng)指標(biāo)體系進(jìn)行評(píng)估，該方法實(shí)用性較強(qiáng)，適用于宏觀條件下的綜合評(píng)估。文獻(xiàn)[6]提出一種基于多層次灰色關(guān)聯(lián)分析的機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)方法，得到了較為有效的評(píng)價(jià)結(jié)果。

為此，綜合考慮影響電能替代發(fā)展的多種要素，構(gòu)建了電能替代綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并對(duì)灰色關(guān)聯(lián)分析的分辨系數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提出一種對(duì)多層次灰色關(guān)聯(lián)分析與網(wǎng)絡(luò)層次分析進(jìn)行信息熵融合的評(píng)價(jià)方法，綜合評(píng)估電能替代的影響因素。

1 電能替代綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

電能替代評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建，首先要對(duì)電能替代的影響要素進(jìn)行透徹分析，明確評(píng)價(jià)目標(biāo)。其次，綜合比較終端用能環(huán)節(jié)各類能源的消費(fèi)特點(diǎn)，結(jié)合指標(biāo)體系構(gòu)建原則，建立全面、系統(tǒng)、普適的電能替代評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為之后的評(píng)價(jià)工作提供基礎(chǔ)。

1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建目標(biāo)和原則

指標(biāo)體系的建立應(yīng)遵循系統(tǒng)性、全面性、可操作性、科學(xué)性、可比性5個(gè)原則，使指標(biāo)體系具有計(jì)算簡潔、易于比較、覆蓋面廣等特點(diǎn)，保證指標(biāo)體系的完整性和各級(jí)指標(biāo)的相互獨(dú)立性[7]。構(gòu)建電能替代評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的目的是得到各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)電能替代發(fā)展的影響程度，從而找到電能替代的現(xiàn)存問題和薄弱環(huán)節(jié)。在構(gòu)建指標(biāo)體系時(shí)應(yīng)該選取反映電能替代效果的關(guān)鍵性因素。此外，電能替代指標(biāo)體系的構(gòu)建不僅要考慮到電能屬性，還需要對(duì)終端能源可替代性進(jìn)行全面分析，做到普適性[8]。

1.2 電能替代評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

電能替代評(píng)價(jià)指標(biāo)體系需要涵蓋影響電能替代的主要因素，通過對(duì)終端電能替代其他能源的影響因素進(jìn)行分析規(guī)整，可以將指標(biāo)體系中的評(píng)價(jià)指標(biāo)分為環(huán)保性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)、政策性指標(biāo)、技術(shù)替代性指標(biāo)，并且將以上4個(gè)指標(biāo)作為一級(jí)指標(biāo)，自上而下逐層細(xì)化構(gòu)建全面、合理、客觀的電能替代綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，具體如圖1所示。

圖1 電能替代綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Comprehensive evaluation index system of electric power alteration

1）環(huán)保性指標(biāo)

環(huán)保性指標(biāo)從廢水排放量、SO2排放量、NOx排放量三方面對(duì)電能替代的環(huán)保效益進(jìn)行了細(xì)化，直觀地體現(xiàn)出了電能替代的減排優(yōu)勢(shì)，是電能替代評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的核心指標(biāo)之一。

2）經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)描述了電能替代的初期和長期的經(jīng)濟(jì)效益，主要從設(shè)備建設(shè)成本和平均電能價(jià)格兩方面來體現(xiàn)。

3）政策性指標(biāo)

政策性指標(biāo)反映了政策對(duì)電能替代的指導(dǎo)與推動(dòng)效果，主要從稅收制度、政府補(bǔ)貼、宣傳力度三方面進(jìn)行描述。

4）技術(shù)替代性指標(biāo)

技術(shù)替代性指標(biāo)描述反映了電能替代相關(guān)技術(shù)的發(fā)展情況以及普及程度，主要從削峰填谷程度、設(shè)備智能化程度、設(shè)備安全性三方面進(jìn)行描述。

2 多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法

2.1 改進(jìn)單層次灰色關(guān)聯(lián)分析

單層次灰色關(guān)聯(lián)分析（single-level gray relational analysis，SGRA）基本思想是通過確定參考數(shù)據(jù)序列和若干個(gè)比較數(shù)據(jù)序列的幾何形狀關(guān)聯(lián)程度定量描述系統(tǒng)的發(fā)展變化趨勢(shì)。關(guān)聯(lián)程度越大，則說明對(duì)應(yīng)指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的影響程度越重要[9]。

假設(shè)參考數(shù)據(jù)列為X0={x0（1），x0（2），…，x0（n）}，比較數(shù)據(jù)序列記為X1={x1（1），x1（2），…，x1（n）}，k為指標(biāo)個(gè)數(shù)。

Step1：計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)。

ρ作為灰色分辨系數(shù)，從主觀上體現(xiàn)了評(píng)價(jià)人員對(duì)于最大序列差的重視程度，從客觀上體現(xiàn)了各個(gè)因子對(duì)灰色關(guān)聯(lián)度的間接影響程度[10]。查閱文獻(xiàn)可知當(dāng)ρ≤0.546 3時(shí)對(duì)權(quán)重值的分辨力最好。此外，序列的波動(dòng)程度會(huì)直接影響最終結(jié)果[11]。為此，通過系統(tǒng)內(nèi)序列的波動(dòng)程度來確定ρ的取值。

Step2：計(jì)算波動(dòng)因子。

如果Fv≤0.546 3，ρ=Fv；如果Fv≥0.546 3，ρ=0.5466。

Step3：計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度。

根據(jù)該方法確定ρ的取值，能夠充分體現(xiàn)出灰色系統(tǒng)的整體性，既消除了主觀因素對(duì)權(quán)重值的干擾，又確保了對(duì)權(quán)重值的最佳分辨能力，保證了評(píng)價(jià)結(jié)果的相對(duì)準(zhǔn)確性。

2.2 多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法

單層次灰色關(guān)聯(lián)分析適用于小樣本指標(biāo)的評(píng)價(jià)問題，但是對(duì)于多層次指標(biāo)體系的評(píng)價(jià)具有一定的局限性。多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法（multi-level gray relational analysis，MGRA）可以有效規(guī)避單層次灰色關(guān)聯(lián)分析存在的不足，在充分挖掘各層次評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度的同時(shí)，不僅有效解決了各個(gè)二級(jí)指標(biāo)權(quán)重值的融合問題，又比單層次灰色關(guān)聯(lián)分析法涵蓋了更加豐富的信息量，使得評(píng)價(jià)結(jié)果更為準(zhǔn)確[12]。

假設(shè)電能替代綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中包含m個(gè)一級(jí)指標(biāo)，每個(gè)一級(jí)指標(biāo)中包含qm個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

Step1：將二級(jí)指標(biāo)x={x11，x12，…，x1q1，…，xmqm}作為比較數(shù)據(jù)序列，根據(jù)改進(jìn)單層次灰色關(guān)聯(lián)分析法得到二級(jí)指標(biāo)序列與參考序列的關(guān)聯(lián)程度，記為λ={λ11，λ12，…，λ1q1，…，λmqm}。

Step2：將一級(jí)指標(biāo)y={y1，y2，…，ym}作為比較數(shù)據(jù)序列，根據(jù)改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)分析法得到一級(jí)指標(biāo)與參考序列的關(guān)聯(lián)程度，記為φ={φ1，φ2，…，φm}。

Step3：計(jì)算最終客觀權(quán)重值。

3 信息熵權(quán)重融合模型

網(wǎng)絡(luò)分析法（analytic network process，ANP）是基于層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）的一種新的系統(tǒng)決策方法，適用于遞歸層次結(jié)構(gòu)中指標(biāo)集合具有依賴性和反饋性的情況[13]。為此，將ANP作為主觀評(píng)價(jià)方法應(yīng)用于電能替代綜合評(píng)估中。

如何對(duì)得到的主客觀權(quán)重集合進(jìn)行有效融合，是確保綜合評(píng)估結(jié)果準(zhǔn)確的關(guān)鍵[14]。信息熵作為系統(tǒng)有序化程度的度量，既能對(duì)比2個(gè)指標(biāo)權(quán)重值攜帶信息價(jià)值的相對(duì)高低程度，又能克服主觀因素對(duì)權(quán)重融合的干擾[15]。因此，信息熵是確定權(quán)重融合系數(shù)的理想量度。假設(shè)電能替代評(píng)價(jià)指標(biāo)集合為I{Ii|1≤i≤n}，多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法確定的客觀權(quán)重集合為ω{ωoi|1≤i≤n}，網(wǎng)絡(luò)層次分析方法確定的主觀權(quán)重集合為ωs{ωsi|1≤i≤n}。信息熵權(quán)重融合模型具體過程描述如下。

Step1：對(duì)于指標(biāo)Ii，分別計(jì)算其客觀權(quán)重ωoi和主觀權(quán)重ωsi的信息熵。

Step2：對(duì)主客觀權(quán)重的信息熵值序列進(jìn)行歸一化，記作hi={hsi，hoi|1≤i≤n}。其中較大值記為h1i，較小值記為h2i=1-h1i。

Step3：如果指標(biāo)Ii為定性指標(biāo)，則將h1i作為主觀權(quán)重融合系數(shù)、h2i作為客觀權(quán)重融合系數(shù)，融合權(quán)重ωci如式（5）所示；如果指標(biāo)Ii為定量指標(biāo)，則將h1i作為客觀權(quán)重融合系數(shù)、h2i作為主觀權(quán)重融合系數(shù)，融合權(quán)重ωci如式（6）所示。

對(duì)于定性指標(biāo)，主觀評(píng)價(jià)結(jié)果較為準(zhǔn)確；對(duì)于定量指標(biāo)，客觀評(píng)價(jià)結(jié)果較為準(zhǔn)確[16]。信息熵權(quán)重融合模型將主客觀權(quán)重值的歸一化信息熵作為權(quán)重融合的量度，使得定性指標(biāo)主要依賴主觀評(píng)價(jià)結(jié)果、定量指標(biāo)主要依賴客觀評(píng)價(jià)結(jié)果。實(shí)現(xiàn)了主客觀權(quán)重的有效耦合，提高了評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性。

為此，提出一種對(duì)多層次灰色關(guān)聯(lián)分析和網(wǎng)絡(luò)層次分析進(jìn)行信息熵融合的評(píng)價(jià)方法（MGRAANP：信息熵融合多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法）對(duì)電能替代的影響因素進(jìn)行綜合評(píng)估。

4 MGRA-ANP在電能替代評(píng)價(jià)中的適用性分析

1）MGRA-ANP法具有較強(qiáng)的可行性。電能替代綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系評(píng)價(jià)作為一個(gè)宏觀的指標(biāo)體系，涵蓋了以電代煤、以電代油等多個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)都有對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)電能替代進(jìn)行綜合評(píng)估，僅用主觀評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)結(jié)果說服力不強(qiáng)；僅用客觀評(píng)價(jià)方法數(shù)據(jù)量過于龐大，定性指標(biāo)不易量化。采用主客觀結(jié)合的評(píng)價(jià)方法，既能減少評(píng)價(jià)過程中數(shù)據(jù)不易收集的問題，又能在一定程度上融入專家的判斷，提高了評(píng)價(jià)過程的可行性和有效性[17]。

2）MGRA-ANP法與電能替代綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系具有較大的契合性。網(wǎng)絡(luò)層次分析法適用于指標(biāo)間具有依賴性和反饋性的網(wǎng)狀層次結(jié)構(gòu)，灰色關(guān)聯(lián)分析對(duì)數(shù)據(jù)量沒有具體要求，必須針對(duì)信息具有非唯一性的系統(tǒng)。電能替代指標(biāo)體系間具有不可避免的關(guān)聯(lián)性，并且符合灰色系統(tǒng)特性。由此可見，2種方法均適用于電能替代綜合指標(biāo)體系。此外，本文采用改進(jìn)的多層次灰色關(guān)聯(lián)分析方法，并且給出電能替代量的概念，兼顧了評(píng)價(jià)過程中信息量的擴(kuò)展與電能替代特性，使得評(píng)價(jià)方法與電能替代緊密耦合。

5 算例分析

5.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

為了驗(yàn)證MGRA-ANP法在電能替代評(píng)價(jià)過程中的有效性，選取北京地區(qū)作為研究對(duì)象，收集該地區(qū)的指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)電能替代的影響要素進(jìn)行評(píng)價(jià)。在電能替代評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，環(huán)保性與經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)作為定量指標(biāo)，政策性指標(biāo)與技術(shù)替代性指標(biāo)作為定性指標(biāo)。對(duì)于定量指標(biāo)，根據(jù)北京地區(qū)的統(tǒng)計(jì)年鑒與發(fā)改委文件，查閱并計(jì)算得到2005—2014年各個(gè)二級(jí)指標(biāo)的序列值。對(duì)于定性指標(biāo)，通過模糊評(píng)判集的方法進(jìn)行量化，利用{[0～20]，[20～40]，[40～60]，[60～80]，[80～100]}的分?jǐn)?shù)集將定性指標(biāo)量化為不同的等級(jí)，表示該指標(biāo)在2005—2014年內(nèi)的發(fā)展水平。

5.2 確定指標(biāo)權(quán)重

1）基于ANP確定主觀權(quán)重

聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富的專家組，咨詢其一級(jí)指標(biāo)對(duì)電能替代的影響程度。根據(jù)專家們的意見，對(duì)電能替代評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性、政策性、技術(shù)替代性指標(biāo)，采用經(jīng)典的九分法進(jìn)行打分，構(gòu)造主觀評(píng)價(jià)矩陣。根據(jù)ANP評(píng)價(jià)方法，得到主觀評(píng)價(jià)結(jié)果如表1所示。

表1 電能替代主觀評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.1 Subjective evaluation results of electric power alteration

表2 電能替代二級(jí)指標(biāo)客觀評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.2 Objective second-class indexes evaluation results of electric power alteration

2）基于MGRA確定客觀權(quán)重

為了反映電能替代的發(fā)展程度，給出電能替代量的定義如式（7）所示。將電能替代量作為參考數(shù)據(jù)序列，表示電能替代的發(fā)展程度。

式中，At為第t年終端電能替代量；Et為第t年終端電能消耗量；Et-1為第（t-1）年終端電能消耗量；Pt為t第年終端能源消費(fèi)總量；Pt-1為第（t-1）年終端能源消費(fèi)總量。

Step1：將北京地區(qū)2005—2014年電能替代量作為參考序列，各個(gè)二級(jí)指標(biāo)的指標(biāo)序列值作為比較序列，利用改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)分析法得各個(gè)二級(jí)指標(biāo)與電能替代量的關(guān)聯(lián)程度作為客觀權(quán)重，結(jié)果見表2。

Step2：通過模糊評(píng)判集，對(duì)環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性等以及指標(biāo)對(duì)電能替代的影響程度進(jìn)行量化，根據(jù)改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)分析法確定各個(gè)一級(jí)指標(biāo)與電能替代量的關(guān)聯(lián)程度，結(jié)果見表3。

表3 電能替代一級(jí)指標(biāo)客觀評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.3 Objective fist-class indexes evaluation results of electric power alteration

Step3：根據(jù)式（4）確定最終電能替代客觀評(píng)價(jià)結(jié)果如表4所示。

表4 電能替代客觀評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.4 Objective evaluation results of electric power alteration

3）信息熵確定權(quán)重融合系數(shù)

利用各個(gè)指標(biāo)主客觀權(quán)重值的歸一化信息熵值，得到權(quán)重融合系數(shù)見表5。

表5 主客觀權(quán)重融合系數(shù)Tab.5 Fusion coefficients of subjective and objective weights

4）確定最終評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)確定好的權(quán)重融合系數(shù)，將主客觀權(quán)重值進(jìn)行融合，得到北京地區(qū)最終電能替代評(píng)價(jià)結(jié)果見表6。

表6 電能替代評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.6 Evaluation results of electric power alteration

5.3 算例驗(yàn)證

利用所收集的數(shù)據(jù)及判斷矩陣，分別采用信息熵融合多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法（本文方法）、單層次灰色關(guān)聯(lián)分析法（對(duì)比算法1）及線性加權(quán)融合多層次灰色關(guān)聯(lián)分析與網(wǎng)絡(luò)層次分析法（對(duì)比算法2）對(duì)北京地區(qū)的電能替代影響因素進(jìn)行評(píng)估。此外，收集2005—2014年北京地區(qū)環(huán)保設(shè)施投資、電力行業(yè)GDP、電力企業(yè)投資占全社會(huì)投資比重、電能替代領(lǐng)域用電量4個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)集，選取的4個(gè)指標(biāo)可以較好地體現(xiàn)北京地區(qū)的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、政策、技術(shù)替代的發(fā)展情況。因此，分別將選取指標(biāo)的歸一化年均增長率作為評(píng)估結(jié)果的參考數(shù)據(jù)。評(píng)估結(jié)果及對(duì)比見表7。

5.4 結(jié)果分析

根據(jù)逼近理想點(diǎn)排序法（technique for order preference by similarity to ideal solution，TOPSIS）得到3種方法對(duì)應(yīng)的評(píng)估結(jié)果與參考數(shù)據(jù)的相對(duì)距離如表8所示。

表7 評(píng)估結(jié)果及對(duì)比Tab.7 Evaluation results and comparisons

圖2 電能替代綜合評(píng)估結(jié)果及對(duì)比雷達(dá)圖Fig.2 Radar chart of electric power alteration evaluation results and comparison

表8 相對(duì)距離對(duì)比Tab.8 Relative distance comparison

根據(jù)表7可知，MGRA-ANP與其他2種方法的評(píng)估結(jié)果完全一致，說明MGRA-ANP對(duì)于電能替代的評(píng)估是有效且合理的。根據(jù)表8可知，MGRA-ANP得出的評(píng)估結(jié)果更加接近電能替代發(fā)展的真實(shí)情況，說明該方法可以較為理想地評(píng)估電能替代的影響因素，驗(yàn)證了該方法對(duì)于電能替代綜合評(píng)估的準(zhǔn)確性。

從表6可以看出，環(huán)保性指標(biāo)（0.349 8）的評(píng)價(jià)參數(shù)最大，政策性指標(biāo)（0.201 7）、技術(shù)替代性指標(biāo)（0.226 9）的評(píng)價(jià)參數(shù)分別次之，經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)（0.221 6）的評(píng)價(jià)參數(shù)最小，這與北京地區(qū)電能替代發(fā)展中存在的問題基本符合。

1）北京地區(qū)的發(fā)展離不開能源的消耗，嚴(yán)重的環(huán)境污染不可避免地阻礙了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而電能替代在終端用能環(huán)節(jié)零污染，可以有效地提升生活環(huán)境質(zhì)量，因此環(huán)保性指標(biāo)對(duì)北京地區(qū)電能替代的發(fā)展進(jìn)程極為重要。

2）北京地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較為發(fā)達(dá)，盡管電能替代相關(guān)項(xiàng)目初期投資較高，但長期經(jīng)濟(jì)效益十分可觀，目前不盡如人意的經(jīng)濟(jì)效益不會(huì)對(duì)電能替代的發(fā)展造成過多的影響，因此經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)不是影響電能替代的主要因素。

3）北京地區(qū)政府出臺(tái)政策強(qiáng)制關(guān)停燃煤、燃油小鍋爐，同時(shí)對(duì)電能替代試點(diǎn)工程提供補(bǔ)貼、降低電價(jià)，在經(jīng)濟(jì)層面給予電能替代一定的支持，有效地促進(jìn)了電能替代的發(fā)展，因此政策性指標(biāo)對(duì)電能替代較為重要。

4）北京地區(qū)智能化設(shè)施較為完善，這提高了設(shè)備使用過程中的安全性，增強(qiáng)了用戶對(duì)電能替代的應(yīng)用偏好程度，從側(cè)面推動(dòng)了電能替代的發(fā)展，因此技術(shù)替代性指標(biāo)對(duì)電能替代的影響程度稍重要。

綜合上述分析，建議在今后全面推廣電能替代的發(fā)展過程中，應(yīng)在兼顧經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)把環(huán)境效益放在首要位置上。在環(huán)境污染嚴(yán)重地區(qū)應(yīng)優(yōu)先實(shí)施一些“環(huán)保效果佳、示范性強(qiáng)、推廣效果好”的電能替代項(xiàng)目試點(diǎn)工程，有效地改善環(huán)境質(zhì)量。同時(shí)，大力推動(dòng)新能源并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和清潔電能的使用。隨著政府完善對(duì)電力基礎(chǔ)設(shè)施的補(bǔ)貼政策和對(duì)電價(jià)的調(diào)控政策，高耗能工業(yè)將優(yōu)先選擇價(jià)格相對(duì)便宜的清潔電能，電能替代的長期經(jīng)濟(jì)效益將與日俱增，形成電能替代的良性循環(huán)，極大促進(jìn)電能替代的推廣與發(fā)展。

6 結(jié)論

本文構(gòu)建了涵蓋電能替代核心內(nèi)容的電能替代綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并且利用MGRA-ANP評(píng)價(jià)方法對(duì)電能替代的影響因素進(jìn)行評(píng)估，所得評(píng)估結(jié)果可以反映出各個(gè)指標(biāo)對(duì)電能替代發(fā)展的影響程度和存在的薄弱環(huán)節(jié)。隨著對(duì)電能替代的深入研究，可針對(duì)不同的子系統(tǒng)逐步細(xì)化政策性、技術(shù)替代性指標(biāo)，根據(jù)指標(biāo)類型對(duì)指標(biāo)權(quán)重值進(jìn)行優(yōu)化，為電能替代的發(fā)展規(guī)劃提供合理化建議。

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（編輯 馮露）

Comprehensive Assessment of Electric Power Alternation Based on Multi-Level Grey Relational Analysis Method Combined with Information Entropy

SUN Yi1，ZHANG Lu1，SHAN Baoguo2，CAO Fang1
（School of Electrical and Electronic Engineering，North China Electric Power University，Beijing 102206，China；2.State Grid Energy Research Institute，Beijing 102209，China）

The electric power alteration strategy has become the only way to improve environmental quality and electrification level in China.According to the influences and the attributions of electric power alteration，an electric power alteration evaluation index system that takes into account environmental protection，economy，relevant policy，and technology substitutions is established.In order to evaluate influencing factors of electric power alteration，a multi-level gray relational analysis（MGRA）-analytic network process（ANP）comprehensive evaluation method,which is combined with information entropy （MGRA-ANP），is proposed.By using this method，the influence factors of electric power alteration in Beijing are comprehensively evaluated and compared with the results yielded from two other conventional evaluation methods，which proves the validity and accuracy of the proposed method in comprehensively evaluating the electric power alteration.Practical example analysis in Beijing shows that the evaluation results can effectively reflect the development and current problems of electric power alteration in Beijing，which can serve as a comprehensive，scientific，and accurate basis for the future decision-making in the implementing electric power alteration.

electric power alteration;multi-level gray rela－tional analysis（MGRA）;information entropy

2016-08-15。

孫 毅（1972—），男，教授，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)通信與信息處理，智能用電與需求響應(yīng)等；

張 璐（1994—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槟茉椿ヂ?lián)網(wǎng)信息通信技術(shù)等；

單葆國（1971—），男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娏π枨髠?cè)管理等；

曹 昉（1971—），女，副教授，研究方向?yàn)榕潆娋W(wǎng)運(yùn)行分析、電力市場(chǎng)等。

1674-3814（2017）05-0044-07

TM721

A

國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）項(xiàng)目（2015AA050203）；國家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目（“兩個(gè)替代”潛力評(píng)估）。

Project Supported by the National High Technology Research and Development of China（863 Program）（2015AA050203）；Project Supported by Science and Technology Project of SGCC（Potential Assessment of“The Two Alternatives”）．