基于iowa算子的電力發展水平通用評價方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力綜合評價領域，具體地指一種基于IOWA算子的電力發展水平通 用評價方法。
【背景技術】
[0002] 電力作為國民經濟的重要基礎產業，對國民經濟的發展起著先導和支撐作用。電 力發展水平也是衡量經濟發達程度、能源利用效率和綜合國力強弱的主要標志之一。從物 理結構上看，電力系統包含發電、輸變電、配用電等多個環節，是一個多環節緊密聯系、協調 運行的復雜人工系統；從功能機制方面來說，電力工業與經濟社會、資源環境相互影響。各 地區經濟及電力的發展各有特點，水平不一，而能源資源、生態環境問題的日益凸顯也越來 越影響到電力的發展。目前對地區電力發展水平的認識仍停留在個別零散的指標層面，建 立一套能夠比較全面地反映各地區電力發展的總體水平，能夠客觀反映電力工業與經濟社 會、能源資源和生態環境協調發展程度的通用評價指標體系顯得尤為重要。
[0003] 申請號為201410835801. X的發明專利，公開了一種地市級電網發展情況評價方 法。該發明適用于對地市級地區的電網發展情況進行評價，不適用于對省級地區包含電力 消費、電力生產、電網發展等多方面的電力發展水平進行整體評價。
[0004] 電力發展是一個逐年連續的過程，當前的電力發展成就是在之前多年電力發展基 礎之上取得的。因此，在對當前電力發展水平進行建模評價時，應綜合考慮歷史年份的電力 發展情況。在現有技術中，還沒有發現可以綜合考慮歷史電力發展情況的電力發展水平評 價方法。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種能夠綜合考慮歷史電力發展情 況的各省級地區電力發展水平評價方法。所述評價方法可以評價每年各省級地區電力發展 水平，并且該評價方法能夠全面地反映各省級地區電力發展的總體水平；客觀反映電力發 展與經濟、社會發展的協調程度，綜合考慮地區能源資源、生態環境等因素對電力發展的影 響。具體的說是一種基于IOWA算子的電力發展水平通用評價方法。
[0006] 為實現上述目的，本發明所設計的基于IOWA算子的電力發展水平通用評價方法， 其特殊之處在于包括以下步驟：
[0007] 步驟（1)，構建電力發展水平通用評價指標體系，包括目標層，準則層和指標層； 目標層為一個一級指標，準則層為每個一級指標的三個或三個以上的二級指標，指標層為 每個二級指標的三個或三個以上的三級指標；所述一級指標為各省級地區電力發展水平；
[0008] 步驟（2)，按照步驟⑴所構建的電力發展水平通用評價指標體系，對全國各省級 地區的歷史數據進行搜集，計算得到每年各省級地區的三級指標值；
[0009] 步驟（3)，通過一種基于IOWA算子的自主式綜合評價理論對各省級地區的二級指 標分別進行建模，具體實現方式如下；
[0010] 步驟（3. I)，對步驟（2)中得到的每年各省級地區的三級指標值作類型一致化和 無量綱化處理，得到每年各省級地區的標準三級指標值；
[0011] 步驟（3. 2)，選定第t年第i個省級地區為評價主體，根據步驟（3. 1)中得到的每 年各省級地區的標準三級指標值，計算得到第t年第i個省級地區的競爭視野；
[0012] 步驟（3. 3)，根據步驟（3. 1)中得到的第t年第i個省級地區的標準三級指標值和 步驟（3. 2)中得到的第t年第i個省級地區的競爭視野，計算得出在評價主體的競爭視野 中，評價主體與各省級地區在各三級指標上的競爭強度；根據所述競爭強度計算出第t年 第i個省級地區在各三級指標上的絕對優勢度和相對優勢度；
[0013] 步驟（3. 4)，根據步驟（3. 3)得到的第t年第i個省級地區在各三級指標上絕對優 勢度和相對優勢度，運用IOWA算子排序思想，將三級指標重新排序；
[0014] 步驟（3. 5)，按照步驟（3. 4)中重新排序后的三級指標的順序，結合步驟（3. 3)中 得到的第t年第i個省級地區在各三級指標上的絕對優勢度、相對優勢度，通過優化模型計 算得到在第t年第i個省級地區作為評價主體時，三級指標的位置加權向量；
[0015] 步驟（3.6)，根據IOWA算子的定義，結合步驟（3.5)得到的以第t年第i個省級地 區為評價主體時，各三級指標的位置加權向量和按照步驟（3.4)得到的順序下各省級地區 的標準三級指標值，計算得到第t年第i個省級地區作為評價主體時，各省級地區相應的二 級指標評價值向量；
[0016] 步驟（3. 7)，選定第t年第s個省份作為評價主體，s不等于i，循環步驟（3.2)至 (3. 6)，直至得出以第t年各省級地區分別作為評價主體時，各省級地區相應的二級指標評 價值向量；
[0017] 步驟（3. 8)，通過步驟（3. 7)得到以第t年各省級地區分別作為評價主體時，各省 級地區相應的二級指標評價值向量，求解優化問題，計算得出第t年各省級地區相應的二 級指標最終評價值向量；
[0018] 步驟（3. 9)，將步驟（3. 1)得到的第t年各省級地區的標準三級指標值按原始順序 組成矩陣后，結合步驟（3.8)得到的第t年各省級地區相應的二級指標最終評價值向量，利 用最小二乘法擬合求出第t年各省級地區三級指標的權重向量；
[0019] 步驟（3. 10)，選定第u年第i個省級地區作為評價主體，u不等于t，循環步驟 (3. 2)至步驟（3. 9)，直至得到每年各省級地區的三級指標的權重向量；
[0020] 步驟（3. 11)，根據二次加權法，將步驟（3. 10)得到的每年各省級地區三級指標的 權重向量進行集結，計算得出各省級地區三級指標的最終權重向量；
[0021] 步驟（3. 12)，將步驟（3. 11)得到的各省級地區三級指標的最終權重向量與步驟 (3. 1)得到的每年各省級地區的標準三級指標值進行集結，計算得出每年各省級地區的二 級指標評價值；
[0022] 步驟（4)，基于IOWA算子理論對各省級地區的一級指標進行建模，具體實現方式 如下；
[0023] 步驟（4. 1)，將步驟（3. 12)得到的每年各省級地區相應的二級指標評價值作為每 年各省級地區的二級指標值，重復步驟（3. 1)至步驟（3. 11)的建模方法，計算得到各省級 地區二級指標的最終權重向量；
[0024] 步驟（4. 2)，引入各二級指標的專家權重向量，將所述專家權重與步驟（4. 1)得到 的各省級地區二級指標的最終權重向量結合，計算得到各省級地區二級指標的綜合權重向 量；
[0025] 步驟（4.3)，將步驟（4.2)得到的各省級地區二級指標的綜合權重向量與步驟 (4. 1)得到的每年各省級地區的標準二級指標值進行集結，計算得到每年各省級地區的一 級指標評價值；
[0026] 步驟（5)，通過步驟（3. 12)得到的每年各省級地區的二級指標評價值和步驟 (4. 3)得到的每年各省級地區的一級指標評價值對每年各省級地區電力發展水平進行評價 和分析。
[0027] 進一步地，所述二級指標有六個，分別為電力發展的基礎條件、經濟發展與能源消 費水平、電力消費水平、電力生產水平、電網發展水平、電力發展趨勢。
[0028] 更進一步地，所述電力發展的基礎條件的三級指標有四個，分別為人口密度、碳排 放密度、能源自給率、發電能源占一次能源消費比重；
[0029] 所述經濟發展與能源消費水平的三級指標有四個，分別為人均GDP、城鎮化率、單 位GDP能耗、單位GDP碳排放；
[0030] 所述電力消費水平的三級指標有七個，分別為人均年用電量、人均年生活用電量、 二產單位電耗、單位用電量碳排放、平均銷售電價、最大負荷利用小時數、負荷密度；
[0031] 所述電力生產水平的三級指標有七個，分別為人均裝機容量、人均年發電量、新能 源裝機占比、新能源發電占比、平均上網電價、單位發電量碳排放、火電發電標煤耗；
[0032] 所述電網發展水平的三級指標有四個，分別為平均購售電價差、輸電網損率、單位 面積供電能力、單位面積輸電能力；
[0033] 所述電力發展趨勢的三級指標有五個，分別為人均GDP年均增速、人均年用電量 年均增速、人均年發電量年均增速、單位GDP能耗年均增速、單位發電量碳排放年均增速。
[0034] 在上述技術方案中，所述步驟（3. 1)中對每年各省級地區的三級指標值作類型一 致化的方法為：
[0036] 其中，Xlj為某一年第i個省級地區的第j個三級指標的三級指標值；X' u為某一 年第i個省級地區的第j個三級指標經過類型一致化處理后的數據；對所述三級指標值無 量綱化處理的方法如下：
[0038] 其中，4為所述數據經過類型一致化處理后的某一年第i個省級地區的第j個三 級指標的標準三級指標值；max(Xl]'）為數據經過類型一致化處理后的某一年所有省級地 區在第j個三級指標上的最大值；min (Xl]'）為數據經過類型一致化處理后的某一年所有省 級地區在第j個三級指標上的最小值。
[0039] 在上述技術方案中，所述步驟（3. 3)中在評價主體的競爭視野中，評價主體與各 省級地區在各三級指標上的競爭強度的計算公式為：
[0041] 其中，< 為第t年第1個省級地區在第j個三級指標上的標準三級指標值，rf,^為 當第i個省級地區作為評價主體時，其競爭視野中第1個省級地區與其在第j個三級指標 上的競爭強度；所述絕對優勢度的計算公式為：
[0043] 其中，為第t年當第i個省級地區作為評價主體時，其在第j個指標上的絕對 優勢度；表示第i個省級地區在第j個指標上競爭強度非負的競爭對手個數；所述相對 優勢度的計算公式為：
[0045] 其中，為第t年當第i個省級地區作為評價主體時，其在第j個指標上的相對 優勢度；m為三級指標個數。
[0046] 在上述技術方案中，所述步驟（3.5)中第t年以第i個省級地區為評價主體時，各 三級指標位置加權向量為ω = (Co1, ω2, . . .，ωρ . . .，com)T，則第t年以第i個省級地區為 評價主體時的三級指標位置權重ω]的計算公式為：
[0048] 其中，％=1-表示評價主體在第k個評價指標上的 整體競爭優勢，令α = β = 0.5, q的值可通過如下優化模型確定：
[0050] 其中，m為指標個數。
[0051] 在上述技術方案中，所述步驟（3.6)中第t年以第i個省級地區