一种综合能源系统投资决策辅助方法及装置与流程

本申请涉及综合能源系统投资技术领域，特别涉及一种综合能源系统投资决策辅助方法及装置。

背景技术：

当前综合能源系统的发展尚处于试点探索阶段，其投资成本和投资收益存在很大的不确定性，如何在现有技术条件的基础上进行投资决策，对于投资者而言具有重大的现实意义。目前，国内外对于综合能源系统的研究主要集中于其概念、架构、模型等方面，针对效益和投资决策的研究相对较少，对综合能源系统能够带来的经济、环境和社会效益还停留在概念设想阶段，且多针对某一类型的综合能源系统进行评价分析，普遍适用的综合能源项目投资效益评价指标体系及其评价标准尚未完全建立，难以应用于实际投资决策过程。现有针对综合能源投资决策的方法多针对于某一特定能源组成、耦合结构的综合能源系统，具有较大的局限性，且决策过程复杂繁琐。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种综合能源系统投资决策辅助方法及装置，以解决现有针对综合能源投资决策的方法多针对于某一特定能源组成、耦合结构的综合能源系统，具有较大的局限性，且决策过程复杂繁琐的问题。

第一方面，根据本申请的实施例，提供了一种综合能源系统投资决策辅助方法，包括：

获取备选方案的效益指标，获取所述备选方案的成本指标；

确定主观权重；

将所述效益指标和所述成本指标归一化、标准化，得到标准化数据矩阵，根据所述标准化数据矩阵确定客观权重；

根据所述主观权重和所述客观权重计算综合权重；

根据所述综合权重和所述标准化数据矩阵，计算效益，所述效益包括能源效益，经济效益，环境效益，功能效益和/或综合效益；

根据所述效益计算效益水平，根据所述效益水平比选所述备选方案的优势度，辅助投资决策。

结合第一方面，在第一方面的第一种可实现方式中，所述效益指标包括能源转换效率，所述获取备选方案的效益指标的步骤，包括：

确定所述备选方案的综合能源系统结构；

获取不同能源对应的能质系数；

根据所述综合能源系统结构和所述能质系数计算得到能源转换效率。

结合第一方面，在第一方面的第二种可实现方式中，所述确定主观权重的步骤，包括：

构建专家权重评价体系，得到专家权责判断力权值；

根据所述专家权责判断力权值及专家两两比较打分形成的相对重要性矩阵，构建综合判断矩阵；

检测所述综合判断矩阵，求出所述判断矩阵的最大特征值和特征向量，通过一致性判断，得到所述主观权重。

结合第一方面，在第一方面的第三种可实现方式中，所述将效益指标和成本指标归一化、标准化，得到标准化数据矩阵，根据标准化数据矩阵确定客观权重的步骤，包括：

将所述效益指标和所述成本指标归一化，构建数据矩阵；

标准化所述数据矩阵，得到标准化数据矩阵；

根据所述标准化数据矩阵，计算指标熵值；

根据所述指标熵值，计算客观权重。

结合第一方面，在第一方面的第四种可实现方式中，所述根据效益计算效益水平的步骤，包括：

将所述效益代入隶属度函数中，计算得到所述效益水平。

第二方面，根据本申请的实施例，提供了一种综合能源系统投资决策辅助装置，包括：

指标获取单元，用于获取备选方案的效益指标，还用于获取所述备选方案的成本指标；

主观权重确定单元，用于确定主观权重；

客观权重确定单元，用于将所述效益指标和所述成本指标归一化、标准化，得到标准化数据矩阵，根据所述标准化数据矩阵确定客观权重；

综合权重计算单元，用于根据所述主观权重和所述客观权重计算综合权重；

效益计算单元，用于根据所述综合权重和所述标准化数据矩阵，计算效益，所述效益包括能源效益，经济效益，环境效益，功能效益和/或综合效益；

效益水平计算单元，用于根据所述效益计算效益水平，根据所述效益水平比选所述备选方案的优势度，辅助投资决策。

结合第二方面，在第二方面的第一种可实现方式中，所述效益指标包括能源转换效率，所述指标获取单元，包括：

系统结构确定单元，用于确定备选方案的综合能源系统结构；

能质系数获取单元，用于获取不同能源对应的能质系数；

能源转换效率计算单元，用于根据所述综合能源系统结构和所述能质系数计算得到能源转换效率。

结合第二方面，在第二方面的第二种可实现方式中，所述主观权重确定单元包括：

权值确定单元，用于构建专家权重评价体系，得出专家权责判断力权值；

综合判断矩阵构建单元，用于根据所述专家权责判断力权值及专家两两比较打分形成的相对重要性矩阵，构建综合判断矩阵；

主观权重确定子单元，用于检测所述综合判断矩阵，求出所述判断矩阵的最大特征值和特征向量，通过一致性判断，得到所述主观权重。

结合第二方面，在第二方面的第三种可实现方式中，所述客观权重确定单元包括：

数据矩阵构建单元，用于将所述效益指标和所述成本指标归一化，构建数据矩阵；

数据矩阵标准化单元，用于标准化所述数据矩阵，得到标准化数据矩阵；

熵值计算单元，用于根据所述标准化数据矩阵，计算指标熵值；

客观权重计算单元，用于根据所述指标熵值，计算客观权重。

结合第二方面，在第二方面的第四种可实现方式中，所述效益水平计算单元包括：

效益水平计算子单元，用于将所述效益代入隶属度函数中，计算得到所述。

由以上技术方案可知，提供了一种综合能源系统投资决策辅助方法及装置，所述方法包括：获取备选方案的效益指标，获取所述备选方案的成本指标；确定主观权重；将所述效益指标和所述成本指标归一化、标准化，得到标准化数据矩阵，根据所述标准化数据矩阵确定客观权重；根据所述主观权重和所述客观权重计算综合权重；根据所述综合权重和所述标准化数据矩阵，计算效益，所述效益包括能源效益，经济效益，环境效益，功能效益和/或综合效益；根据所述效益计算效益水平，根据所述效益水平比选所述备选方案的优势度，辅助投资决策。本申请对多个备选方案进行对比，通过主观与客观相结合的方式确定指标权重，普遍适用于各种结构、类型的综合能源系统投资决策分析，且计算分析过程更加简便，效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本申请实施例示出的一种综合能源系统投资决策辅助方法的流程图；

图2为根据本申请实施例示出的一种获取备选方案的效益指标和成本指标的方法流程图；

图3为根据本申请实施例示出的一种典型综合能源系统结构框架示意图；

图4为根据本申请实施例示出的一种确定主观权重的方法流程图；

图5为根据本申请实施例示出的一种专家权责评价体系示意图；

图6为根据本申请实施例示出的一种确定客观权重的方法流程图；

图7为根据本申请实施例示出的一种综合能源系统投资决策辅助装置的结构框图。

具体实施方式

参阅图1，本申请实施例提供了一种综合能源系统投资决策辅助方法，包括：

步骤s1、获取备选方案的效益指标，获取所述备选方案的成本指标；

备选方案是由专业技术人员设计完成，是投资决策的基础。

效益指标包括能源转换效率、可再生能源渗透率、一次能源利用率提高率、能源消纳率等能源效益，净现值、内部收益率、经济增加值、电度收益、单位投资增售电量等。成本指标包括投资回收期、建设环境影响及运行环境影响等。

步骤s2、确定主观权重；

本申请可以选择通过层次分析法确定主观权重，在传统层次分析法的基础上增加了专家权责，实质是在构建判断矩阵时综合多个专家的意见，对同一指标属性按照各专家各自意见逐一打分并得出综合判断矩阵。

步骤s3、将所述效益指标和所述成本指标归一化、标准化，得到标准化数据矩阵，根据所述标准化数据矩阵确定客观权重；

本申请可以选择利用熵权法确定客观权重。熵可以衡量已知数据包含的有效信息量，进而确定指标权重。当指标值差距较大时，熵值较小，该指标含有较大的信息量，权重就较大；反之则小。

步骤s4、根据所述主观权重和所述客观权重计算综合权重；

分别计算出层次分析法和熵权法的指标权重值后，引入熵值变量，将主观赋权和客观赋权相结合，最终指标综合权重如下式所示。

且式中，为层次分析法所确定的主观权重值；为熵权法所确定的客观权重值；hj为评价指标的熵值。

步骤s5、根据所述综合权重和所述标准化数据矩阵，计算效益，所述效益包括能源效益，经济效益，环境效益，功能效益和/或综合效益；

将备选方案的能源转换效率、可再生能源渗透率、一次能源利用率提高率、能源消纳率等能源效益，净现值、内部收益率、投资回收期、经济增加值、电度收益、单位投资增售电量等经济效益，减排支撑、建设环境影响、运行环境影响等环境效益，电网覆盖范围、用户服务能力、削峰填谷能力、供电安全可靠性、区域发展促进能力、产业发展促进能力等功能效益指标量化并标准化，利用层次分析法—熵权法的组合权重法进行综合效益的量化计算。效益计算公式(2)如下。

vvalue＝wjb,j＝1,2,l,n(2)

其中，wj为指标综合权重，b为熵权法中的标准化数据矩阵。

能源效益，经济效益，环境效益，功能效益有各自对应的指标权重wj，根据需要选择计算所需的效益。将能源效益，经济效益，环境效益和功能效益四种效益相加，得到综合效益。

能源效益主要反映综合能源系统对一次能源和可再生能源的优化程度，包括能源利用率的提升、能源转换效率的改变等，各指标均为效益型指标。其中，能源转换效率系数是建立在能质系数和能源品位基础上产生的，能够将不同能源的品位联系起来，体现在转换效率方面不同品位能源的贡献大小。不同能源的能质系数定义为不同能源可以转化成功的部分与总能量的比值，反映了能源品位的高低。

经济效益主要反映作为一个投资项目，综合能源系统投产运行后所能为投资者带来的经济回报，传统的经济效益指标包括净现值、内部收益率、投资回收期、经济增加值等；电度收益是通过一定时间内的平均度电收入与平均度电成本间的差值确定，用于衡量没发售一度电所带来的收益大小；单位投资增售电量增通过投资前后售电量的变化计算，从售电量的角度反映项目投资效果，单位投资增售电量越高，项目效益越好。除投资回收期为成本型指标外，均为效益型指标。

环境效益主要反映综合能源系统对自然环境的影响。减排支撑效益用于衡量项目运行带来的清洁能源开发利用支撑等效益，通过综合能源系统建设前后的温室气体、污染气体等的排放量之差与建设前排放量之比确定，比值越大，减排支撑效益越好；建设环境影响和运行环境影响均是成本型指标，反映综合能源系统建设对植被、土地的影响、搬迁补偿的情况，以及运行过程中电磁场、噪声、废气、废水等对空气、水源、周边居民等的影响情况。

功能效益主要反映综合能源系统对电网、用户、区域发展和产业发展四个方面的影响，包括电网覆盖能力、削峰填谷能力、供电安全可靠性、用户服务能力、区域发展促进能力和产业发展促进能力等指标，均为效益型指标。

具体评价指标体系如表1所示。表1是综合能源系统项目投资决策辅助评价指标体系。

表1

步骤s6、根据所述效益计算效益水平，根据所述效益水平比选所述备选方案的优势度，辅助投资决策。

通过计算效益水平，根据所述效益水平比选所述备选方案的优势度，进一步辅助投资决策。

由以上技术方案可知，提供了一种综合能源系统投资决策辅助方法，包括：获取备选方案的效益指标和成本指标；确定主观权重；将所述效益指标和所述成本指标归一化、标准化，得到标准化数据矩阵，根据所述标准化数据矩阵确定客观权重；根据所述主观权重和所述客观权重计算综合权重；根据所述综合权重和所述标准化数据矩阵，计算效益，所述效益包括能源效益，经济效益，环境效益，功能效益和/或综合效益；根据所述效益计算效益水平，根据所述效益水平比选所述备选方案的优势度，辅助投资决策。本申请对多个备选方案进行对比，通过主观与客观相结合的方式确定指标权重，普遍适用于各种结构、类型的综合能源系统投资决策分析，且计算分析过程更加简便，效率更高。

在一些实施例中，参阅图2，所述效益指标包括能源转换效率，所述获取备选方案的效益指标的步骤，包括：

步骤s11、确定所述备选方案的综合能源系统结构；

综合能源系统指的是在规划、建设和运行等过程中，对各种能源的产生、传输与分配(供能网络)、转换、存储、消费、交易等环节实施有机协调与优化，进而形成的能源产消一体化系统，是能源互联网的物理载体，其基本架构如图3所示，一般包括能源供应者、耦合设备、储能设备及负荷、分布式发电装置。根据系统中设备类型的不同，可以分为独立型设备单元和耦合型设备单元。独立型设备单元中的电/气/热/冷维持着自身特有的能质属性，没有不同能质之间的耦合转化和互补利用；耦合型设备单元则可以实现电/气/热/冷不同能质形式的相互转化利用，如表2所示，

表2

需要说明的是，所述综合能源系统结构包括设备单元，本申请需要对每个备选方案的设备单元进行识别和确定，因为不同的设备单元，其能源之间的相互转化是不同的，如电-气耦合设备的电制氢系统，涉及到电能转化为氢气的效率问题。

步骤s12、获取不同能源对应的能质系数；

不同的能源类型和耦合方式，有不同的能源利用效率和能源转换效率。以能源类型为例，通过表3所示的能质系数和能源转换效率公式(3)能够得到不同能源和耦合设备的能源转换效率。能质系数λ指的是不同能源可以转化为功的部分与总能量的比值，反映了能源品位的高低，电能是最高品位的能源，能够全部转化为功，其能质系数为1。

不同形式能源的能质系数如表3所示。

表3

步骤s13、根据所述综合能源系统结构和所述能质系数计算得到能源转换效率。

在能质系数的基础上，可以得到能源转换效率的表达式：

式中：qi、e分别表示该设备单元输入所消耗的第i种能源的数量和电量；q'j、e分别表示该设备单元输出的第j种能源的数量和电量；λi、λj、λe分别表示对应能源的能质系数。

在一些实施例中，参阅图4，所述确定主观权重的步骤，包括：

步骤s21、构建专家权重评价体系，得到专家权责判断力权值；

根据专家的资历、权威性、知识面的不同，构建如图5所示的专家权重评价体系，利用ahp法得出各专家权责的判断力权值pk(k＝1，2，…，m)。

步骤s22、根据所述专家权责判断力权值及专家两两比较打分形成的相对重要性矩阵，构建综合判断矩阵；

设专家k对同一属性下的各因素进行两两比较打分形成的相对重要性矩阵为ak，则综合各专家意见构成的综合判断矩阵

步骤s23、检测所述综合判断矩阵，求出所述判断矩阵的最大特征值和特征向量，通过一致性判断，得到所述主观权重。

按照ahp法的原理，对综合判断矩阵a^*进行判断矩阵检测，求该矩阵的最大特征值和特征向量，通过一致性判断，得出该指标权重

在一些实施例中，参阅图6，所述将效益指标和成本指标归一化、标准化，得到标准化数据矩阵，根据标准化数据矩阵确定客观权重的步骤，包括：

步骤s31、将所述效益指标和所述成本指标归一化，构建数据矩阵；

将指标全部转化为相对量数据，构建矩阵x＝[xij]y×n，n为指标个数，y为方案数。定量指标可直接得出量化结果，定性指标通过专家打分、方案对比综合得到量化分值。

步骤s32、标准化所述数据矩阵，得到标准化数据矩阵；

标准化矩阵x，得到b＝[bij]y×n，按照下述公式(4)求得各bij的计算值。

在步骤s31中得到量化分值的基础上，根据指标的属性分为成本型指标和效益型指标，计算方法如公式(4)所示。

其中，bij是标准化后的量化分值，xij是未标准化的量化分值，maxxij就是同一指标下不同方案中的最大值，minxij是同一指标下不同方案中的最小值。

步骤s33、根据所述标准化数据矩阵，计算指标熵值；

计算指标熵值，如公式(5)所示。

步骤s34、根据所述指标熵值，计算客观权重。

通过公式(6)计算客观权重。

在一些实施例中，所述根据效益计算效益水平的步骤，包括：

将所述效益代入隶属度函数中，计算得到所述效益水平。

将综合效益水平分为五个等级，分别为高效益水平、较高效益水平、中等效益水平、较低效益水平、低效益水平，五个隶属度函数，将能源效益、经济效益、环境效益、功能效益和/或综合效益代入隶属度函数中，可得到各方案的具体效益水平，从而对备选方案进行快速量化比选，为投资决策提供辅助支撑。

五个隶属度函数如下：

1)高效益水平

2)较高效益水平

3)中等效益水平

4)较低效益水平

5)低效益水平

用隶属度函数确定评价结果，更加直观、清晰、科学。

由以上技术方案可知，提供了一种综合能源系统投资决策辅助方法，包括：获取备选方案的效益指标，获取所述备选方案的成本指标；确定主观权重；将所述效益指标和所述成本指标归一化、标准化，得到标准化数据矩阵，根据所述标准化数据矩阵确定客观权重；根据所述主观权重和所述客观权重计算综合权重；根据所述综合权重和所述标准化数据矩阵，计算效益，所述效益包括能源效益，经济效益，环境效益，功能效益和/或综合效益；根据所述效益计算效益水平，根据所述效益水平比选所述备选方案的优势度，辅助投资决策。本申请对多个备选方案进行对比，通过主观与客观相结合的方式确定指标权重，普遍适用于各种结构、类型的综合能源系统投资决策分析，且计算分析过程更加简便，效率更高。

参阅图7，本申请的实施例提供了一种综合能源系统投资决策辅助装置，包括：

指标获取单元101，用于获取备选方案的效益指标，还用于获取所述备选方案的成本指标；

主观权重确定单元102，用于确定主观权重；

客观权重确定单元103，用于将所述效益指标和所述成本指标归一化、标准化，得到标准化数据矩阵，根据所述标准化数据矩阵确定客观权重；

综合权重计算单元104，用于根据所述主观权重和所述客观权重计算综合权重；

效益计算单元105，用于根据所述综合权重和所述标准化数据矩阵，计算效益，所述效益包括能源效益，经济效益，环境效益，功能效益和/或综合效益；

效益水平计算单元106，用于根据所述效益计算效益水平，根据所述效益水平比选所述备选方案的优势度，辅助投资决策。

进一步地，所述效益指标包括能源转换效率，所述指标获取单元，包括：

系统结构确定单元，用于确定备选方案的综合能源系统结构；

能质系数获取单元，用于获取不同能源对应的能质系数；

能源转换效率计算单元，用于根据所述综合能源系统结构和所述能质系数计算得到能源转换效率。

进一步地，所述主观权重确定单元包括：

权值确定单元，用于构建专家权重评价体系，得出专家权责判断力权值；

综合判断矩阵构建单元，用于根据所述专家权责判断力权值及专家两两比较打分形成的相对重要性矩阵，构建综合判断矩阵；

主观权重确定子单元，用于检测所述综合判断矩阵，求出所述判断矩阵的最大特征值和特征向量，通过一致性判断，得到所述主观权重。

进一步地，所述客观权重确定单元包括：

数据矩阵构建单元，用于将所述效益指标和所述成本指标归一化，构建数据矩阵；

数据矩阵标准化单元，用于标准化所述数据矩阵，得到标准化数据矩阵；。

熵值计算单元，用于根据所述标准化数据矩阵，计算指标熵值

客观权重计算单元，用于根据所述指标熵值，计算客观权重。

进一步地，所述效益水平计算单元包括：

效益水平计算子单元，用于将所述效益代入隶属度函数中，计算得到所述效益水平。

由以上技术方案可知，提供了一种综合能源系统投资决策辅助方法及装置，所述方法包括：获取备选方案的效益指标，获取所述备选方案的成本指标；确定主观权重；将所述效益指标和所述成本指标归一化、标准化，得到标准化数据矩阵，根据所述标准化数据矩阵确定客观权重；根据所述主观权重和所述客观权重计算综合权重；根据所述综合权重和所述标准化数据矩阵，计算效益，所述效益包括能源效益，经济效益，环境效益，功能效益和/或综合效益；根据所述效益计算效益水平，根据所述效益水平比选所述备选方案的优势度，辅助投资决策。本申请对多个备选方案进行对比，通过主观与客观相结合的方式确定指标权重，普遍适用于各种结构、类型的综合能源系统投资决策分析，且计算分析过程更加简便，效率更高。

具体实现中，本申请还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的基于大数据处理的景点离线图像识别方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-onlymemory，简称：rom)或随机存储记忆体(英文：randomaccessmemory，简称：ram)等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于实现设备全寿命管理平台和方法实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。