基于iowa算子的电力发展水平通用评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力综合评价领域，具体地指一种基于IOWA算子的电力发展水平通 用评价方法。
【背景技术】
[0002] 电力作为国民经济的重要基础产业，对国民经济的发展起着先导和支撑作用。电 力发展水平也是衡量经济发达程度、能源利用效率和综合国力强弱的主要标志之一。从物 理结构上看，电力系统包含发电、输变电、配用电等多个环节，是一个多环节紧密联系、协调 运行的复杂人工系统；从功能机制方面来说，电力工业与经济社会、资源环境相互影响。各 地区经济及电力的发展各有特点，水平不一，而能源资源、生态环境问题的日益凸显也越来 越影响到电力的发展。目前对地区电力发展水平的认识仍停留在个别零散的指标层面，建 立一套能够比较全面地反映各地区电力发展的总体水平，能够客观反映电力工业与经济社 会、能源资源和生态环境协调发展程度的通用评价指标体系显得尤为重要。
[0003] 申请号为201410835801. X的发明专利，公开了一种地市级电网发展情况评价方 法。该发明适用于对地市级地区的电网发展情况进行评价，不适用于对省级地区包含电力 消费、电力生产、电网发展等多方面的电力发展水平进行整体评价。
[0004] 电力发展是一个逐年连续的过程，当前的电力发展成就是在之前多年电力发展基 础之上取得的。因此，在对当前电力发展水平进行建模评价时，应综合考虑历史年份的电力 发展情况。在现有技术中，还没有发现可以综合考虑历史电力发展情况的电力发展水平评 价方法。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够综合考虑历史电力发展情 况的各省级地区电力发展水平评价方法。所述评价方法可以评价每年各省级地区电力发展 水平，并且该评价方法能够全面地反映各省级地区电力发展的总体水平；客观反映电力发 展与经济、社会发展的协调程度，综合考虑地区能源资源、生态环境等因素对电力发展的影 响。具体的说是一种基于IOWA算子的电力发展水平通用评价方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明所设计的基于IOWA算子的电力发展水平通用评价方法， 其特殊之处在于包括以下步骤：
[0007] 步骤（1)，构建电力发展水平通用评价指标体系，包括目标层，准则层和指标层； 目标层为一个一级指标，准则层为每个一级指标的三个或三个以上的二级指标，指标层为 每个二级指标的三个或三个以上的三级指标；所述一级指标为各省级地区电力发展水平；
[0008] 步骤（2)，按照步骤⑴所构建的电力发展水平通用评价指标体系，对全国各省级 地区的历史数据进行搜集，计算得到每年各省级地区的三级指标值；
[0009] 步骤（3)，通过一种基于IOWA算子的自主式综合评价理论对各省级地区的二级指 标分别进行建模，具体实现方式如下；
[0010] 步骤（3. I)，对步骤（2)中得到的每年各省级地区的三级指标值作类型一致化和 无量纲化处理，得到每年各省级地区的标准三级指标值；
[0011] 步骤（3. 2)，选定第t年第i个省级地区为评价主体，根据步骤（3. 1)中得到的每 年各省级地区的标准三级指标值，计算得到第t年第i个省级地区的竞争视野；
[0012] 步骤（3. 3)，根据步骤（3. 1)中得到的第t年第i个省级地区的标准三级指标值和 步骤（3. 2)中得到的第t年第i个省级地区的竞争视野，计算得出在评价主体的竞争视野 中，评价主体与各省级地区在各三级指标上的竞争强度；根据所述竞争强度计算出第t年 第i个省级地区在各三级指标上的绝对优势度和相对优势度；
[0013] 步骤（3. 4)，根据步骤（3. 3)得到的第t年第i个省级地区在各三级指标上绝对优 势度和相对优势度，运用IOWA算子排序思想，将三级指标重新排序；
[0014] 步骤（3. 5)，按照步骤（3. 4)中重新排序后的三级指标的顺序，结合步骤（3. 3)中 得到的第t年第i个省级地区在各三级指标上的绝对优势度、相对优势度，通过优化模型计 算得到在第t年第i个省级地区作为评价主体时，三级指标的位置加权向量；
[0015] 步骤（3.6)，根据IOWA算子的定义，结合步骤（3.5)得到的以第t年第i个省级地 区为评价主体时，各三级指标的位置加权向量和按照步骤（3.4)得到的顺序下各省级地区 的标准三级指标值，计算得到第t年第i个省级地区作为评价主体时，各省级地区相应的二 级指标评价值向量；
[0016] 步骤（3. 7)，选定第t年第s个省份作为评价主体，s不等于i，循环步骤（3.2)至 (3. 6)，直至得出以第t年各省级地区分别作为评价主体时，各省级地区相应的二级指标评 价值向量；
[0017] 步骤（3. 8)，通过步骤（3. 7)得到以第t年各省级地区分别作为评价主体时，各省 级地区相应的二级指标评价值向量，求解优化问题，计算得出第t年各省级地区相应的二 级指标最终评价值向量；
[0018] 步骤（3. 9)，将步骤（3. 1)得到的第t年各省级地区的标准三级指标值按原始顺序 组成矩阵后，结合步骤（3.8)得到的第t年各省级地区相应的二级指标最终评价值向量，利 用最小二乘法拟合求出第t年各省级地区三级指标的权重向量；
[0019] 步骤（3. 10)，选定第u年第i个省级地区作为评价主体，u不等于t，循环步骤 (3. 2)至步骤（3. 9)，直至得到每年各省级地区的三级指标的权重向量；
[0020] 步骤（3. 11)，根据二次加权法，将步骤（3. 10)得到的每年各省级地区三级指标的 权重向量进行集结，计算得出各省级地区三级指标的最终权重向量；
[0021] 步骤（3. 12)，将步骤（3. 11)得到的各省级地区三级指标的最终权重向量与步骤 (3. 1)得到的每年各省级地区的标准三级指标值进行集结，计算得出每年各省级地区的二 级指标评价值；
[0022] 步骤（4)，基于IOWA算子理论对各省级地区的一级指标进行建模，具体实现方式 如下；
[0023] 步骤（4. 1)，将步骤（3. 12)得到的每年各省级地区相应的二级指标评价值作为每 年各省级地区的二级指标值，重复步骤（3. 1)至步骤（3. 11)的建模方法，计算得到各省级 地区二级指标的最终权重向量；
[0024] 步骤（4. 2)，引入各二级指标的专家权重向量，将所述专家权重与步骤（4. 1)得到 的各省级地区二级指标的最终权重向量结合，计算得到各省级地区二级指标的综合权重向 量；
[0025] 步骤（4.3)，将步骤（4.2)得到的各省级地区二级指标的综合权重向量与步骤 (4. 1)得到的每年各省级地区的标准二级指标值进行集结，计算得到每年各省级地区的一 级指标评价值；
[0026] 步骤（5)，通过步骤（3. 12)得到的每年各省级地区的二级指标评价值和步骤 (4. 3)得到的每年各省级地区的一级指标评价值对每年各省级地区电力发展水平进行评价 和分析。
[0027] 进一步地，所述二级指标有六个，分别为电力发展的基础条件、经济发展与能源消 费水平、电力消费水平、电力生产水平、电网发展水平、电力发展趋势。
[0028] 更进一步地，所述电力发展的基础条件的三级指标有四个，分别为人口密度、碳排 放密度、能源自给率、发电能源占一次能源消费比重；
[0029] 所述经济发展与能源消费水平的三级指标有四个，分别为人均GDP、城镇化率、单 位GDP能耗、单位GDP碳排放；
[0030] 所述电力消费水平的三级指标有七个，分别为人均年用电量、人均年生活用电量、 二产单位电耗、单位用电量碳排放、平均销售电价、最大负荷利用小时数、负荷密度；
[0031] 所述电力生产水平的三级指标有七个，分别为人均装机容量、人均年发电量、新能 源装机占比、新能源发电占比、平均上网电价、单位发电量碳排放、火电发电标煤耗；
[0032] 所述电网发展水平的三级指标有四个，分别为平均购售电价差、输电网损率、单位 面积供电能力、单位面积输电能力；
[0033] 所述电力发展趋势的三级指标有五个，分别为人均GDP年均增速、人均年用电量 年均增速、人均年发电量年均增速、单位GDP能耗年均增速、单位发电量碳排放年均增速。
[0034] 在上述技术方案中，所述步骤（3. 1)中对每年各省级地区的三级指标值作类型一 致化的方法为：
[0036] 其中，Xlj为某一年第i个省级地区的第j个三级指标的三级指标值；X' u为某一 年第i个省级地区的第j个三级指标经过类型一致化处理后的数据；对所述三级指标值无 量纲化处理的方法如下：
[0038] 其中，4为所述数据经过类型一致化处理后的某一年第i个省级地区的第j个三 级指标的标准三级指标值；max(Xl]'）为数据经过类型一致化处理后的某一年所有省级地 区在第j个三级指标上的最大值；min (Xl]'）为数据经过类型一致化处理后的某一年所有省 级地区在第j个三级指标上的最小值。
[0039] 在上述技术方案中，所述步骤（3. 3)中在评价主体的竞争视野中，评价主体与各 省级地区在各三级指标上的竞争强度的计算公式为：
[0041] 其中，< 为第t年第1个省级地区在第j个三级指标上的标准三级指标值，rf,^为 当第i个省级地区作为评价主体时，其竞争视野中第1个省级地区与其在第j个三级指标 上的竞争强度；所述绝对优势度的计算公式为：
[0043] 其中，为第t年当第i个省级地区作为评价主体时，其在第j个指标上的绝对 优势度；表示第i个省级地区在第j个指标上竞争强度非负的竞争对手个数；所述相对 优势度的计算公式为：
[0045] 其中，为第t年当第i个省级地区作为评价主体时，其在第j个指标上的相对 优势度；m为三级指标个数。
[0046] 在上述技术方案中，所述步骤（3.5)中第t年以第i个省级地区为评价主体时，各 三级指标位置加权向量为ω = (Co1, ω2, . . .，ωρ . . .，com)T，则第t年以第i个省级地区为 评价主体时的三级指标位置权重ω]的计算公式为：
[0048] 其中，％=1-表示评价主体在第k个评价指标上的 整体竞争优势，令α = β = 0.5, q的值可通过如下优化模型确定：
[0050] 其中，m为指标个数。
[0051] 在上述技术方案中，所述步骤（3.6)中第t年以第i个省级地区