一种节能服务项目影响性综合评估模型的建立方法及系统与流程

本发明涉及节能效果评估领域，特别是涉及到一种节能服务项目影响性综合评估模型的建立方法及系统。技术实现要素：我国节能服务行业正处于快速发展阶段，目前服务范围主要涵盖电力、建筑及交通领域。在用户侧，通过各类节能技术和服务提高能效是节能服务项目的主要形式之一。节能服务企业数量大规模增加，而节能服务项目带来的影响也与日俱增。目前，电网公司所属节能服务公司是节能服务市场的重要组成部分之一，其业务重点主要在节电方面，随着节能服务项目的增多，其对电网和整个电力系统的影响不容忽视。目前，节能服务项目大多关注单个项目的成本，节能效果和收益，而对区域内多个节能服务项目对电力系统的影响缺乏综合有效的评估。
发明内容为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种节能服务项目影响性综合评估模型的建立方法及系统，能够为节能服务项目影响性进行科学评估提供参考。本发明可以通过以下技术方案来实现：第一方面，提供了一种节能服务项目影响性综合评估模型的建立方法，所述方法包括步骤：对节能服务项目对用户侧影响、电网侧影响及发电侧影响进行分析，构建影响性指标评估体系；基于所述影响性指标评估体系，采用层次分析法建立判断矩阵；采用熵权法对所述判断矩阵中的各指标的权重值进行修正；建立节能服务项目影响性综合评估模型。进一步地，所述对节能服务项目对用户侧影响进行分析包括：将所述用户侧负荷划分为四类用电负荷：确定性用电负荷、随机性用电负荷、移峰填谷类用电负荷和可调节类用电负荷；基于能效电厂理论，分别对节能服务项目对各类用户负荷的理论容量及削峰容量的影响进行分析；以及对节能服务项目对用户侧的用电量的降低进行分析。进一步地，所述对节能服务项目对电网侧影响进行分析包括：对节能服务项目对输配电备用容量、系统调峰特性和电网调频的影响进行分析。进一步地，所述对节能服务项目对系统调峰特性的影响进行分析包括：通过对比能效电厂服务前后的系统调峰容量和系统调峰容量比来判断能效电厂对电网调峰特性的影响。进一步地，所述对节能服务项目对发电侧影响进行分析包括：对节能服务项目对装机容量影响、污染物排放影响和碳排放影响进行分析。进一步地，所述基于所述影响性指标评估体系，采用层次分析法建立判断矩阵包括：基于所述影响性指标评估体系，建立层次结构模型图；基于层次结构模型图，构造判断矩阵，其中，所述判断矩阵中的矩阵元素为在所述判断矩阵中与该矩阵元素对应的两个因素两两比较相对重要程度后得到的相对重要系数；对所述判断矩阵进行指标权重计算与一致性检验。进一步地，所述采用熵权法对所述判断矩阵中的指标权重值进行修正包括：对所述判断矩阵进行标准化处理，得到标准化判断矩阵；计算所述标准化判断矩阵中的各指标的熵值；计算所述标准化判断矩阵中的各指标的差异系数；计算所述标准化判断矩阵中的各指标的指标权重值。进一步地，所述节能服务项目影响性综合评估模型为：其中，e—影响性评估值；xj—第j个电网侧影响指标的标准化值；yj—第j个用户侧影响指标的标准化值；zj—第j个供电侧影响指标的标准化值；sxj—电网侧影响第j个指标的权重；syj—用户侧影响第j个指标的权重；szj—发电侧影响第j个指标的权重；λ—关键指标调整因子，其取值为1或0。第二方面，提供了一种节能服务项目影响性综合评估模型的建立系统，所述系统用于执行如第一方面任一所述的节能服务项目影响性综合评估模型的建立方法。经由上述的技术方案可知，本发明实施例提供的节能服务项目影响性综合评估模型的建立方法及系统，通过分析节能服务项目对电网侧影响、用户侧影响、供电侧影响，建立了节能服务项目对电网侧输配电备用容量影响、电网调峰影响、电网调频影响、用户侧负荷调节特性影响、用电量影响、发电侧装机容量影响、污染物排放影响、碳排放影响等综合评估指标体系，并综合运用层次分析法和熵权法，其中，首先运用层次分析法理论初步确定权重，然后利用客观赋权法熵权法进行指标权重修正，充分利用两种方法的优点，建立更加具有客观性和科学性的综合评估模型，为节能服务项目影响性综合评估提供参考。附图说明图1为本发明实施例提供的一种节能服务项目影响性综合评估模型的建立方法的流程图；图2为本发明实施例提供的电网调频影响分析的流程图；图3为本发明实施例提供的层次结构模型图；图4为本发明实施例提供的层次结构图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明主要针对电力节能服务产业发展迅速，节能服务项目快速增加，缺乏节能服务项目对电力系统影响性科学有效的评估的现状，提出一种节能服务项目影响性综合评估模型的建立方法，通过节能服务项目对用户侧，电网侧，供电侧的影响，综合运用层次分析法和熵权法，建立节能服务项目影响性综合评估模型，为节能服务项目评估提供参考。图1为本发明实施例提供的一种节能服务项目影响性综合评估模型的建立方法的流程图，如图1所示，的节能服务项目影响性综合评估模型的建立方法包括如下步骤：步骤101、对节能服务项目对用户侧影响、电网侧影响及发电侧影响进行分析，构建影响性指标评估体系。在本实施例中，可以通过获取用户输入的企业名称确定待评估企业，还可以是通过其他方式确定待评估企业，本发明对此不加以限定。其中，对节能服务项目对用户侧影响进行分析，该过程可以包括：将用户侧负荷划分为四类用电负荷：确定性用电负荷、随机性用电负荷、移峰填谷类用电负荷和可调节类用电负荷；基于能效电厂理论，分别对节能服务项目对各类用户负荷的理论容量及削峰容量的影响进行分析；以及对节能服务项目对用户侧的用电量的降低进行分析。本实施例中，节能服务项目的实施可能会改变用户侧负荷的种类和调节特性。基于能效电厂理论，节能服务项目的实施对不同用电负荷的影响进行分析如下：①确定性用电负荷设确定性用电负荷由n种节能技术打包而成，其中各设备的运行情况均是确定的，如企业中连续运转的用电设备或是具有规律性运转的用电设备，故其理论容量为：其中，cl为确定性用电负荷理论容量；pci为第i个节能项目改造前的设备总功率；pji为第i个节能项目改造后的设备总功率。其削峰容量为：其中，cx为确定性用电负荷削峰容量；pcimax为第i类节能技术节电改造前高峰负荷量；pjimax为第i类节能技术节电改造后的高峰负荷量。②随机性用电负荷设随机性用电负荷由n种节能技术打包而成，各节能设备的运行具有随机性，故其理论容量为：其中，cl为随机性用电负荷理论容量；pci为第i类节能技术节电改造前高峰负荷量；pji为第i类节能技术节电改造后的高峰负荷量。其削峰容量为：其中，cx为随机性用电负荷削峰容量；αi为第i类节能技术改造设备运行同时率；pci为第i类节能技术节电改造前设备的高峰负荷量；pji为第i类节能技术节电改造后设备的高峰负荷量。③移峰填谷用电负荷设移峰填谷型用电负荷由n种节能技术打包而成，此类节能技术仅通过移峰设备的安装使用将某时间段的负荷需求转移到其他时间段，并未节约电量，但是起到了节约电力的效果，故其理论容量cl为0，其削峰容量为：其中，cx为移峰填谷型用电负荷削峰容量；pci为移峰填谷设备所转移的设备总功率。④可调节类型用电负荷随着储能，尤其是电储能业务的发展，大型电储能项目可在短时间内支撑部分用电负荷，这部分负荷即为可中断设备用电负荷，其特点是通过可中断负荷降低电网高峰时段电力需求，即高峰时段可中断设备不运行，主要包括可中断负荷与需求侧响应等电力负荷管理措施，该类用电负荷最大负荷削减量即可看作是它的理论容量。故其理论容量、削峰容量削峰容量为：其中，cl、cx分别为用电负荷理论容量和削峰容量；pci为电网高峰时段实际可中断设备总功率。本实施例中，基于能效电厂理论，述对节能服务项目对用户侧的用电量进行分析如下：经多种节能技术改造后，用户侧的直接影响一般是用电量的下降和经济成本的降低，本评估方法以用电量的降低为评估依据δw＝wex-waf其中，δw为评估时间段内用户侧节省的电量，wex为采用多种节能技术之前用户侧评估时间段内耗电量，waf为采用多种节能技术之后用户侧评估时间段内耗电量。本实施例中，对节能服务项目对电网侧影响进行分析如下：(1)电网侧的年节约电量和可避免输配电备用容量电网侧的年节约电量δwt为：式中，nt为输电网损率。可避免输配电容量δpt为：式中，kt为输配电备用容量系数。(2)调峰特性对电网影响系统可调容量，即系统最大出力减去最小出力。系统调峰容量比：系统中所有运行机组的可调节容量占这些机组额定总容量比值。实施节能服务后前系统调峰容量，具体公式如下所示：p0＝max(cl(t))-min(cl(t))式中，cl(t)为发电机组出力；能效电厂建设前系统调峰容量比，具体公式如下所示：式中，cl(t)为发电机组出力，cln为发电机组额定装机容量。能效电厂建设后系统调峰容量，具体公式如下所示：p1＝max(cl(t)+c(t))-min(cl(t)+c(t))式中，cl(t)为发电机组出力，c(t)为能效电厂出力；能效电厂建设后系统调峰容量比，具体公式如下所示：式中，cl(t)为发电机组出力，c(t)为能效电厂出力，cln为发电机组额定装机容量，cn为能效电厂建设容量。通过对比能效电厂建设前后的系统调峰容量和系统调峰容量比来判断能效电厂对系统调峰特性的影响，其分析流程如图2所示，图2为本发明实施例提供的电网调频影响分析的流程图。(3)对电网调频的影响能效电厂投运后，将其功率波动注入到一个原来自身维持功率平衡的能力动态系统中，会不同程度地影响既有电网的功率平衡。从负荷侧考虑电网的频率可靠性，则需要考虑负荷的频率静态特性，当系统频率发生变化时，系统有功负荷将发生变化，假定短暂时间内发电机组输出功率不变，能效电厂的出力可以辅助调节系统的有功负荷，保持系统频率偏移不超出允许范围。故通过以上分析，能效电厂的调频计算主要计算能效电厂可调节负荷量来判断能效电厂的调频效果，能效电厂可调节负荷量公式如下：式中，pn为系统有功负荷，δf为频率变化量，fn为额定频率，kd负荷频率调节效应系数，一般取1～3。本实施例中，对节能服务项目对发电侧影响进行分析如下：(1)发电侧可避免装机容量①年发电量能效电厂的年发电量wg，实际为能效电厂的年节约电量为式中，ng为发电厂厂用电率。②装机容量能效电厂的装机容量pg,即为能效电厂的可避免装机容量，实质为由于能效电厂建设而减少的实际发电机组的装机容量需求。式中，kg为系统备用容量系数。③发电小时数按能效电厂装机容量折算的能效电厂的发电小时数tg，与常规电厂的发电机组年利用小时数有所区别。tg＝wg/pgtg的值越小说明能效电厂的调峰能力越强，而常规电厂的发电机组年利用小时数越大，则说明机组的利用率越高。④厂用电率能效电厂厂用电率即为节能改造后产生的额外耗电量除以年发电量，比如变频改造增加的变频器的耗电量，或无功补偿改造增加的无功设备的耗电量等。l＝δq/wg式中，l为能效电厂厂用电率，δq为节能改造额外购置的设备年耗电量，如没有增加额外的设备，则厂用电率为0。⑤等效发电容量将能效电厂与常规火电厂进行等效，根据能效电厂的年发电量折算的能效电厂的发电容量，表征了能效电厂的节电能力/发电能力，与装机容量有所区别。p′g≈wg/tgc式中，p′g为能效电厂等效发电容量；tgc为地区常规燃煤机组年平均利用小时数。(2)污染物排放影响①等效燃煤节约量coal＝δwt·nm式中，coal为等效燃煤节约量；nm为地区平均供电煤耗。②等效年污染物减排量根据《gb13223-2011火电厂污染物排放标准》及有关文献，确定能效电厂可避免排放污染物有co2、so2、nox、pm10，其中：式中，co、so、no、pm分别为co2、so2、nox、pm10的排放量；nco2、nso2、nnox、npm分别为co2、so2、nox、pm10的排放率；kso2、knox分别为so2、nox的脱硫脱硝效率。(3)碳排放影响等效燃煤节约量为：c＝coal·cm式中，coal为等效燃煤节约量；nm为地区平均碳排放系数。本实施例中，构建影响性指标评估体系，该过程可以包括：设立电网侧影响，用户侧影响，发电侧影响三者为影响性评估的一级指标，其中每个一级指标包含2～3个二级指标，包括输配电备用容量影响、电网调峰影响、负荷调节特性、污染物排放印象等指标，最终组成8个二级指标。本发明实施例中，通过对节能服务项目对用户侧影响、电网侧影响及发电侧影响进行分析，构建影响性指标评估体系，以便后续可以通过不同影响性指标更全面对节能服务项目的影响性进行评估。步骤102、基于影响性指标评估体系，采用层次分析法建立判断矩阵。由于层次分析法((analytichierarchyprocess，简称ahp)需要把待研究的多目标问题当做一个系统研究，首先需要将决策系统层次化，然后根据各层关因素的重要程度建立判断矩阵，最后通过一套定量计算方法得到各指标权重，为最终决策提供依据。在本实施例中，基于影响性指标评估体系，采用层次分析法建立判断矩阵，该过程可以包括：基于影响性指标评估体系，采用层次分析法建立判断矩阵包括：基于影响性指标评估体系，建立层次结构模型图；基于层次结构模型图，构造判断矩阵，其中，判断矩阵中的矩阵元素为在判断矩阵中与该矩阵元素对应的两个因素两两比较相对重要程度后得到的相对重要系数；对判断矩阵进行指标权重计算与一致性检验。具体来说，步骤102的过程可以包括：①构造层次结构模型。正确认识和理解待研究问题，按照合理的逻辑关系将问题层次化。层次结构模型通常分为目标层、准则层和方案层。目标层是该模型的最高层，构造层次结构模型是指层次分析的初始目标；准则层是层次结构模型的中间层，表示实现初始目标的约束条件；方案层是该模型的最底层，指目标实现的方案和措施。将各层连接起来便形成了具有从属关系的层次结构模型图，层次结构模型图如图3所示。②构造判断矩阵。设a层因素中ak与b1，b2，…，bn有关系，即可构造判断矩阵ak-b，如下表1所示：表1判断矩阵akb1b2…bnb1b11b12…b1nb2b21b22…b2n……………bnbn1bn2…bnn该判断矩阵具有如下性质：bii＝1；bij＝1/bji；bij≥0(i，j＝1,2，…，n)。判断矩阵中的矩阵元素为在判断矩阵中与该矩阵元素对应的两个因素两两比较相对重要程度后得到的相对重要系数。③指标权重计算与一致性检验。根据判断矩阵，可以求出该判断矩阵的最大特征根λmax对应的特征向量ω，其计算式为：pω＝λmaxω其中，p—判断矩阵；ω—对应于λmax的特征向量；λmax—p的最大特征根。求得的特征向量经归一化处理后，即为评估指标的重要性排序，也即各指标的权重分配。为了检验所得到的权重分配是否合理，要进行一致性检验，公式为：其中，ci—判断矩阵的一致性指标；ri—判断矩阵的随机一致性指标。当cr<0.1时认为不一致程度在允许的范围内，否则就没有满意一致性，需要调整判断矩阵使之符合一致性要求。步骤103、采用熵权法对判断矩阵中的各指标的权重值进行修正。本实施例中，采用层次分析法得到各指标值后，再用熵权法对所得数据进行修正。具体的，步骤103的过程可以包括：对判断矩阵进行标准化处理，得到标准化判断矩阵；计算标准化判断矩阵中的各指标的熵值；计算标准化判断矩阵中的各指标的差异系数；计算标准化判断矩阵中的各指标的指标权重值。更具体地，步骤103的过程可以包括如下：①数据处理。设层次分析法构造的判断矩阵为pij'，对其标准化处理后得到矩阵pij。正向指标标准化：逆向指标标准化：②计算第j个指标的熵值ej。其中，③计算第j个指标的差异系数gj。其中，④计算第j个指标的权重ωj。⑤计算修正后的最终权重sj。步骤104、建立节能服务项目影响性综合评估模型。本实施例中，节能服务项目影响性综合评估模型为：其中，e—影响性评估值；xj—第j个电网侧影响指标的标准化值；yj—第j个用户侧影响指标的标准化值；zj—第j个供电侧影响指标的标准化值；sxj—电网侧影响第j个指标的权重；syj—用户侧影响第j个指标的权重；szj—发电侧影响第j个指标的权重；λ—关键指标调整因子，其取值为1或0。本发明实施例提供的节能服务项目影响性综合评估模型的建立方法，通过分析节能服务项目对电网侧影响、用户侧影响、供电侧影响，建立了节能服务项目对电网侧输配电备用容量影响、电网调峰影响、电网调频影响、用户侧负荷调节特性影响、用电量影响、发电侧装机容量影响、污染物排放影响、碳排放影响等综合评估指标体系，并综合运用层次分析法和熵权法，其中，首先运用层次分析法理论初步确定权重，然后利用客观赋权法熵权法进行指标权重修正，充分利用两种方法的优点，建立更加具有客观性和科学性的综合评估模型，为节能服务项目影响性综合评估提供参考。下面以某电网节能服务公司的节能项目为例，对本发明实施例的技术方案作进一步说明。根据前述节能服务项目对用户侧、电网侧，供电侧的影响性分析，设立电网侧影响，用户侧影响，发电侧影响三者为影响性评估的一级指标，其中每个一级指标包含2～3个二级指标，包括输配电备用容量影响、电网调峰影响、负荷调节特性、污染物排放印象等指标，最终组成8个二级指标。构建的影响性评估指标体系可以见下表2：表2影响性评估指标体系(1)ahp(层次分析法)初步确定权重根据构建的影响性评估指标体系，建立的层次结构图如图4所示。(2)构造判断矩阵通过项目调研和数据统计，能效电厂影响综合评估指标体系的两两判断矩阵，见下表3～表6。表3a-b层判断矩阵ab1b2b3b1123.5b21/212b32/71/21表4b1-c层判断矩阵b1-cc11c12c13c11135c121/312c131/51/21表5b2-c层判断矩阵b2-cc21c22c2112c221/21表6b3-c层判断矩阵b3-cc31c32c33c31135c321/314c331/51/41(3)ahp权重计算分别计算一级指标和二级指标权重，最终得出每个指标的ahp综合权重，如表7所示。表7anp权重计算(4)一致性检验计算随机一致性比率cr值，见表8。表8判断矩阵cr值判断矩阵a-bb1-cb3-ccr值0.00190.00360.0825从表8可以得到cr均小于0.1，即判断矩阵通过一致性检验。为了弥补运用层次分析法确定综合效益评估指标的主观性，采用熵权法这种客观赋权法来修正由ahp法得到的权重，削弱主观随意性对ahp赋权结果的干扰，以便更准确地获得各指标权重。现以a-b层指标的权重为例，说明熵权法修正的详细过程。(1)ahp判断矩阵的标准化处理。因a-b层指标都是正向指标，即越大越好的指标，故对ahp判断矩阵进行标准化，使得新矩阵各元素取值都为[0,1]，处理后的矩阵如表9。表9a-b层标准化矩阵ab1b2b3b11.0000001.0000001.000000b20.3000000.3333330.400000b30.0000000.0000000.000000(2)将相关参数带入计算指标b1，b2，b3的熵值e1，e2，e3。(3)将相关参数代入公式计算指标b1，b2，b3的差异系数g1，g2，g3。ee＝e1+e2+e3＝0.4917+0.5119+0.5446+1.5482(4)计算指标b1，b2，b3的权重ω1＝0.3501，ω2＝0.3362，ω3＝0.3137。得到修正后的b1，b2，b3的指标权重s1，s2，s3。同理，运用ahp-熵权法对b1-c、b2-c和b3-c层指标进行修正，可以得到各层指标的最终权重值，最终结果如表10所示。表10ahp-熵权法综合确定最终权重最终修正的结果表明，ahp-熵值法弱化了主观随意性和样本不足导致的赋权偏差，在保证重要指标较大权重的前提下适当调整，能够确保节能服务项目对电力系统影响性科学有效的评估。根据上述的8项指标及其综合权重，结合各指标具体要求，选择电网侧影响性为关键指标，其余的均为非关键指标，建立最终的节能服务项目影响性综合评估模型为：其中，e—影响性评估值；xj—第j个电网侧影响指标的标准化值；yj—第j个用户侧影响指标的标准化值；zj—第j个供电侧影响指标的标准化值；sxj—电网侧影响第j个指标的权重；syj—用户侧影响第j个指标的权重；szj—发电侧影响第j个指标的权重；λ—关键指标调整因子，其取值为1或0。综合评估模型的e值越大，表明节能服务项目的影响性越大，反之表明节能服务项目的影响性越小。此外，本发明实施例还提供了一种节能服务项目影响性综合评估模型的建立系统，所述系统用于执行如上述实施例所述的节能服务项目影响性综合评估模型的建立方法。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12