综合能源服务项目的经济性评价方法及系统与流程

本公开涉及一种综合能源服务项目的经济性评价方法及系统。

背景技术：

能源是人类社会发展的重要基础，然而进入二十一世纪以来，科技的飞速进步和经济的迅速发展，使地球资源消耗急剧增加，能源问题日渐突出。随着化石能源储量下降，气候环境问题凸显，全世界进入了能源变革的关键性时期。面对能源需求压力巨大、能源供给制约较多、能源生产和消费对生态环境损害严重、能源技术水平总体落后等挑战，全球正逐步进行综合能源工程的推广建设。综合能源是由传统能源供应商依托传统能源供应的基础设施优势向以冷、热、电、气等多联供方向发展，实现多种能源相互转化、分配、存储和消费，实现供能与用能多元化的新能源体系。综合能源服务涵盖多个环节，是能源行业的技术性革命，建设投资大、周期长、社会影响面广，需要进行科学论证，全面论证其经济效益、社会效益和环境效益，分析其投资价值、可行性和必要性，以实现科学决策。因此，能对综合能源系统的经济性进行评价的方法和系统将有助于对综合能源项目的科学论证。

技术实现要素：

本公开提供一种综合能源服务项目的经济性评价方法及系统，首先构建了一套核心经济性评价指标体系，解决了现有评价指标体系繁杂、难获取等缺点，并将网络分析法-反熵权方法应用于经济性评价系统的权重确定，保证了所确定权重的可靠性，实现了综合能源服务有效的经济性评价。

本公开的至少一个实施例提供一种综合能源服务项目的经济性评价方法，包括：

构建综合能源服务项目的经济评价指标体系，所述经济评价指标体系包括综合能源服务项目包括运营成本、运营收益、财务指标3个一级指标，每个所述一级指标具有一个或多个二级指标；

建立所述二级指标的打分标准，并根据所述打分标准对所述二级指标进行打分；

根据所述二级指标的得分，利用网络分析法和反熵权法，分别得到各项指标的主观权重和客观权重，依据权重平均的准则得到各项指标的组合权重值；

根据所述二级指标的得分及对应的组合权重值，将对应项相乘并求和，得到综合能源服务项目的经济性评分值。

在一些示例中，所述运营成本的二级指标包括土地租用费用、年利息成本、设备运维成本、网络综合损耗、年故障服务成本、充电损失率、软件运维成本、通信运维成本、人员固定成本中的一个或多个，所述运行收益的二级指标包括售卖能源收益、信息服务收益、金融服务收益、辅助服务收益中的一个或多个，所述财务指标的二级指标包括净现值率、内部收益率、投资回收期中的一个或多个。

在一些示例中，各项指标的主观权重和客观权重构建方法为：构建所述一级指标的影响矩阵，利用网络分析法得到所述一级指标的所述主观权重；构建所述二级指标的影响矩阵，利用网络分析法得到所述二级指标的主观权重；对所述二级指标的所述得分进行归一化处理，归一化至区间(0,1)，进而利用反熵权法确定各指标的所述客观权重。

本公开的至少一个实施例提供一种综合能源服务项目的经济性评价系统，包括：

经济评价指标体系模块，用于构建综合能源服务项目的经济评价指标体系，所述经济评价指标体系包括综合能源服务项目包括运营成本、运营收益、财务指标3个一级指标，每个所述一级指标具有一个或多个二级指标；

打分标准模块，用于建立所述二级指标的打分标准；

打分模块，用于根据所述打分标准对所述二级指标进行打分；

权重计算模块，用于根据所述二级指标的得分，利用网络分析法和反熵权法，分别得到各项指标的主观权重和客观权重，依据权重平均的准则得到各项指标的组合权重值；

经济性计算模块，用于根据所述二级指标的得分及对应的组合权重值，将对应项相乘并求和，得到综合能源服务项目的经济性评分值。

本公开的至少一个实施例提供一种综合能源服务项目的经济性评价系统，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述方法的全部或部分步骤。

本公开的至少一个实施例提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述方法的全部或部分步骤。

本公开的综合能源服务项目的经济性评价方法及系统具有如下优点和有益效果：(1)选用网络分析法与反熵权法分别确定主观权重和客观权重，比以往依靠专家打分法得到的权重更具有参考价值和普适性，可以更好地应用于工程实际。(2)考虑综合能源系统内部能量耦合所得到的核心经济性评价指标，计算简单，能较好的反映综合能源系统的经济性，切实可行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是一种综合能源服务项目的经济性评价方法实现流程图。

具体实施方式

图1所示为一种综合能源服务项目的经济性评价方法实现流程图，具体步骤如下：

步骤1，以所考虑的综合能源服务项目为场景，根据综合能源系统的组成部分和运行特点，确定项目的主要成本与收益来源。所考虑的综合能源场景一般包含冷、热、电、气等多种能源，涉及多能互补场景、渔光互补光伏发电场景、新能源大数据场景、电动汽车充放电运营场景、风电供暖场景等。其中主要成本一般包括投资购置成本、运行维护成本和每年的外购能源成本，收益来源一般包括能源售出收益，也包含信息数据收益和投资延缓收益。

步骤2，评价指标选取。

从能量流、信息流、现金流的视角出发，重点考虑指标选取原则中的简单性原则和重要性原则，并考虑综合能源系统内部的多元能源耦合关系，构建完整的核心经济性评价指标体系，进而展开综合能源服务的经济性评价。

在明晰综合能源经济内涵的基础上，建立一个多维度的、科学的衡量其各方面水平的标准，构建一套核心的经济性评价指标体系，其一级包括：运营成本、运营收益、财务指标，指标体系具体如表1所示。

表1经济性评价指标体系

步骤3，依据行业标准、行业情况、市场规律制定经济评价一级指标下的二级指标的打分标准，具体如下：

成本类指标：收支数据获取的成本类数据值越低，代表其经济效益越好，其对应的经济性指标分值越高，此类指标主要依据实际运营成本与行业参考成本进行对比，本公开主要参照了《国电电力光伏电站经济性评估标准说明》、《关于网络服务类项目取费标准的简要分析》，打分标准为：本公开所采用的打分方法主要基于五档打分法，将经济性指标的得分结果分为优秀值、良好值、平均值、较低值、较差值，其中对于参考成本，其所处的经济性水平区间为良好值与优秀值之间，故对应的参考成本分数为80分，且后续所使用的基准分数也为80分。每一项成本类指标的运营参考成本如下所示：

表2经济性指标打分依据

收益类指标：收益类指标其对应的收支数据值越高，代表服务项目的经济效益越好，其对应的经济性指标分值越高，此类指标主要依据实际运营收益与理论最大收益进行对比，主要参照了国家气象局风能、太阳能资源评估中心发布的《中国太阳能资源分布》等文件，打分标准为：

理论最大收益＝年平均日照时间*系统安装容量*综合效率*售电单价。

财务指标：财务指标净资产收益率、内部收益率、投资回收期参照所属行业标准，具体参照《电力行业中型企业绩效标准评价值2018》，依据每一项指标所属等级区间及其对应分值进行打分量化。

表3行业财务数据参考值

在一种可能的实施方式中，假设a地的综合能源系统配套包括天然气能源站、光伏建筑一体化、地面光伏及储能电站、光储一体化公交车充电站、污水源热泵等工程。系统内采用冷热源相结合的方式，在夜间用电低估时蓄冰制冷，白天用电高峰时融冰释冷。系统可再生能源供电自给率不低于50％，银行贷款年利率为4.90％，项目还款年限为10年，电网电价为0.67元/(kw·h)，网损率为5％。

假设根据上述打分标准得到的a地综合能源系统各个二级指标得分如下，具体如表4所示。

表4综合能源服务系统二级指标得分

步骤4，权重确定。

本公开中所涉及到的经济性评价方法分别采用网络分析法和反熵权法计算主观权重与客观权重，其具体原理及数学描述如下文所述。

1)网络分析法

网络分析法(analyticnetworkprocess，anp)是一种在层次分析法(analytichierarchyprocess，ahp)基础之上延伸发展得到的系统决策方法，该方法考虑了层次结构内各元素相互影响和反馈的特点，能够一定程度上体现综合能源系统内各组成部分的相互影响关系，其分为控制因素层和网络层2部分元素，可以分别对应综合能源服务经济性指标体系中的一级指标与二级指标。此外，网络分析法用于确定主观权重，它不需要原始数据，只需要确定指标之间的相互影响关系。

设anp的网络层中有元素a1,a2,......,an，每一个元素对应指标体系中一级指标或二级指标中的某个指标，元素ai对于aj的直接影响程度为eij。依次以ai为次准则，将其余元素对该准则元素的直接影响程度进行两两比较，获得相应的判断矩阵，再利用特征根法得出ai次准则下的权重向量见式(1-1)。

将所有子准则下的权重向量合并到权重矩阵中，并在权重矩阵的对角线上填入0，即可得直接影响矩阵wd，如公式(1-2)所示。

然后，得到各等级指标之间的平均综合影响矩阵w，

利用上述方法，还可以得到加权矩阵a,然后再计算系统加权超矩阵

对上述矩阵进行2k+1次演化(k→+∞)，最终形成一个相对稳定的矩阵，且其各行的非零值均相同，由此得到各评价指标的主观权重向量：

2)反熵权法

反熵权法可以客观地反映指标之间的联系，其基本思路是根据指标变异性的大小来确定客观权重，某个指标的计算得到信息熵越大，表明指标值变异的程度应该越小，因而其提供的信息量也相对更少，在综合评价中所起到的作用也越小，其所分配的权重也应越小，反之亦然。

熵权法通过熵值反映各指标所包含的信息量，熵值越小则指标信息量越大，其权重亦越大，其中熵的定义为：

其中pj(j＝1,2,3…m)表示每一种情况发生的概率，m为评价对象的总个数；本公开选用反熵权法确定客观权重，其反熵定义见式(1-7)

设待评价元素有m个评价对象，对应本公开的综合能源服务每一年的运营情况；n个评价指标，对应本公开经济性评价指标体系中的二级指标个数；指标值分别为xij(i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,m)；熵权法首先需对指标进行标准化处理

其中，xi,min指标值的最小值，xi,max指标值的最大值；则有评价矩阵为y＝(yij)m×n,根据评价矩阵y，确定各指标的反熵，见式(1-9)。

其中根据反熵值进一步确定每一个指标的客观权重：

3)主观权重与客观权重综合

根据网络分析法方法，得到指标体系的主观权重为ωs＝{ωsi|1≤i≤n}；根据反熵权法，得到指标体系的客观权重为ωo＝{ωoi|1≤i≤n}。利用已确定的主观权重、客观权重，采用主观权重与客观权重平均的准则，可以确定最终的组合权重ωi，见式(1-11)。

步骤4.1，本算例以运营成本中的二级指标为例，利用网络分析法对其主观权重进行求解。首先聘请专家确定指标间的影响关系，采用1～5标度，得到二级指标之间的影响关系，如表5所示。

表5二级指标影响矩阵

结合(1-1)～(1-5)式，可以计算得到以各宏观需求指标为准的归一化特征向量，并将其合并为权重矩阵，即可得到直接影响矩阵。对直接影响矩阵求极限，得到最终的权重矩阵，从而得到各指标的主观权重ws＝[0.13280.11730.11170.10970.10830.10660.10660.2039]。

依据式(1-6)-(1-10)进行计算，可以得到由反熵权法计算而来的指标客观权重向量wo＝[0.15480.12480.05010.05010.15480.13450.15060.1803]。

根据式(1-11)可以得到各指数的最终权重值，最终权重结果如表6所示。

表6综合能源场景指标权重值

步骤5，确定经济性评价值。

根据项目各项指标的打分结果，及其对应的权重，将对应项相乘并求和，可以得到项目的经济性评分值为74.4分，具体如7所示。

表7指标权重及分值

在示例性实施例中，还提供一种综合能源服务项目的经济性评价系统，包括：经济评价指标体系模块，用于按上文所述方法构建综合能源服务项目的经济评价指标体系，所述经济评价指标体系包括综合能源服务项目的运营成本、运营收益、财务指标3个一级指标，每个所述一级指标具有一个或多个二级指标；打分标准模块，用于按上文所述方法建立所述二级指标的打分标准；打分模块，用于根据所述打分标准对所述二级指标进行打分；权重计算模块，用于根据所述二级指标的得分，利用网络分析法和反熵权法，分别得到各项指标的主观权重和客观权重，依据矩阵论的基本理论求出主客观权重相对重要程度，进而得到最终权重值；经济性计算模块，用于根据所述二级指标的得分及对应的权重，将对应项相乘并求和，得到综合能源服务项目的经济性评分值。其中所述权重计算模块和所述经济性计算模块的具体实现方法参见上文步骤4权重确定部分。

在示例性实施例中，还提供一种综合能源服务项目的经济性评价系统，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述方法的全部或部分步骤。

在示例性实施例中，还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述方法的全部或部分步骤。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是rom、ram、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。