CN102509240A - 一种基于多指标多层次的电网投资效益评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多指标多层次的电网投资效益评估方法，其技术特点是：构建包括主网架、配网分单位、分专业、分电压等级投资效益评价指标的电网投资效益评估体系；对电网投资效益评估体系中的指标进行约简化处理；对电网投资效益评估体系中的指标进行归一化处理；对电网投资效益评估体系中的指标进行指标权重计算；利用线性综合评分方法评估各考核对象的投资效益。本发明从主网架、配网分单位、分专业、分电压等级四个层面构建了电网投资效益评估体系，提高了投资评价的准确性，有利于比较并发现电网投资中存在的问题，既可用于电网投资效益的后评价，也可为下一年度电网建设投资方向提供重要的决策依据。

Description

一种基于多指标多层次的电网投资效益评估方法

技术领域

本发明涉及一种电网企业投资效益评估办法，尤其是一种基于多指标多层次的电网投资效益优化评估方法。

背景技术

大规模电网投资加速了电网硬件和软件的技术革新，保证了电力工业的稳定、持续的发展，也为电网公司不断开拓新的业务增长点，从整体上促进了电网企业经济效益的增长。明确电网投资效益的基本情况，了解不同区域、不同方面的电网投资效益对比，对电网公司绩效考核以及下一阶段的投资决策有着重要意义。

电网投资不仅是硬件基础设施的扩建和更新，也包括管理策略、控制模式以及社会发展的创新，因而在对其投资效益进行评估时，需从多方面全方位的考虑电网投资效益。目前，现有网投资效益优化评估方法主要针对电网投资中的项目效益进行评估，没有考虑电网投资所带来的其他方面的效益或考虑不全面、数据量化带有较强的主观性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多指标多层次的电网投资效益评估方法，该方法分别针对主网投资、配网分单位投资、分专业投资、分电压等级投资四个层面进行评估，并且在配网分单位电网投资效益中考虑了项目效益、管理效益和社会效益，最后通过构建的评价模型分别对四个层面的电网投资效益进行评价，从而获得更为准确的电网投资效益考核。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于多指标多层次的电网投资效益评估方法，包括以下步骤：

步骤1：构建包括主网架投资效益评价指标、配网分单位投资效益评价指标、分专业投资效益评价指标、分电压等级投资效益评价指标的电网投资效益评估体系；

步骤2：对电网投资效益评估体系中的指标进行约简化处理；

步骤3：对电网投资效益评估体系中的指标进行归一化处理；

步骤4：对电网投资效益评估体系中的指标进行指标权重计算；

步骤5：利用线性综合评分方法评估各考核对象的投资效益。

而且，所述步骤2的约简化处理是利用相关性分析进行的，其约简化公式为：

$r=\frac{\mathrm{\Σ}(x_i-\stackrel{\‾}{X})(y_i-\stackrel{\‾}{Y})}{\sqrt{\mathrm{\Σ}{(x_i-\stackrel{\‾}{X})}^2{(y_i-\stackrel{\‾}{Y})}^2}}$

上式中，r为相关系数，x，y分别为两个指标数值，X、Y分别是两个指标数值的平均值；

当相关系数大于等于0.5时，剔除相关性较强的一项指标。

而且，所述步骤3的归一化处理是选取极值处理方法和模糊数学方法分别对极值型指标和中间型指标进行处理，包括：

针对极大型指标采用极大值法，采用如下公式：

$a_{\mathrm{ij}}=\frac{x_{\mathrm{ij}}-m_j}{M_j-m_j}$

针对极小型指标采用极小值法，采用如下公式：

$a_{\mathrm{ij}}=\frac{M_j-x_{\mathrm{ij}}}{M_j-m_j}$

式中，x_ij为指标数值，

a_ij为归一化后的指标值，进行变化后，指标的极大值为1，极小值为0；

针对中间型指标采用隶属函数法，采用如下公式：

$\underset{\&OverBar;}{A}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& x<a\\ (x-a)/(b-a)& a\&le;x\&le;b\\ 1& b\&le;x\&le;c\\ (d-x)/(d-c)& c\&le;x\&le;d\\ 0& d\&le;x\end{array}\right.$

上式中，a、d分别为函数的下限和上限，b、c为适度区间[b，c]的两端值。

而且，所述步骤4的指标权重计算方法是：首先采用德尔菲法、变异系数法和熵权法三种方法进行指标权重计算，然后根据上述三种指标权重计算组合权重。

而且，所述的德尔菲法权重计算方法为：

(1)选择一定数量的专家，根据待定权重的m个指标、有关资料以及确定的权重规则，由专家独立给出待定权重的m个指标的权重值；

(2)对于每个评价指标体系，每位专家根据不同指标的重要性将分值分配到每个指标中去，通过下式计算每项指标的权重：

$w_j=\frac{1}{k}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{E_{\mathrm{ij}}}{100}$

上式中，k为专家人数，m为指标个数，E_ij为专家i对指标j的打分值，w_j为指标j的权重。

(3)将计算的结果及补充资料返还给各位专家，由专家在新的基础上重新确定权重；

(4)重复步骤(2)和(3)，直至各指标权重与其均值的离差不超过预先给定的标准为止，以此时各指标权重的均值作为该指标的权重。

而且，所述的熵权法权重计算方法为：

第j项指标的权重w_j为：

$w_j=(1-h_j)/\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}(1-h_j)$

其中，第j项指标的熵值为：

$h_j=-\frac{1}{\ln m}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{\mathrm{ij}}\ln p_{\mathrm{ij}}$

$p_{\mathrm{ij}}=(1+a_{\mathrm{ij}})/\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}(1+a_{\mathrm{ij}})$

式中，w_j为指标j的权重，m为投资效益评价指标，n为单位电网评价对象，x_ij为第i个对象的第j个指标的数值。

而且，所述的变异系数法权重计算过程为：

采用下式计算各指标的变异系数，

$V_j=\frac{S_j}{{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_j}$

式中，V_j为变异系数，S_j表示第j个指标的标准差，

为指标j的均值。

对各指标的变异系数进行归一化处理，得到各指标的权重，

$w_j=V_j/\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{V}_j$

而且，所述的组合权重计算方法为：

${\mathrm{\&theta;}}_j=\underset{k=1}{\overset{q}{\mathrm{\&Pi;}}}{w}_j\left(k\right)/\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{k=1}{\overset{q}{\mathrm{\&Pi;}}}{w}_j\left(k\right),j=\mathrm{1,2},\mathrm{Km},k=\mathrm{1,2},\mathrm{Kq}$

其中，q种方法求得的权重w，θ_j为指标的组合权重。

而且，所述步骤5利用线性综合评分方法是利用线性模型汇总各指标归一化指标值，采用如下公式计算得到综合评分：

$y=100\mathrm{\&delta;}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_j{a}_j,\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_j=\mathrm{1,0}\&le;w_j\&le;1,j=\mathrm{1,2},\mathrm{L\; m}$

其中，y为***的综合评分值，δ为农网相比于城网的调整系数，a_j为归一化指标值，w_j为权重系数。

本发明的优点和积极效果是：

1、本评估方法综合考虑了电网项目效益、管理效益和社会效益三个方面的因素，从主网架、配网分单位、分专业、分电压等级四个层面构建了电网投资效益评估体系，选取了可准确量化的、具有代表性的评价指标，同时建立了效益评价模型、评价标准和评价指标权重，将效益评价理论与实际电网投资工作相结合，提高了投资评价的准确性，有利于比较并发现电网投资中存在的问题，既可用于电网投资效益的后评价，也可为下一年度电网建设投资方向提供重要的决策依据。

2、本评估方法通过构建了电网投资效益评估体系、指标约简、指标归一、指标权重计算、综合评分步骤来得到投资效益的综合评分，其评估过程客观、结果准确公正。

3、本评估方法将电网投资效益评价理论与实际电网投资工作结合起来，全面分析和细化考核指标，定量反映电网投资效益，可为电网公司提供准确的考核数据，使其了解电网投资效益水平，明确现有电网投资中不合理之处，指导未来电网投资项目的优化组合和电网投资效益考核原则的制定，进而提高电网投资经济效益和企业管理效益，促进电网发展方式和企业发展方式的转变。

附图说明

图1是本发明的处理流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

一种基于多指标多层次的电网投资效益评估方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：构建电网投资效益评估体系

在构建电网投资效益评估体系过程中，根据电网项目效益、管理效益和社会效益三个方面的因素，建立包括主网架投资效益评价指标、配网分单位投资效益评价指标、分专业投资效益评价指标、分电压等级投资效益评价指标的电网投资效益评估体系。这四个层面的电网投资效益评价指标的具体内容如表1～表4所示：

表1 主网架投资效益评价指标

序号	指标
		1	容载比
2	主变利用率
		3	架空线路可用系数
4	N-1通过率
		5	单位变电容量供电量
6	新增单位变电容量增供电量
		7	单位线路供电量
8	新增单位线路增供电量

表2 配网分单位投资效益评价指标

表3 分专业投资效益评价指标

表4 分电压等级投资效益评价指标

序号	指标名称	指标属性
			1	单位变电容量供电量	正指标
2	新增单位变电容量增供电量	正指标
			3	配网降损电量	正指标
4	供电可靠率	正指标
			5	N-1通过率	正指标
6	容载比	适度指标
			7	主变利用率	正指标
8	线路利用率	正指标

步骤2：对电网投资效益评估体系中的指标进行约简化处理

由于评估体系中的指标之间存在一定的相关性，如果直接将采集的指标数据用于计算，部分收益将因重复而放大，不能准确反映投资效益，因此，需要对评估体系中的指标进行约简。指标约简的目的，就是通过约简，剔除相关性较强的指标，使剩余指标弱相关、评价结果更合理。例如，通过计算发现，配网分单位中架空线路可用系数与线路N-1合格率低度相关，与新增单位变电容量增供电量显著相关，所以剔除该指标。

指标约简处理是利用相关性分析进行指标约简，剔除相关性较强的指标。其约简公式如下所示：

$r=\frac{\mathrm{\&Sigma;}(x_i-\stackrel{\&OverBar;}{X})(y_i-\stackrel{\&OverBar;}{Y})}{\sqrt{\mathrm{\&Sigma;}{(x_i-\stackrel{\&OverBar;}{X})}^2{(y_i-\stackrel{\&OverBar;}{Y})}^2}}---\left(1\right)$

上式中：x，y分别为两个指标数值，X、Y分别是两个指标数值的平均值，r为相关系数。

相关性判断标准为0＜r＜0.5。其中，r＝0，表示完全不相关；0＜r＜0.3，表示基本不相关；0.3＜r＜0.5，表示低度相关；0.5＜r＜0.8，表示显著相关；0.8＜r＜1，高度相关；r＝1，表示完全相关。

步骤3：对电网投资效益评估体系中的指标进行归一化处理

在评估体系中，有些指标是比值型指标，如容载比，有些为绝对量指标，如万元固定资产供电量；由于不同指标因属性差异，数据范围差距很大，因此需要对指标进行归一化处理。

指标数据归一化处理，采用选取极值处理方法和模糊数学方法分别对极值型指标和中间型指标进行处理。通过公式(2)～(4)将原始数据进行归一化处理。

针对极大型指标采用极大值法：

$a_{\mathrm{ij}}=\frac{x_{\mathrm{ij}}-m_j}{M_j-m_j}---\left(2\right)$

针对极小型指标采用极小值法：

$a_{\mathrm{ij}}=\frac{M_j-x_{\mathrm{ij}}}{M_j-m_j}---\left(3\right)$

公式(2)和(3)中，

变换之后，指标的极大值为1，极小值为0。

针对中间型指标采用隶属函数法：

$\underset{\&OverBar;}{A}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& x<a\\ (x-a)/(b-a)& a\&le;x\&le;b\\ 1& b\&le;x\&le;c\\ (d-x)/(d-c)& c\&le;x\&le;d\\ 0& d\&le;x\end{array}\right.---\left(4\right)$

公式(4)中，a、d分别为函数的下限和上限，b、c为适度区间[b，c]的两端值。

步骤4：对电网投资效益评估体系中的指标进行指标权重计算

指标权重计算采用德尔菲法、变异系数法和熵权法三种方法进行指标权重计算，并综合三种方法计算组合权重，得到相应的组合权重值。包括以下步骤：

1、德尔菲法权重计算

(1)选择一定数量的专家，根据待定权重的m个指标、有关资料以及确定的权重规则，由专家独立给出待定权重的m个指标的权重值。

(2)对于每个评价指标体系，每位专家根据不同指标的重要性将分值分配到每个指标中去。通过公式(5)计算每项指标的权重：

$w_j=\frac{1}{k}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{E_{\mathrm{ij}}}{100}---\left(5\right)$

上式中，k为专家人数，m为指标个数，E_ij为专家i对指标j的打分值，w_j为指标j的权重。

(3)将计算的结果及补充资料返还给各位专家，由专家在新的基础上重新确定权重。

(4)重复步骤(2)和(3)，直至各指标权重与其均值的离差不超过预先给定的标准为止，也就是各专家的意见基本趋于一致，以此时各指标权重的均值作为该指标的权重。

2、熵权法权重计算

熵权法中某项指标的差异越大，熵值越小，该指标包含和传输的信息越多，相应权重越大。其中，m为投资效益评价指标，n为单位电网评价对象，x_ij为第i个对象的第j个指标的数值。

第j项指标的熵值为：

$h_j=-\frac{1}{\ln m}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{\mathrm{ij}}\ln p_{\mathrm{ij}}---\left(6\right)$

$p_{\mathrm{ij}}=(1+a_{\mathrm{ij}})/\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}(1+a_{\mathrm{ij}})---\left(7\right)$

第j项指标的熵权(权重)wj为：

$w_j=(1-h_j)/\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}(1-h_j)---\left(8\right)$

3、变异系数法权重计算

变异系数基本原理是变异程度越大的指标对评价的影响就越大，权重大小体现了指标分辨能力的大小。其计算过程如下：

计算各指标的变异系数，

$V_j=\frac{S_j}{{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_j}---\left(9\right)$

对各指标的变异系数进行归一化处理，得到各指标的权重，

$w_j=V_j/\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{V}_j---\left(10\right)$

4、组合权重计算

${\mathrm{\&theta;}}_j=\underset{k=1}{\overset{q}{\mathrm{\&Pi;}}}{w}_j\left(k\right)/\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{k=1}{\overset{q}{\mathrm{\&Pi;}}}{w}_j\left(k\right),j=\mathrm{1,2},\mathrm{K\; m},k=\mathrm{1,2},\mathrm{K\; q}---\left(11\right)$

其中，q种方法求得的权重w，θ_j为指标的组合权重。

步骤5：利用线性综合评分方法评估各考核对象的投资效益。

利用线性综合评分方法的直观、易操作、符合实际考核工作的特点，对组合权重与归一化后的指标值相乘并求和，则可得到综合评分。

$y=100\mathrm{\&delta;}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_j{a}_j,\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_j=\mathrm{1,0}\&le;w_j\&le;1,j=\mathrm{1,2},\mathrm{L\; m}---\left(12\right)$

其中，y为***的综合评分值，δ为农网相比于城网的调整系数，a_j为归一化指标值，w_j为指标权重。

评价准则为：综合评分值高的，投资效益好；综合评分值低的，投资效益有待加强。

通过上述步骤，即可将电网投资效益评价转换为对主网架、配电网分单位、分专业和分电压等级的评价，同时建立起对应的电网投资效益评价指标体系和评价指标权重，用于电网投资效益评价。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种基于多指标多层次的电网投资效益评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：构建包括主网架投资效益评价指标、配网分单位投资效益评价指标、分专业投资效益评价指标、分电压等级投资效益评价指标的电网投资效益评估体系；

步骤2：对电网投资效益评估体系中的指标进行约简化处理；

步骤3：对电网投资效益评估体系中的指标进行归一化处理；

步骤4：对电网投资效益评估体系中的指标进行指标权重计算；

步骤5：利用线性综合评分方法评估各考核对象的投资效益。

2.根据权利要求1所述的一种考虑多指标多层次的电网投资效益评估方法，其特征在于：所述步骤2的约简化处理是利用相关性分析进行的，其约简化公式为：

$r=\frac{\mathrm{\&Sigma;}(x_i-\stackrel{\&OverBar;}{X})(y_i-\stackrel{\&OverBar;}{Y})}{\sqrt{\mathrm{\&Sigma;}{(x_i-\stackrel{\&OverBar;}{X})}^2{(y_i-\stackrel{\&OverBar;}{Y})}^2}}$

上式中，r为相关系数，x，y分别为两个指标数值，X、Y分别是两个指标数值的平均值；

当相关系数大于等于0.5时，剔除相关性较强的一项指标。

3.根据权利要求1所述的一种基于多指标多层次的电网投资效益评估方法，其特征在于：所述步骤3的归一化处理是选取极值处理方法和模糊数学方法分别对极值型指标和中间型指标进行处理，包括：

针对极大型指标采用极大值法，采用如下公式：

$a_{\mathrm{ij}}=\frac{x_{\mathrm{ij}}-m_j}{M_j-m_j}$

针对极小型指标采用极小值法，采用如下公式：

$a_{\mathrm{ij}}=\frac{M_j-x_{\mathrm{ij}}}{M_j-m_j}$

式中，x_ij为指标数值，a_ij为归一化后的指标值，进行变化后，指标的极大值为1，极小值为0；

针对中间型指标采用隶属函数法，采用如下公式：

$\underset{\&OverBar;}{A}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& x<a\\ (x-a)/(b-a)& a\&le;x\&le;b\\ 1& b\&le;x\&le;c\\ (d-x)/(d-c)& c\&le;x\&le;d\\ 0& d\&le;x\end{array}\right.$

上式中，a、d分别为函数的下限和上限，b、c为适度区间[b，c]的两端值。

4.根据权利要求1所述的一种基于多指标多层次的电网投资效益评估方法，其特征在于：所述步骤4的指标权重计算方法是：首先采用德尔菲法、变异系数法和熵权法三种方法进行指标权重计算，然后根据上述三种指标权重计算组合权重。

5.根据权利要求4所述的一种基于多指标多层次的电网投资效益评估方法，其特征在于：所述的德尔菲法权重计算方法为：

(1)选择一定数量的专家，根据待定权重的m个指标、有关资料以及确定的权重规则，由专家独立给出待定权重的m个指标的权重值；

(2)对于每个评价指标体系，每位专家根据不同指标的重要性将分值分配到每个指标中去，通过下式计算每项指标的权重：

$w_j=\frac{1}{k}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{E_{\mathrm{ij}}}{100}$

上式中，k为专家人数，m为指标个数，E_ij为专家i对指标j的打分值，w_j为指标j的权重。

(3)将计算的结果及补充资料返还给各位专家，由专家在新权重的基础上重新打分；

(4)重复步骤(2)和(3)，直至各指标权重与其均值的离差不超过预先给定的标准为止，以此时各指标权重的均值作为该指标的权重。

6.根据权利要求4所述的一种基于多指标多层次的电网投资效益评估方法，其特征在于：所述的熵权法权重计算方法为：

第j项指标的权重w_j为：

$w_j=(1-h_j)/\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}(1-h_j)$

其中，第j项指标的熵值为：

$h_j=-\frac{1}{\ln m}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{\mathrm{ij}}\ln p_{\mathrm{ij}}$

$p_{\mathrm{ij}}=(1+a_{\mathrm{ij}})/\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}(1+a_{\mathrm{ij}})$

上式中，w_j为指标j的权重，m为投资效益评价指标个数，n为单位电网评价对象，x_ij为第i个对象的第j个指标的数值。

7.根据权利要求4所述的一种基于多指标多层次的电网投资效益评估方法，其特征在于：所述的变异系数法权重计算过程为：

采用下式计算各指标的变异系数，

$V_j=\frac{S_j}{{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_j}$

式中，V_j为变异系数，S_j表示第j个指标的标准差，

为指标j的均值。

对各指标的变异系数进行归一化处理，得到各指标的权重，

$w_j=V_j/\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{V}_j$

式中，w_j为指标j的权重。

8.根据权利要求4所述的一种基于多指标多层次的电网投资效益评估方法，其特征在于：所述的组合权重计算方法为：

${\mathrm{\&theta;}}_j=\underset{k=1}{\overset{q}{\mathrm{\&Pi;}}}{w}_j\left(k\right)/\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{k=1}{\overset{q}{\mathrm{\&Pi;}}}{w}_j\left(k\right),j=\mathrm{1,2},\mathrm{Km},k=\mathrm{1,2},\mathrm{Kq}$

其中，q种方法求得的权重w，θ_j为指标的组合权重。

9.根据权利要求1所述的一种基于多指标多层次的电网投资效益评估方法，其特征在于：所述步骤5利用线性综合评分方法是利用线性模型汇总各指标归一化指标值，采用如下公式计算得到综合评分：

$y=100\mathrm{\&delta;}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_j{a}_j,\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_j=\mathrm{1,0}\&le;w_j\&le;1,j=\mathrm{1,2},\mathrm{L\; m}$

式中，y为***的综合评分值，δ为农网相比于城网的调整系数，a_j为归一化指标值，w_j为权重系数。

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