DSM綜合評估中適用評價方法的分析

吳俊偉，梁星宇，2，于 兵，金 儉，王志梁，楊雨欣，王東偉

（1.上海東方延華節(jié)能技術服務股份有限公司，上海 200060；2.同濟大學 機械與能源工程學院，上海 201804；3.國網山東節(jié)能服務有限公司，濟南 250021；4.華北電力大學，北京 102206；5.上海延華智能科技（集團）股份有限公司，上海 200060）

DSM綜合評估中適用評價方法的分析

吳俊偉1，梁星宇1，2，于 兵1，金 儉1，王志梁3，楊雨欣4，王東偉5

（1.上海東方延華節(jié)能技術服務股份有限公司，上海 200060；2.同濟大學 機械與能源工程學院，上海 201804；3.國網山東節(jié)能服務有限公司，濟南 250021；4.華北電力大學，北京 102206；5.上海延華智能科技（集團）股份有限公司，上海 200060）

電力需求側管理（DSM）已成為節(jié)能減排最重要的手段之一，為了了解和分析DSM項目實施效果，方便DSM項目的改進、提高與推廣，對DSM進行綜合評估十分必要。從綜合評價的基本理論出發(fā)，結合DSM綜合評估的特點，分析比較了常用綜合評價方法在DSM綜合評估中的適用性，為DSM綜合評估中綜合評價方法的選擇與應用提供理論基礎。

需求側管理；綜合評價；模糊評價

1 DSM及DSM綜合評估概述

1.1 DSM概述

電力需求側管理DSM（demand side management，DSM）指的是通過采取有效措施，引導電力用戶優(yōu)化用電方式，提高終端用電效率，優(yōu)化資源配置，改善和保護環(huán)境，實現最小成本電力服務所進行的用電管理活動的總稱［1］。電力需求側管理的方法和手段包括建筑節(jié)能改造［2］、工業(yè)節(jié)能改造、推行峰谷電價制度、實施可中斷負荷電價、推動發(fā)展低谷蓄能項目等。為了緩解供電緊張，我國一直以來都大力支持DSM工作的開展［3］。隨著新一輪電力體制改革的逐步推行，電力需求側管理也將在未來繼續(xù)作為節(jié)能領域的重要發(fā)展方向，為我國的節(jié)能減排事業(yè)做出巨大的貢獻。

1.2 DSM綜合評估概述

DSM綜合評估是指對DSM項目的實施效果進行全面而具體的評價，通過綜合評估從部分到整體地反應DSM工作的客觀優(yōu)劣情況，為改進、提高DSM工作提供重要的參考。傳統(tǒng)的DSM評估模型往往是以成本/效益模型為核心的，評估中更多地考慮了DSM的顯性的經濟效益情況。但在實施DSM項目的過程中，在顯性的經濟效益之外仍存在著許多潛在效益。因此，一個完整的DSM綜合評估體系應該將DSM項目所產生的所有影響力綜合地考慮進去，對DSM工作的各方經濟效益、社會效益、環(huán)境效益進行綜合的評價，才能全面客觀地評價DSM項目質量的優(yōu)劣。

在DSM綜合評估中，其評價指標體系同時包含定量與定性指標、各指標間的評判準則不一、評價受眾多因素影響、各因素之間存在交叉等，都使DSM綜合評估出現了一定的難度。因此，在進行DSM綜合評估時，需要設計合理的指標體系，選擇科學合理的賦權方法和綜合評價方法，以提升DSM綜合評估工作的效率和評估質量。

盡管如今我國的DSM工作已經獲得了較快發(fā)展，但總體上相比于眾多發(fā)達國家，目前國內DSM的實施和推廣仍然十分有限。究其原因，DSM工作的推行，除了技術上的客觀因素的阻礙外，更大的阻礙來自于對節(jié)能減排和DSM項目認識的局限性、收益和風險評估手段的缺乏以及激勵機制和市場機制的缺乏等。因此，實行DSM綜合評估，可以對DSM項目的綜合情況進行一個科學而全面的評價，并為優(yōu)化和改進未來的DSM工作提供指導性依據，對于推廣施行DSM而言有著重要的積極作用。

1.3 本文選題意義

在國內，隨著DSM工作的不斷推行，有關DSM綜合評估的研究也已經逐步展開，并取得了一定的成果。文獻［4］中提出了一種DSM綜合評估指標體系設計方案，文獻［5］中研究了使用層次分析法對DSM綜合評估指標體系進行賦權的方法，文獻［6］—文獻［12］中基于某一綜合評價方法及某一賦權方法設計了DSM綜合評估的完整評價模型并完成對DSM項目的實例評估研究，文獻［13］、文獻［14］中提出了利用計算機和互聯網平臺實現DSM綜合評估系統(tǒng)的設計方案等。但是，在這些研究中，鮮有關于在DSM綜合評估問題中選擇合適的綜合評價方法的相關研究。因此，本文以綜合評價理論為基礎，并結合考慮DSM綜合評估問題的實際特點及需求，對常用的綜合評價方法在DSM綜合評估中的適用性做一個全面的、系統(tǒng)的比較分析，旨在為未來關于DSM綜合評估系統(tǒng)的進一步研究與開發(fā)提供理論依據。

2 綜合評價中不同評價方法的介紹和對比

2.1 綜合評價理論簡介

綜合評價指對評價對象的全體、根據所給的條件、采用一定的方法給每個評價對象賦予一個評價值，再據此擇優(yōu)或排序［15］。綜合評價也常被稱為“多指標綜合評價”，其過程一般包含多個步驟，包括評價指標體系建立、評價方法與模型的選擇、評價指標權重構造、評價過程的實施、評價結果分析等。本文主要分析綜合評價方法和模型的選擇，對于評價指標體系建立方法以及綜合評價中權數的構造方法等不做討論。

2.2 常用綜合評價方法

經過數十年的不斷發(fā)展，得益于數學和計算機科學的進步，綜合評價方法獲得了較大的發(fā)展，形成了種類繁多的綜合評價方法。目前而言，理論較成熟、應用較多的綜合評價方法主要有效用函數法、主成分分析法、因子分析法、相對差距和法、RSR值綜合評價法（秩和比法）、TOPSIS法、層次分析法、模糊綜合評價法和灰色綜合評價法。

（1）效用函數法。效用函數法是綜合評價的基本方法，廣泛應用于綜合評價之中。效用函數法的基本思想是將每一個評價指標按照一定的方法量化，變成對評價問題測量的一個“量化值”即效用函數值，然后再按一定的合成模型加權合成求得總評價值［16］。效用函數法以其簡單性和實用性，在眾多簡單的、要求不高的綜合評價問題中發(fā)揮著重要的作用。

（2）主成分分析法和因子分析法。主成分分析法和因子分析法是2種應用廣泛的多元分析降維方法，并廣泛應用于實證分析尤其是多指標綜合評價中［17］。主成分分析法是將原始的多個相關變量通過線性組合的方式變?yōu)樯倭坎幌嚓P的新變量（即“主成分”），而因子分析法是把原本線性相關的多個變量拆分成少量線性無關的“因子”，達到減少變量數的目的。主成分分析法和因子分析法在完成減少變量數目的同時，也可以完成變量的賦權工作。

（3）相對差距和法。相對差距和法是綜合評價中的一種直觀、簡便的方法，它可以使用原始數據進行計算，不需要趨同、歸一等步驟。使用相對差距和法首先要確定最優(yōu)樣本{ } x1max，x2max，…，xnmax（即各評價指標下的最優(yōu)值的組合），再計算各個待評樣本對最優(yōu)樣本的加權相對差距之和（相對差距為待評指標與最優(yōu)指標的幾何距離除以該項指標中位數）。

相對差距和越小，則評價對象越優(yōu)。

（4）RSR值綜合評價法（秩和比法）。秩和比法［18］一般應用于多對象評價之中，其基本方法是先根據某一評價指標得分的大小對評價對象編秩（即根據得分優(yōu)劣排名），建立n個評價對象m個指標的n×m秩矩陣Rnm。然后根據加權秩和比公式計算各評價對象的加權秩和比。

式中：wj為第 j個指標所占權重大小。加權秩和比越小，表明該對象在待評對象集中排名更靠前，則評價對象越優(yōu)。

（5）TOPSIS法。TOPSIS（technique for order preference by similarity to an ideal solution，TOPSIS）法又稱逼近理想解排序法，其基本方法是先對待評數據做同趨化、歸一化處理，然后確定出最優(yōu)方案（各指標最優(yōu)值的組合）和最差方案（各指標最劣值的組合），再計算每個待評方案與最優(yōu)方案及最劣方案的幾何距離，并計算接近程度C。接近程度C越接近1，則待評方案越好，反之則越差。

（6）層次分析法。層次分析法是一種將定性與定量分析方法相結合的多目標決策分析方法。該方法的主要思想是通過將復雜問題分解成若干層次和若干因素，對指標之間的優(yōu)劣程度做出比較，并按1—9的分級打分判斷，建立判斷矩陣，通過計算矩陣的最大特征值以及對應特征向量，就可得出表征不同方案優(yōu)劣的評價值［19］。（注：此處的層次分析法指評價方法，不是賦權方法；賦權的層次分析法仍可與各類綜合評價方法廣泛結合使用。）

（7）模糊綜合評價法。模糊綜合評價法是根據模糊數學的隸屬度理論，把定性評價轉化為定量評價的一種評價方法［20］。進行模糊綜合評價時，先由專家組對評價對象的各指標打分，根據專家對單指標中各評價等級的隸屬度（專家組中評分為該評價等級的人數百分比），構建隸屬度矩陣R，利用模糊合成算子對權重矩陣W和隸屬度矩陣R進行運算，可得出模糊評價集S，最后根據S得出模糊綜合評價的最后隸屬度值。

（8）灰色綜合評價法。灰色綜合評價法可分為白化函數法、灰色關聯度分析法等。其中，灰色關聯度分析是應用較多的灰色綜合評價方法之一，其基本思想是先確定評價的參考樣本（最優(yōu)樣本），再通過灰色關聯度分析的方法，計算出其他待評樣本中各項指標與參考樣本中該指標的關聯度大小，關聯度越大則該指標越優(yōu)。

2.3 常用綜合評價方法不同特點對比

綜合評價理論發(fā)展至今，評價方法已經很多，不同的綜合評價方法之間并無絕對的優(yōu)劣之分，而是各自有其適用的領域。考慮到DSM的綜合評估問題的實際需求，本文對各個常用的綜合評價方法在主觀性、復雜性、模糊處理能力以及對較少樣本進行處理時的優(yōu)劣等特點給予了分析和歸納，為下文研究分析不同綜合評價方法在DSM綜合評估中的適用性提供參考。常用綜合評價方法特點分析如表1所示。

表1 常用綜合評價方法特點分析

表1中的結論是以綜合評價理論的相關文獻中對各綜合評價方法的介紹和研究為基礎，根據各綜合評價方法的應用特點分析歸納而得［21］。在上述幾種常用的綜合評價法中，傳統(tǒng)的專家會議法以及層次分析法和模糊分析法均依賴于專家組打分。其中，層次分析法需要專家組給出不同指標下各評價對象的優(yōu)劣程度打分，而模糊分析法則是需要根據專家組對待評對象的評價隸屬度來給出最終的模糊評價結果。

在單對象獨立評價中，專家會議法、模糊綜合評價法等主觀評價方法因為發(fā)揮了專家組主觀經驗判斷的優(yōu)勢，因此單對象評價效果較好。秩和比法、主成分分析法、因子分析法等則是基于樣本統(tǒng)計的客觀評價法，因此不能進行單對象評價。而TOPSIS法、相對差距和法和灰色綜合評價法盡管也是建立在樣本對比的基礎上的評價，但是可以通過設置參考樣本并進行比較來得到評價結果，因此也能進行單對象評價。此外，層次分析法的使用中盡管不一定需要參考樣本，但是如果想要實現單對象評價功能，則需通過設置最優(yōu)樣本的方式得到。

在綜合評價中，往往有些指標是非量化的，比如效果好壞、滿意程度、社會效益等。對于這些包含了非量化指標的復雜指標體系，通過專家組打分的方法，可以發(fā)揮人的主觀能動性的優(yōu)勢，對非量化指標做出相對準確的評價。此外，秩和比法所給出的評價是針對待評對象間優(yōu)劣的排序評價，并不依賴于對絕對數值的處理，因此也適用于評價非量化的指標。而其他基于客觀統(tǒng)計數據處理的綜合評價方法，則不利于對非量化指標的評價。

在操作復雜度上，效用函數法、相對差距和法、秩和比法和TOPSIS法的評價結果通過簡單的計算即可得到；主成分分析、因子分析和灰色綜合評價則需要通過較為復雜的數據處理和運算過程；而依賴于主觀評價的專家會議法、模糊綜合評價法和層次分析法由于需要專門組織專家進行評價打分，時間和成本的花費較大，故這類方法具有最高的操作復雜度。

上述是對各個常用評價方法在不同方面的評價效果之比較。需要指出的是，上述多種綜合評價方法并不是獨立存在的，而是可以根據實際情況通過多種方法合理地組合運用，達到取長補短、優(yōu)勢互補的作用。如：專家會議法、效用函數法常作為基礎評價方法與其他評價方法結合使用等。

3 不同評價方法在DSM綜合評估中的適用性分析

3.1 DSM綜合評估的特點

DSM綜合評估中必須綜合地考慮DSM工作對發(fā)電側、電網側、用戶側、政府部門、社會、環(huán)境等方面的影響，其指標體系往往由數十個單項指標組成，其中同時包含了多種類型的指標。因此，為了科學、合理地完成DSM綜合評估工作，需要充分考慮DSM綜合評估問題的特點，并以之為依據選擇恰當的綜合評價方法，以獲得更合理的評估效果。

（1）DSM綜合評估希望實現單對象的綜合評估。因為DSM綜合評估的目的是評價一個DSM項目的綜合情況及內部各指標之間的優(yōu)劣關系，而非對多個樣本進行排序、優(yōu)選，故應使用單對象評價能力較好的綜合評價方法。

（2）DSM綜合評估有著復雜的指標體系，其中同時包含了量化指標和模糊指標。DSM綜合評估不僅要考慮經濟效益，還需要考慮社會影響力、客戶滿意度、對節(jié)能減排的貢獻等一系列非量化因素。因此，對非量化指標的評價能力也是選擇DSM綜合評價方法時的重要考量之一。

（3）DSM綜合評估要求在保證綜合評價過程的完整、可靠、客觀性的基礎上，盡量減少綜合評價的操作復雜度。采用操作復雜度低的綜合評價方法，對降低DSM綜合評估系統(tǒng)的搭建和運行管理成本、提高DSM綜合評估的效率而言十分重要。因此，在同等評估質量的前提下，應盡量考慮操作更簡單的評估方式。此外，由于計算機網絡技術的發(fā)展普及為數據的采集、處理、分析等帶來了諸多便利，計算機技術已廣泛應用于各類綜合評估問題之中，因此盡可能充分地利用計算機和互聯網技術減少繁重的工作量也是選取綜合評價方法是需要考慮的。但是，由于面對DSM綜合評估中復雜的包含非量化指標的指標體系時，需要對不同指標完成同趨、歸一等工作，因此其操作簡便度的優(yōu)勢有時體現得并不明顯。

3.2 不同綜合評價方法在DSM綜合評估中的適用性

以表1中提到的常用綜合評價方法的不同特點為依據，根據上節(jié)所述的DSM綜合評估的基本需求和特點，可以為DSM綜合評估篩選出合適的綜合評價方法。下面對各綜合評價方法做出適用性評價如表2所示。

從上述分析可以看出，模糊綜合評價法為最適合DSM綜合評估的綜合評價方法。此外，灰色綜合評價和傳統(tǒng)的專家會議法也能滿足DSM綜合評估的需要。而效用函數法、TOPSIS法、相對和差距法、層次分析法等用于DSM綜合評估則效果較差，此外，主成分分析法、因子分析法和秩和比法不適合用于DSM綜合評估之中。

表2 常用綜合評價方法在DSM綜合評估中的適用性

4 結束語

基于專家分項評分的模糊綜合分析法具備對模糊信息較好的處理能力，可充分發(fā)揮專家對非量化指標主觀評價的優(yōu)勢，是DSM綜合評估中適用度較高的一種方法。此外，其他的一些綜合評價方法，如：灰色綜合評價法、TOPSIS法、效用函數法等也具備應用到DSM綜合評估中的可能性，且這些評價方法存在對指標體系中部分定量指標進行客觀評價的可能性，可以減輕專家的工作量和主觀性影響等。同時，信息技術的飛速發(fā)展也為DSM綜合評估系統(tǒng)的建立提供了技術支持。利用計算機技術收集和處理運算的能力，可以實現更科學、更高效、更方便的DSM綜合評估系統(tǒng)，也可以使一些原本適用性較低、需要建立客觀比較才能實現的綜合評價方法具備更好地應用于DSM綜合評估的可能性。

因此，在設計DSM綜合評估中的評估機制、選用綜合評價方法時，需要充分考慮評價問題的實際情況、評估操作實現的可能性和經濟性等，并盡可能發(fā)揮計算機網絡技術的優(yōu)勢，結合具體的問題選擇合適的綜合評價方法。D

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（本欄責任編輯馬 雷）

Analysis of the suitable evaluation methods in DSM comprehensive evaluation

WU Jun?wei1,LIANG Xing?yu1,2,YU Bing1,JIN Jian1,WANG Zhi?Liang3,YANG Yu?xin4,WANG Dong?wei5

（1.DFYH Energy?saving Technology Services Co.,Ltd.,Shanghai 200060,China;2.School of Mechanical Engineering,Tongji University,Shanghai 201804,China;3.State Grid Shandong Energy Service Ltd.,Ji’nan 250021,China;4.North China Electric Power University,Beijing 102206,China; 5.Shanghai Yanhua Smart Technology Co.,Ltd.,Shanghai 200060,China）

Demand side management(DSM)is one of the most important measures for energy conservation and emission reduction.In orderto analyze the effect of DSM projects,equally for the improvement and promotion of it,it is indispensable to evaluate DSM in a synthetic way.Based on the fundamental theory of comprehensive evaluation and the features of DSM comprehensive evaluation,this paper compares and analyzes the applicability of common comprehensive evaluation meth?ods in DSM comprehensive evaluation,and provides the theoretical ba?sis for the selection and application of comprehensive evaluation meth?odsin DSM comprehensive evaluation.

demand side management;comprehensive evaluation;fuzzy evaluation

10.3969/j.issn.1009-1831.2016.06.006

TM721

A

2016-09-26