基于模糊綜合評判模型的海水抽水蓄能電站綜合評價問題的研究

李雪嬌

（國網(wǎng)新源控股有限公司技術(shù)中心，北京市 100053）

基于模糊綜合評判模型的海水抽水蓄能電站綜合評價問題的研究

李雪嬌

（國網(wǎng)新源控股有限公司技術(shù)中心，北京市 100053）

海水抽水蓄能電站具有廣闊的發(fā)展前景。但由于海洋的特殊性，也面臨著許多問題和挑戰(zhàn)。在我國，海水抽水蓄能電站的建設(shè)和研究尚處于起步階段[1]。而如何客觀、合理的選取評價指標，對海水抽水蓄能電站的效益進行綜合評價，具有重要的理論研究價值和實際意義。本文根據(jù)海水抽水蓄能電站的特點，利用科學(xué)的理論和方法，從經(jīng)濟效益指標、社會與電網(wǎng)效益指標、環(huán)境效益指標來分析建立“海水抽水蓄能電站的綜合評價指標體系”，并通過模糊綜合評判模型的構(gòu)建，探討解決如何對海水抽水蓄能電站的效益進行合理、科學(xué)的評估，對海水抽水蓄能電站的發(fā)展有著一定的促進作用和指導(dǎo)意義，為我國建設(shè)和運行海水抽水蓄能電站提供科學(xué)的決策支持。

海水抽水蓄能；綜合評價；指標體系；模糊綜合評判

0 引言

隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展、人民生活水平的不斷提高，電力供應(yīng)、安全穩(wěn)定運行面臨更為嚴峻的形勢。海水抽水蓄能電站在我國既有資源利用的可行性，又有電力需求的必要性。但由于海水的特殊性，例如海水滲透、飛濺、腐蝕、海洋生物附著以及海洋環(huán)境下的發(fā)電運行等問題，我國海水抽水蓄能電站的建設(shè)尚處于初步研究和開發(fā)階段，故國內(nèi)關(guān)于海水抽水蓄能經(jīng)濟評價以及綜合評價研究的文獻與研究較少[7]。如何客觀、合理的選取評價指標，對海水抽水蓄能電站的效益進行綜合評價也成為技術(shù)經(jīng)濟及管理研究方向的重要問題之一，同時具有重要的理論研究價值和實際意義。本文的目的就是根據(jù)海水抽水蓄能電站的特點，利用科學(xué)的理論和方法，從經(jīng)濟效益指標、社會與電網(wǎng)效益指標、環(huán)境效益指標來分析建立“海水抽水蓄能電站的綜合評價指標體系”，并通過模糊綜合評判模型的構(gòu)建，探討解決如何對海水抽水蓄能電站的效益進行合理、科學(xué)的評估，從而為抽水蓄能電站建設(shè)和發(fā)展提供參考。

1 抽水蓄能綜合評價指標體系的建立

為了合理、準確、科學(xué)地評估抽水蓄能電站的效益，本文在參照了大量的歷史文獻中關(guān)于抽水蓄能電站評價方面的內(nèi)容的基礎(chǔ)上，本著系統(tǒng)性、科學(xué)性、實用性的原則，從經(jīng)濟效益指標、社會和電網(wǎng)效益指標、環(huán)境效益指標構(gòu)建了一套相對客觀、科學(xué)、普遍適用的綜合評價指標體系[3]。指標體系見表1。

由于海水抽水蓄能電站建設(shè)的特殊性，例如，海水有可能從上水庫滲透進土壤中，導(dǎo)致地表或地下水污染，上水庫泄漏的海水中的鹽分可能會對周圍的動植物產(chǎn)生不利的影響等，故此處環(huán)境效益指標設(shè)置較為精細化。針對不同的海水抽水蓄能電站的要求，可以增加或刪減相應(yīng)的評價指標。

2 抽水蓄能綜合評價模型的建立

2.1 確定評價指標因素

其中u1代表經(jīng)濟效益指標體系，u2代表社會效益指標體系，u3代表電網(wǎng)效益指標與環(huán)境效益指標體系。

其中，各單要素子集Ui=（i=1，2，3）分別為：

其中u11財務(wù)內(nèi)部收益率，依此類推，具體代表可詳見指標體系（見表1）。

2.2 確定判定評語集

根據(jù)評價決策的實際需要，一般將評判等級標準劃分為“很好”“較好”“一般”“較差”和“差”五個等級。即評語集合為：

此評語集是與抽水蓄能行業(yè)總體水平相比較得出，一般以行業(yè)領(lǐng)先者為很好，依此類推，行業(yè)落后者差。

2.3 確定各指標層權(quán)重

在海水抽水蓄能的綜合評價指標體系中，由于下層各指標u11、u12等對上層某一指標U1的相對重要程度并非一樣，即一些指標的影響程度要大于或超過另一些指標。因此，為了衡量下層各指標對上層指標的相對重要性，需要確定評價指標的權(quán)重系數(shù)。

常見的確定權(quán)重系數(shù)的方法有：①主觀經(jīng)驗判斷法；②專家調(diào)查法或?qū)＜艺髟兎?；③評判專家小組集體討論投票表決法；④模糊綜合評判法。為了保證確定的權(quán)重系數(shù)的客觀性、公正性和科學(xué)性，常?？蓪⑸鲜鰩追N方法結(jié)合起來使用。以下采用主觀經(jīng)驗判斷法和專家征詢法相結(jié)合來確定各級評價要素指標的權(quán)重系數(shù)子集。

各子集權(quán)重（一級權(quán)重）為：

各子集Ui（i=1，2，3）中諸要素的權(quán)重（二級權(quán)重）分別為：

2.4 確定模糊評判矩陣

確定Ui的模糊評價矩陣Ri，既對每個Ui（i=1，2，3）分別進行綜合評判，得到Uij隸屬于每個評語的程度rij，并由此構(gòu)造判斷矩陣Rij（i=1，2，3）。

2.5 確定一級指標的模糊綜合評判集以及單要素模糊綜合評判結(jié)果

確定一級指標的模糊綜合評判集：

確定基于單要素模糊綜合評判結(jié)果Bi，可以得到U中各子集的綜合評價決策矩陣：

2.6 得出最終模糊綜合評判結(jié)果

由U的各子集的權(quán)重系數(shù)向量A和綜合評價決策矩陣R，經(jīng)過合成運算，即得出抽水蓄能電站綜合效益的模糊綜合評價結(jié)果：

最后進行歸一化處理。

3 算例

對于某海水抽水蓄能電站，假定評判專家小組有100名成員，其中有10名對此抽水蓄能效益的綜合評價指標之一“財務(wù)內(nèi)部收益率（u11）”認為“很好（v1）”的評價等級[6]，即持同意意見的專家占專家小組總?cè)藬?shù)的10/100，因此該指標的評價值就是0.1，依此類推，經(jīng)評判專家小組測評結(jié)果，分別得各子集Ui（i=1，2，3）中諸要素的評價決策矩陣為：

采用主觀經(jīng)驗判斷法和專家征詢法相結(jié)合來確定各級評價要素指標的權(quán)重系數(shù)子集，可得：

經(jīng)過運算，得各子集Ui（i=1，2，3）的綜合評判結(jié)果分別為：

因此，U中各子集的綜合評價決策矩陣為：

所以，該抽水蓄能電站的模糊綜合評價結(jié)果為：

最后進行歸一化得：

按照最大隸屬度原則，該抽水蓄能電站綜合經(jīng)濟評價是較好的，建議投產(chǎn)建設(shè)。

4 結(jié)束語

我國海岸線綿長，海水資源豐富，發(fā)展海水抽水蓄能是十分必要的。目前，我國海水抽水蓄能電站的研究和建設(shè)尚處于起步階段。探索適合我國沿海地區(qū)的海水抽水蓄能的綜合發(fā)展模式，建立全面的效益評估指標體系，對我國抽蓄電站的建設(shè)和運行有著重要的指導(dǎo)性意義。本文從經(jīng)濟效益指標、社會與電網(wǎng)效益指標、環(huán)境效益指標來分析建立海水抽水蓄能電站的綜合評價指標體系，并構(gòu)建模糊綜合評判模型，可以較客觀、科學(xué)的對抽水蓄能電站的效益進行合理、科學(xué)的評估，對海水抽水蓄能電站的發(fā)展有著一定的促進作用和指導(dǎo)意義，為我國建設(shè)和運行海水抽水蓄能電站提供科學(xué)的決策支持。

[1]張秀蘭．模糊理論及其應(yīng)用[M]．長沙：國防科技大學(xué)出版社，1998．ZHANG Xiulan， fuzzy theory and its application [M]． Changsha：national university of defense technology press， 1998．

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[4]宋紅東，陳國喜．抽水蓄能電站的作用于效益．河南電力，2001．SONG Hongdong，CHEN Guoxi． The role of pumped storage power station in benefits． Henan electric power， 2001．[5]水利電力部北京勘測設(shè)計院．抽水蓄能電站運行動態(tài)效益．國際會議論文選擇．1985．Water conservancy survey design institute of ministry of Beijing．Pumped storage power station running dynamic benefits．International conference papers choose． 1985．

[6]羅紹基．美國Summit 抽水蓄能電站效益評價和經(jīng)濟分析．水利發(fā)電．2007．LUO Shaoji． American Summit pumped storage power plant benefit evaluation and economic analysis． Hydroelectric power． 2007．

[7]石文輝．我國海水抽蓄電站發(fā)展初探[D]．中國能源． 2015．SHI Wenhui． Que sea water pump storage power station development in our country [D]． China’s energy． 2015．

2017-05-28

2017-07-04

李雪嬌（1985—），女，工程師，主要研究方向：造價管理、技術(shù)經(jīng)濟管理、數(shù)學(xué)建模等。E-mail：xuejiao-li@sgcc．com．cn

Based on the Fuzzy Comprehensive Evaluation Model of Water Pumped Storage Power Station Comprehensive Evaluation Research of the Problem

LI Xuejiao
（Technology Center State Grid XinYuan Company Ltd.Beijing100053，China）

The water pumped storage power station has a broad development prospects. But due to the particularity of the sea，also faced with many problems and challenges. In our country， the construction of pumped storage power station of sea water and the research is still in its infancy. And how to objective and reasonable selection of evaluation index， the comprehensive evaluation of seawater the benefit of pumped storage power station has an important theoretical research value and practical significance. In this paper， according to the characteristics of the water pumped storage power plant， using scientific theory and method， from the economic benefit indexes， social benefit indicators， environmental indicators with power grid to analyze to establish comprehensive evaluation index system of pumped storage power station “sea”，and through the fuzzy comprehensive evaluation model to build，to discuss how to solve the water pumped storage power station for the benefit of the rational and scientific assessment of the water pump storage and the development of the pumped-storage power station has a certain role in promoting and guiding significance， for our country construction and run the water pumped storage power station to provide scientific decision support.

the water pumped storage； comprehensive evaluation； index system； fuzzy comprehensive evaluation

TK71

A學(xué)科代碼：470．30

10．3969/j．issn．2096-093X．2017．05．008