基于層次分析法與物元可拓的分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險評價研究

何寧波

（國網(wǎng)晉城供電公司，山西 晉城 048000）

基于層次分析法與物元可拓的分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險評價研究

何寧波

（國網(wǎng)晉城供電公司，山西 晉城 048000）

采用層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）和物元可拓模型意在找出影響分布式光伏發(fā)電項目的風(fēng)險的因素，并對這些因素進行分析研究，從而得出該分布式光伏并網(wǎng)項目的風(fēng)險程度。結(jié)果表明該方法是一種有效的風(fēng)險評價方法，對影響分布式光伏發(fā)電項目的影響因素能夠進行定性與定量結(jié)合的判斷，對分布式光伏發(fā)電項目的投資具有一定的指導(dǎo)意義。

分布式光伏；風(fēng)險評價；AHP；物元可拓

0 引言

能源是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)和命脈[1-2]。分布式光伏發(fā)電有著各方面的優(yōu)勢，使得分布式光伏發(fā)電在近幾年得到了較快的發(fā)展。然而在分布式光伏發(fā)電的投資、建設(shè)以及后期的運維過程中存在著諸多的問題，也就是說分布式光伏發(fā)電項目存在著不容易發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險[3-5]。文獻 [6]采用灰色關(guān)聯(lián)度與TOPSIS法對光伏發(fā)電項目由于建設(shè)周期、資金、環(huán)境等問題進行綜合考慮，對備選方案進行整體的風(fēng)險判斷。Aldo Orioli[7]等通過對光伏發(fā)電項目的貼現(xiàn)率、光伏電價、通脹率、光伏組件價格進行敏感性分析，并采用意大利的光伏項目作為研究對象，結(jié)果表明貼現(xiàn)率是對光伏發(fā)電項目風(fēng)險影響最大的因素。這些學(xué)者研究往往過于片面，風(fēng)險評價偏于定性，并沒有將風(fēng)險因素進行單獨的分析，并判斷風(fēng)險的影響因素大小。考慮到我國雖然近年來光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，成為世界上最大的光伏設(shè)備生產(chǎn)基地，光伏的容量也名列前茅，但是在項目的風(fēng)險管理中依然存在著很大的問題[8-10]，因此本文結(jié)合分布式光伏發(fā)電的具體特點，分析影響分布式光伏發(fā)電風(fēng)險的因素，并采用AHP法對各個影響因素進行定量分析，結(jié)合分析的結(jié)果，采用物元可拓模型，對分布式光伏發(fā)電項目分析進行定性與定量結(jié)合的評價。結(jié)果表明該方法能夠較好地判斷分布式光伏發(fā)電項目的風(fēng)險情況，對項目的投資具有一定的指導(dǎo)意義。

1 分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險評價指標(biāo)

為了能夠?qū)崿F(xiàn)對分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險的有效評價，就需要建立一套科學(xué)、完善的風(fēng)險評價指標(biāo)體系，及時有效地控制分布式光伏發(fā)電項目的風(fēng)險，為投資者決策提供強有力的支撐，削減風(fēng)險對企業(yè)的影響。分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險評價指標(biāo)體系的一級指標(biāo)分為外部政策、自然環(huán)境、投資者管理和光伏組件及設(shè)備四方面；二級指標(biāo)為政府補貼的持續(xù)性、補貼的落實情況、政府補貼的可行性、輻射量 、站址工程地質(zhì)情況、對電網(wǎng)的影響、人員素質(zhì)水平、組織機構(gòu)效率、管理過程執(zhí)行力、方陣場區(qū)存在風(fēng)險、匯流箱存在風(fēng)險、防雷接地系統(tǒng)存在風(fēng)險、其他安全質(zhì)量問題。分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險評價指標(biāo)體系的建立，有利于開展評價工作，也為投資者提供了重要的指導(dǎo)，分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險評價指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險評價指標(biāo)體系

2 基于AHP與物元可拓的風(fēng)險評價方法

2.1 物元可拓模型構(gòu)建

2.1.1 物元理論基礎(chǔ)

a）物元的基本概念。物元分析法通過將3個要素——事物P、事物的特征C和特征的量值V進行綜合分析，即R=(P，C，V)對事物進行描述來描述事物，R表示物元。設(shè)事物P有n個不同特征，分別為c1，c2，…，cn，其特征分別對應(yīng)的值設(shè)為v1，v2，…，vn，則物元R可以表示為以下矩陣。

b）經(jīng)典域與節(jié)域。若待評價事物可以分為m個等級，共有n個評價指標(biāo)，則由標(biāo)準(zhǔn)對象Pi和其n個特征Cj及其所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)量值范圍vij=[aij，bij]所共同構(gòu)成的物元矩陣就是經(jīng)典物元矩陣，記為Ri。

Pi表示的是第i個評價等級，c1，c2，…，cn表示n個評價指標(biāo)，則經(jīng)典域的概念就是所有評價指標(biāo)所對應(yīng)的第i個評價等級取值的一個值域范圍，用vi1，vi2，…，vin表示。

節(jié)域物元矩陣，是對經(jīng)典無緣矩陣的擴展，能轉(zhuǎn)化為經(jīng)典無緣矩陣所包含的因素，記為Rp。

其中，P用來表示待評價事物的各個評價等級，不同評價等級對應(yīng)的各評價指標(biāo)就會有不同的取值范圍，用vp1，vp2，…，vpn來表示，如vpj=[apj，bpj]表示評價等級Rp關(guān)于評價指標(biāo)Cj的量值域，即節(jié)域，其中

c）建立待評物元矩陣。

依據(jù)待評物元指標(biāo)對應(yīng)的數(shù)據(jù)，構(gòu)建關(guān)于待評物元的相關(guān)矩陣，記為R0。

2.1.2 可拓集合基礎(chǔ)理論

a）可拓集合?？赏丶鲜强赏貙W(xué)的集合論基礎(chǔ)，對于事物的變化采用可拓域進行描述，其臨界點采用的是臨界元素進行描述，通過關(guān)聯(lián)函數(shù)對這種事物質(zhì)的變化進行系統(tǒng)的描述，并設(shè)定變化的集合。

定義1假設(shè)U為論域，K是U到實域I的一個映射。

該定義描述了針對某種變換事物質(zhì)的相應(yīng)轉(zhuǎn)化，A+(T)代表關(guān)于T變換的正可拓域，A-(T)代表關(guān)于T變換的負(fù)可拓域，其中，當(dāng)u≠U時，規(guī)定K(u)≤0。

b）關(guān)聯(lián)函數(shù)。關(guān)聯(lián)函數(shù)是定量的對事物的變化進行描述，反映的是一種客觀定量的，能夠滿足要求的一個范圍，對相互矛盾的量進行有效的分析，關(guān)聯(lián)函數(shù)整個的值域范圍是全體實數(shù)（+∞，-∞），用它可以刻畫事物所有特征關(guān)于每個等級的隸屬度。

式中，Ki(vj)表示第j個指標(biāo)關(guān)于等級i的關(guān)聯(lián)度，ρ為距離函數(shù)，表示特征值到有限區(qū)間的距離，ρ(vj，vif)表示第j個指標(biāo)量值與第i個經(jīng)典域的距離，ρ(vj，vpj)表示第j個指標(biāo)量值與節(jié)域的距離。

c）評價等級評定。待評價對象關(guān)于等級i的綜合關(guān)聯(lián)度為

式中，Ki(P0)表示待評事物P0屬于等級i的程度，wj表示各評價指標(biāo)的權(quán)重。依據(jù)最大隸屬度原則[7]，令

則待評對象屬于等級i*的程度最大，即屬于第i*個評價等級。

2.2 權(quán)重的確定

層次分析法（AHP），由于同時兼顧了量和性，這種綜合性的評價方法在眾多的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。該分析法通過對問題的條理化梳理，參照問題研究的目的，構(gòu)建一個層次化的結(jié)構(gòu)模型，為了使對具體的兩個因素定量方便，引入馬斯塞蒂提出的九級標(biāo)度法。具體的步驟如下所示。

b）分別計算每一行的權(quán)重指標(biāo)。

mi的幾何平均值

c）計算最大特征值。

式中 (Aω)i表示Aω的第i個元素。

3 算例分析

本文采用基于AHP與物元可拓相結(jié)合的風(fēng)險評價方法，對分布式光伏發(fā)電項目的風(fēng)險進行評價。

3.1 待評物元的確定

在確定各個指標(biāo)的特征值時，考慮到其定性定量的問題，很難對其進行準(zhǔn)確的判斷：一方面是定性指標(biāo)和定量指標(biāo)不能進行比較；另一方面，某些定量的指標(biāo)不能將指標(biāo)所代表的實際情況全部反映出來，還需要結(jié)合項目相關(guān)人員的定性意見進行修正。所以，為了能夠解決以上描述的問題，并能夠盡量簡化計算的難度，同時具有一定的科學(xué)性和客觀性，采用專家打分的方法。在百分制的基礎(chǔ)上對各個指標(biāo)進行權(quán)重的確定。這樣既有事物的全面性又不是客觀性，具體數(shù)值如表1所示。

各項指標(biāo)的量值均在設(shè)定的取值范圍之內(nèi)，數(shù)值越趨近于100，說明該項指標(biāo)所取得的效果越好，因為取值均采取百分制且不存在負(fù)數(shù)，因此不用對上述指標(biāo)進行規(guī)格化處理。

3.2 經(jīng)典域、節(jié)域的確定

a）經(jīng)典域。針對分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險進行評價，評價結(jié)果擬設(shè)定為5個評價等級，分別為極低風(fēng)險、較低風(fēng)險、中等風(fēng)險、中高風(fēng)險、高風(fēng)險，5個等級分別所對應(yīng)的經(jīng)典域為R1，R2，R3，R4，R5，如下所示。

表1 分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險各項指標(biāo)量值

b）節(jié)域的確定。根據(jù)公式（3） 以及上述經(jīng)典域，可以確定節(jié)域，如下所示。

3.3 權(quán)重的計算

通過將二級指標(biāo)分別賦予一級指標(biāo)的權(quán)重之后，得到了分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險評價指標(biāo)的總體權(quán)重，如表2所示。

表2 總體權(quán)重

3.4 關(guān)聯(lián)度計算及評價等級確定

根據(jù)公式（9）以及在上文中確定的經(jīng)典域和四級指標(biāo)所確定的量值,可以計算出每項指標(biāo)關(guān)于不同評價的隸屬度，如表3所示。

根據(jù)表3以及上文中確定的各項指標(biāo)的權(quán)重，可以計算出，分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險關(guān)于各評價等級的關(guān)聯(lián)度為

表3 四級指標(biāo)關(guān)于各等級隸屬度

由于K1(P0)的取值在5個數(shù)值當(dāng)中取最大，所以可以得出，待評價項目的評價等級為“極低風(fēng)險”。

4 結(jié)論

本文采用基于AHP與物元可拓相結(jié)合的風(fēng)險評價方法對分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險指標(biāo)進行優(yōu)化排序，通過算例驗證了該方法的可行性。針對分布式光伏發(fā)電項目可能存在的風(fēng)險，建立了完善、科學(xué)的風(fēng)險識別和管理機制，通過風(fēng)險識別和分析、風(fēng)險防控等工作，有效地減弱了分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險對企業(yè)的影響。

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Study on Risk Assessment of Distributed Photovoltaic Power Generation Project Based on AHP and Matter-element Extension

HE Ningbo
（State Grid Jincheng Power Supply Company of SEPC,Jincheng,Shanxi048000，China）

Distributed photovoltaic power generation is a major form of photovoltaic power generation.Since it is flexible to use,easy to promote and low in cost,it has great potential for development,however,distributed photovoltaic power generation projects tend to encounter various influences such as external policies,natural environment,investor management and photovoltaic module.Therefore, analytic hierarchyprocess and matter-element extension model are used tofind out the factors that affect the risk ofdistributed photovoltaic power generation project,and these factors are analyzed and studied so that the risk degree of distributed PV grid-connected project is obtained.Results show that this method is an effective way for risk assessment,and it can judge the influence factors of distributed photovoltaic power generation projects qualitatively and quantitatively,which has certain guiding significance for the investment of distributed photovoltaic power generation projects.

distributed power generation; risk assessment; AHP; matter- element extension

F426.6

A

1671-0320（2017）02-0009-05

2016-12-12，

2017-02-10

何寧波(1978)，男，山西高平人，2001年畢業(yè)于山西財經(jīng)大學(xué)稅務(wù)專業(yè)，高級會計師，從事電力項目財務(wù)管理。