基于層次分析法的電網(wǎng)科技項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)方法研究

楊 博 趙 娟 唐 瑋 方穎穎

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基于層次分析法的電網(wǎng)科技項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)方法研究

楊 博1趙 娟2唐 瑋3方穎穎4

（1. 國網(wǎng)遼寧電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，沈陽 110015；2. 國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，北京 100052；3. 國網(wǎng)江西省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，南昌 330043；4. 國網(wǎng)廈門供電公司，福建廈門 361004）

根據(jù)電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目的特點(diǎn)，本文提出電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)方法。該方法基于層次分析法原理，建立了電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，確定了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)了定量分析電網(wǎng)項(xiàng)目排序的綜合評(píng)價(jià)方法。該方法考慮了評(píng)價(jià)指標(biāo)重要程度對(duì)總評(píng)值的貢獻(xiàn)度，能夠更精準(zhǔn)的給出評(píng)價(jià)樣本的綜合得分水平。通過對(duì)某智能電網(wǎng)示范工程開展評(píng)價(jià)分析，驗(yàn)證了該方法的有效性和實(shí)用性。

電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目；評(píng)價(jià)指標(biāo)；層次分析法

目前科學(xué)技術(shù)成為公司發(fā)展的主要推動(dòng)力之一，科技的應(yīng)用有效保障電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高效的發(fā)展。然而，科技體制的改革往往落后于企業(yè)發(fā)展的需求，科技管理較注重項(xiàng)目的成果產(chǎn)量以及應(yīng)用情況，忽視了項(xiàng)目產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，企業(yè)成長(zhǎng)效益，這不利于科技項(xiàng)目擺脫單純科研的屬性，追求科技項(xiàng)目的綜合效益最大化[1]。目前，電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目評(píng)價(jià)和比選領(lǐng)域缺乏明確的標(biāo)準(zhǔn)，電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目投資效率存在很大的提升空間[2]。因此，如何科學(xué)評(píng)價(jià)和優(yōu)選項(xiàng)目，最大限度提高投資效率，成為電網(wǎng)公司亟須解決的重大問題，有必要針對(duì)項(xiàng)目?jī)?yōu)選進(jìn)行深入研究。

本文基于層次分析法提出電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目的綜合評(píng)價(jià)方法。利用層次分析法將電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目總目標(biāo)分解為不同層級(jí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)指標(biāo)值進(jìn)行量化處理后計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)分值，利用判斷矩陣法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)[3-4]。最后通過實(shí)證分析論證方法的有效性和實(shí)用性。

1 電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)方法

1.1 基于層次分析法的綜合評(píng)價(jià)法

層次分析法（analytic hierarchy process, AHP）是于20世紀(jì)70年代由美國科學(xué)家Satty教授提出的。該方法本質(zhì)上是一種決策思維方式，其把復(fù)雜的問題分解為各個(gè)組成因素，將這些因素按支配關(guān)系分組形成有序的遞階層次結(jié)構(gòu)。應(yīng)用層次分析法進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)的基本公式如下：

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)指標(biāo)選取考慮3個(gè)方面：①考慮可持續(xù)發(fā)展，對(duì)有利于電網(wǎng)公司可持續(xù)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)公司長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略的重要項(xiàng)目予以優(yōu)先考慮；②考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)先，以創(chuàng)新與發(fā)展電網(wǎng)公司生產(chǎn)力、廣泛推廣應(yīng)用項(xiàng)目研究成果為目標(biāo)，綜合考慮項(xiàng)目功能和作用，開展技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析，優(yōu)先安排技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好的項(xiàng)目；③考慮項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，著眼項(xiàng)目的合理性和可行性，綜合考慮項(xiàng)目技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和管理風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較低的項(xiàng)目?jī)?yōu)先安排[2]。

基于上述考慮，本文提出電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的評(píng)價(jià)內(nèi)容如圖1所示。

1.3 指標(biāo)值量化處理

電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)均為定性指標(biāo)，較難量化，通常的做法是，首先給定性指標(biāo)以明確的定義，再根據(jù)指標(biāo)定義和實(shí)際情況，給指標(biāo)評(píng)分。將指標(biāo)值分為A、B、C、D四檔，分別對(duì)應(yīng)評(píng)分為80～100分、50～79分、1～49分和0分。各指標(biāo)衡量標(biāo)準(zhǔn)如下[5]：

圖1 電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1）需求緊迫程度，四檔衡量標(biāo)準(zhǔn)分別為十分迫切、迫切、較為迫切、不迫切。

2）研究創(chuàng)新性，四檔衡量標(biāo)準(zhǔn)分別為重大創(chuàng)新、較大創(chuàng)新、有一定創(chuàng)新、沒有創(chuàng)新。

3）研究?jī)?nèi)容的合理性，四檔衡量標(biāo)準(zhǔn)分別為合理、較合理、基本合理、不合理。

4）預(yù)期目標(biāo)及可考核性，四檔衡量標(biāo)準(zhǔn)分別為目標(biāo)明確、便于考核；目標(biāo)較明確、可以考核；目標(biāo)基本明確、部分可考核；目標(biāo)模糊、難以考核。

5）技術(shù)路線的合理性和可行性，四檔衡量標(biāo)準(zhǔn)分別為合理可行；較合理可行；基本合理、基本可行；不合理、不可行。

6）預(yù)研和前期研究，四檔衡量標(biāo)準(zhǔn)分別為預(yù)研充分、針對(duì)性強(qiáng)；預(yù)研較充分、針對(duì)性較強(qiáng)；有一定前期研究、有一定針對(duì)性；基本沒有前期研究。

7）研究團(tuán)隊(duì)和基礎(chǔ)設(shè)施，四檔衡量標(biāo)準(zhǔn)分別為完全勝任本項(xiàng)目研究、具備承擔(dān)本項(xiàng)目研究的能力和條件、基本能承擔(dān)本項(xiàng)目研究、不具備承擔(dān)本項(xiàng)目能力。

8）預(yù)算合理性，四檔衡量標(biāo)準(zhǔn)分別為合理、較為合理、基本合理、不合理。

9）預(yù)期成效，四檔衡量標(biāo)準(zhǔn)分別為對(duì)公司和電網(wǎng)發(fā)展推動(dòng)作用巨大、效益顯著；對(duì)公司和電網(wǎng)發(fā)展推動(dòng)作用較大、效益明顯；對(duì)公司和電網(wǎng)發(fā)展有一定的推動(dòng)作用、效益一般；對(duì)公司和電網(wǎng)發(fā)展推動(dòng)作用較弱、效益不明顯。

10）推廣應(yīng)用前景，四檔衡量標(biāo)準(zhǔn)分別為廣泛應(yīng)用、較大范圍應(yīng)用、局部應(yīng)用、無應(yīng)用前景。

11）技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，四檔衡量標(biāo)準(zhǔn)分別為很低、較低、較高、很高。

12）管理風(fēng)險(xiǎn)，四檔衡量標(biāo)準(zhǔn)分別為很低、較低、較高、很高。

1.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

當(dāng)指標(biāo)個(gè)數(shù)較多，通過定性的方法難以決策時(shí)，一般需要通過定量計(jì)算的方法得到權(quán)重。判斷矩陣法是從定性分析到定量分析的一種經(jīng)典的系統(tǒng)工程方法，其將影響復(fù)雜系統(tǒng)的各種因素層次化，將人對(duì)因素之間重要性的主觀判斷為主的定性分析定量化，通過較為簡(jiǎn)單的計(jì)算將因素之間的重要性進(jìn)行排序從而將各種復(fù)雜系統(tǒng)因素之間的差異數(shù)值化。由判斷矩陣法確定的因素權(quán)重比直接給出的因素權(quán)重更加客觀、更加準(zhǔn)確。用層次分析法得到權(quán)重步驟如下：

1）確定目標(biāo)和評(píng)價(jià)因素。目標(biāo)即評(píng)價(jià)因素為指標(biāo)體系中的12個(gè)指標(biāo)，={1,2, …,12}。

2）構(gòu)造判斷矩陣。對(duì)因素指標(biāo)進(jìn)行兩兩判斷，得到它們的相對(duì)重要性之比。一般采用1～9標(biāo)度。即得到判斷矩陣=(u)12×12。

3）計(jì)算層次單排序。對(duì)所有判斷矩陣計(jì)算判斷矩陣的最大特征根max及其對(duì)應(yīng)的特征向量，此特征向量就是各評(píng)價(jià)因素的層次單排序權(quán)重。

4）計(jì)算層次總排序。由因素的層次單排序權(quán)重迭代計(jì)算出相對(duì)被評(píng)目標(biāo)的層次總排序權(quán)重。最終我們需要的因素權(quán)重就是層次總排序權(quán)重。

5）一致性檢驗(yàn)。一致性檢驗(yàn)包括層次單排序一致性檢驗(yàn)和層次總排序一致性檢驗(yàn)。

電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目可分為6類，分別是基礎(chǔ)性和前瞻性技術(shù)研究、重大關(guān)鍵技術(shù)研究、運(yùn)營性技術(shù)研究、先進(jìn)適用技術(shù)示范與應(yīng)用、決策支持技術(shù)研究以及試驗(yàn)?zāi)芰μ嵘?。?yīng)用以上方法，對(duì)不同類別的項(xiàng)目分別確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，得到結(jié)果見表1。

表1 電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重表

2 應(yīng)用舉例

以某智能電網(wǎng)示范工程為例。評(píng)價(jià)得分采取百分制，90～100分，緊迫性和重要性程度較高；70～80分，緊迫性和重要性程度為一般；60～70分，評(píng)價(jià)結(jié)果為不重要；低于60分，無立項(xiàng)必要。

該項(xiàng)目屬于“先進(jìn)適用技術(shù)示范與應(yīng)用”類，必要性、可行性、經(jīng)濟(jì)性和研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)4個(gè)一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重分別為0.20、0.30、0.40和0.10。

1）必要性

一級(jí)指標(biāo)必要性下包括兩個(gè)二級(jí)指標(biāo)，分別是需求緊迫程度和研究創(chuàng)新性，權(quán)重分別為0.15和0.05。

氣候變化和能源問題對(duì)世界各國提出了低碳發(fā)展的迫切要求。發(fā)展智能電網(wǎng)成為推動(dòng)后危機(jī)時(shí)代經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要手段，而智能配用電園區(qū)（城市）作為智能電網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)和成果的集中展示區(qū)，是智能電網(wǎng)開展低碳技術(shù)研究和應(yīng)用最好的試驗(yàn)田[6]。本項(xiàng)目將促使智能電網(wǎng)技術(shù)和成果得到進(jìn)一步提升，將示范工程打造成世界級(jí)智能電網(wǎng)示范區(qū)，為低碳園區(qū)（城市）發(fā)展提供可復(fù)制、易推廣的智能電網(wǎng)低碳化解決方案。因此，項(xiàng)目需求緊迫程度為“迫切”，評(píng)分75分。

研究創(chuàng)新性方面，國內(nèi)外在智能電網(wǎng)城市、智能園區(qū)方面開展了一定的技術(shù)研究，但在低碳智能配用電園區(qū)（城市）智能電網(wǎng)方面，特別是在低碳智能電網(wǎng)技術(shù)的協(xié)調(diào)配合、能效優(yōu)化等方面還處于起步階段，缺乏可復(fù)制、易推廣的低碳園區(qū)（城市）智能電網(wǎng)整體解決方案[7-11]，本項(xiàng)目的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有基于空間、時(shí)間尺度的智能配電網(wǎng)多代理技術(shù)的新能源協(xié)調(diào)控制方法、考慮低碳與節(jié)能的計(jì)及分布式電源特性的智能配用電網(wǎng)的多目標(biāo)最優(yōu)潮流計(jì)算技術(shù)、基于人工智能算法的多樣性負(fù)荷能效協(xié)調(diào)優(yōu)化技術(shù)等7項(xiàng)，因此本項(xiàng)目在研究創(chuàng)新性上屬于“有一定創(chuàng)新”，評(píng)分45分。

2）可行性

一級(jí)指標(biāo)可行性下包括5個(gè)二級(jí)指標(biāo)，分別是研究?jī)?nèi)容的合理性、預(yù)期目標(biāo)及可考核性、技術(shù)路線的合理性和可行性、預(yù)研和前期研究、研究團(tuán)隊(duì)和基礎(chǔ)設(shè)施，權(quán)重分別為0.05、0.1、0.05、0.05和0.05。

根據(jù)項(xiàng)目專家審查會(huì)評(píng)審結(jié)果，該項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容的合理性可評(píng)定為“合理”，技術(shù)路線的合理性和可行性可評(píng)定為“合理可行”，兩項(xiàng)指標(biāo)評(píng)分分別為100分和100分。

本項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)是在保證電網(wǎng)安全可靠供電的前提下，提高清潔能源和終端能源利用效率，促進(jìn)配用電園區(qū)（城市）節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)示范工程對(duì)可再生能源接納能力達(dá)到40%，單位GDP二氧化碳排放強(qiáng)度降低20%，電能占終端能源比重達(dá)到28%，該技術(shù)指標(biāo)可實(shí)現(xiàn)定量考核。故預(yù)期目標(biāo)及可考核性可評(píng)定為目標(biāo)明確、便于考核，評(píng)分為100分。

該項(xiàng)目可行性研究報(bào)告論證充分，針對(duì)性強(qiáng)，故預(yù)研和前期研究一項(xiàng)可評(píng)定為預(yù)研充分、針對(duì)性強(qiáng)，評(píng)分為90分。

項(xiàng)目的牽頭單位為上海市電力公司，參與單位有國網(wǎng)電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)信息通信有限公司、國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院、上海交通大學(xué)與天津大學(xué)，研究人員54人，實(shí)驗(yàn)室條件先進(jìn)，理論研究環(huán)境良好。故研究團(tuán)隊(duì)和基礎(chǔ)設(shè)施可評(píng)定為完全勝任本項(xiàng)目研究，評(píng)分95分。

3）經(jīng)濟(jì)性

一級(jí)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性下包括3個(gè)二級(jí)指標(biāo)，分別是預(yù)算合理性、預(yù)期成效和推廣應(yīng)用前景，權(quán)重分別為0.2、0.15和0.05。

根據(jù)項(xiàng)目專家審查會(huì)評(píng)審結(jié)果，該項(xiàng)目的預(yù)算總額為2000萬元，較為合理，評(píng)分為75分。

本項(xiàng)目預(yù)計(jì)成效為提高園區(qū)（城市）清潔能源占比，間接減少二氧化碳的排放，提高用戶參與電網(wǎng)互動(dòng)的積極性，提升電網(wǎng)的低碳化運(yùn)行水平，為低碳化園區(qū)（城市）建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，為國網(wǎng)公司樹立良好的企業(yè)形象。故預(yù)期成效一項(xiàng)可評(píng)定為對(duì)公司和電網(wǎng)發(fā)展推動(dòng)作用較大、效益明顯，評(píng)分為75分。

本項(xiàng)目的研究成果適用于國內(nèi)已建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)的智能城市、工業(yè)園區(qū)及商業(yè)園區(qū)等，可以為智能配用電園區(qū)（城市）低碳化建設(shè)和改造提供解決方案，為我國智能配用電園區(qū)的發(fā)展和建設(shè)提供指導(dǎo)。在成果推廣過程中，各地可因地制宜根據(jù)園區(qū)（城市）的具體情況，部分或全部應(yīng)用本項(xiàng)目的研究成果[17]。本項(xiàng)目的研究成果充分考慮了標(biāo)準(zhǔn)化和開放性的原則，為將來后續(xù)業(yè)務(wù)的開發(fā)和應(yīng)用提供了開放的接口。因此，推廣應(yīng)用前景一項(xiàng)可評(píng)定為局部應(yīng)用，評(píng)分為45分。

4）研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)

一級(jí)指標(biāo)研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)下包括兩個(gè)二級(jí)指標(biāo)，分別是技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和管理風(fēng)險(xiǎn)，權(quán)重分別為0.05和0.05。

根據(jù)項(xiàng)目專家審查會(huì)評(píng)審結(jié)果，本項(xiàng)目的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和管理風(fēng)險(xiǎn)均較低，評(píng)分分別為75分和75分。

5）綜合評(píng)價(jià)得分

綜合各項(xiàng)指標(biāo)得分，總分值是78.75分，具體指標(biāo)得分見表2。

表2 具體指標(biāo)得分

總體上來說，根據(jù)項(xiàng)目得分開展項(xiàng)目排序工作，排序居中，緊迫性和重要性程度為一般。

將該方法應(yīng)用于國家電網(wǎng)公司2016年科技項(xiàng)目評(píng)價(jià)打分工作，專家選取50個(gè)項(xiàng)目按照經(jīng)驗(yàn)開展評(píng)價(jià)工作，評(píng)價(jià)結(jié)果與專家依據(jù)經(jīng)驗(yàn)打分結(jié)果一致。專家對(duì)本文典型項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)為優(yōu)先級(jí)居中，重要程度為一般，與本方法得分結(jié)論一致，項(xiàng)目研究方法實(shí)用性強(qiáng)。

3 結(jié)論

本文提出基于層次分析法的電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)方法，建立項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。該方法基于層次分析法，對(duì)電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目評(píng)價(jià)樣本建立層次化結(jié)構(gòu)模型，該方法全面地反映電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)的各方面屬性，評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確，能更好的指導(dǎo)項(xiàng)目安排決策工作，促進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目排序工作科學(xué)合理，提高投入的精準(zhǔn)性。

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Research on the Evaluation Method of Power Grid Science and Technology Project based on Analytic Hierarchy Process

Yang bo1Zhao Juan2Tang Wei3Fang Yingying4

(1. Electric Power and Economic Research Institute of Liaoning, Shenyang, Liaoning 110015;2. State Power Economic Research Institute, Beijing 100052;3. Electric Power and Economic Research Institute of Jiangxi, Nanchang 330043;4. State Grid Xiamen Electric Power Supply Company, Xiamen, Fujian 361004)

According to the characteristics of power grid science and technology project, a comprehensive evaluation method of the project is put forward. Based on hierarchical analysis method, the power grid science and technology project evaluation index system is established. The calculation method of evaluation criteria and the quantitative analysis methods for comprehensive evaluation of power grid science and technology project scheduling are determined. The contribution of the evaluation index to the evaluation results is taken into account, the comprehensive score of the evaluation sample is more precisely. The effectiveness and practicability of the method are verified by the evaluation and analysis of a smart grid demonstration project.

power grid science and technology project; evaluation index; analytic hierarchy process

楊 博（1984-），男，碩士，工程師，主要從事配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、配電自動(dòng)化方面的研究工作。