基于數(shù)據(jù)挖掘的區(qū)域電力市場(chǎng)輔助服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)

侯丙辛

（廣東省能源集團(tuán)有限公司）

0 引言

為滿足我國(guó)電力市場(chǎng)的穩(wěn)定發(fā)展、運(yùn)營(yíng)、管理需求，電力企業(yè)除了要提供用戶電力資源交易、供電保障、電能生產(chǎn)、使用等服務(wù)，還需要根據(jù)市場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)需求，為用戶提供調(diào)峰、電壓調(diào)控等輔助性電力服務(wù)，此類服務(wù)在電力市場(chǎng)內(nèi)被統(tǒng)稱為輔助類服務(wù)。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)工作的持續(xù)推進(jìn)，電力市場(chǎng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)運(yùn)行模式都在此過(guò)程中發(fā)生改變[1]。實(shí)時(shí)的需求反應(yīng)與發(fā)電的控制密切相關(guān)，意味著需求和供應(yīng)之間存在大量的交互作用，而通過(guò)調(diào)控市場(chǎng)機(jī)制，可以有效地促進(jìn)電力資源的供求平衡，從而形成電力市場(chǎng)的均衡發(fā)展模式。目前，我國(guó)仍沒(méi)有建立起一個(gè)完整的電力市場(chǎng)輔助服務(wù)模式，而要助力電力企業(yè)再發(fā)展，其中一個(gè)重要的目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的市場(chǎng)化[2]。為達(dá)成此項(xiàng)目標(biāo)，電力市場(chǎng)發(fā)布了多項(xiàng)文件用于填充輔助服務(wù)項(xiàng)目，以此種方式，致力于提供用電用戶專項(xiàng)服務(wù)，提高服務(wù)的質(zhì)量、效率與綜合水平。在提供用戶輔助服務(wù)過(guò)程中，對(duì)服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行針對(duì)性評(píng)價(jià)，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)過(guò)程的持續(xù)優(yōu)化，還可以為后續(xù)服務(wù)改進(jìn)工作給予決策幫助[3]。因此，本文將在此研究中，引進(jìn)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，根據(jù)電力市場(chǎng)的持續(xù)化發(fā)展與運(yùn)營(yíng)需求，設(shè)計(jì)一種針對(duì)市場(chǎng)輔助服務(wù)質(zhì)量的全新評(píng)價(jià)方法，助力我國(guó)電力市場(chǎng)的穩(wěn)定、健康發(fā)展。

1 設(shè)計(jì)服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

為實(shí)現(xiàn)對(duì)電力企業(yè)運(yùn)營(yíng)中輔助性服務(wù)質(zhì)量的精準(zhǔn)評(píng)估，可根據(jù)相關(guān)工作的實(shí)際需求，全面考慮電力市場(chǎng)供應(yīng)商在提供用戶服務(wù)時(shí)的義務(wù)與應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任，根據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展情況與產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)，遵循針對(duì)性、全面性等原則的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[4]。指標(biāo)內(nèi)容如表1 所示。

表1 服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

通過(guò)上述方式，完成對(duì)服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的設(shè)計(jì)。

2 基于數(shù)據(jù)挖掘的指標(biāo)重要度系數(shù)計(jì)算

考慮到不同的指標(biāo)在評(píng)價(jià)過(guò)程中的重要程度不同，得到的最終評(píng)價(jià)結(jié)果不同，因此，要實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)質(zhì)量的精準(zhǔn)評(píng)價(jià)，需要對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的重要度系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)此種方式，確定指標(biāo)的權(quán)重[5]。根據(jù)上述表1 中的內(nèi)容，明確評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中共包括5 個(gè)一級(jí)指標(biāo)與10 個(gè)二級(jí)指標(biāo)。在此過(guò)程中，引進(jìn)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要性進(jìn)行挖掘，此過(guò)程如下計(jì)算公式所示：

式中，Q表示評(píng)價(jià)指標(biāo)重要性的挖掘過(guò)程；S表示指標(biāo)向量；E表示指標(biāo)屬性；P表示指標(biāo)期望評(píng)分；x表示指標(biāo)覆蓋范圍；i表示服務(wù)過(guò)程中的體驗(yàn)值。在此基礎(chǔ)上，設(shè)定不同指標(biāo)的重要度分值。對(duì)其重要度進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式如下：

式中，A表示指標(biāo)的重要度分值；W表示業(yè)務(wù)對(duì)象；f表示專家系統(tǒng)評(píng)分結(jié)果；e表示初始化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；α表示數(shù)據(jù)類別。輸出式（2）的計(jì)算結(jié)果，根據(jù)重要性系數(shù)的取值，明確不同指標(biāo)在評(píng)價(jià)過(guò)程中的權(quán)重，對(duì)重要性的不同取值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如表2所示。

表2 重要性系數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn)與描述

根據(jù)表2 中的內(nèi)容，當(dāng)指標(biāo)的重要性系數(shù)對(duì)應(yīng)“不重要”時(shí)，評(píng)價(jià)中該指標(biāo)的權(quán)重較低，當(dāng)指標(biāo)的重要性系數(shù)對(duì)應(yīng)“不太重要”時(shí)，評(píng)價(jià)中該指標(biāo)的權(quán)重將高于“不重要”指標(biāo)的權(quán)重。通過(guò)此種方式，完成對(duì)指標(biāo)重要度系數(shù)的計(jì)算，掌握不同指標(biāo)在計(jì)算中的權(quán)重。

3 基于熵權(quán)法的服務(wù)質(zhì)量灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)

在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，引進(jìn)熵權(quán)法，進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量的灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)時(shí)，需要先設(shè)定一個(gè)正向指標(biāo)，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。處理過(guò)程如下計(jì)算公式所示：

式中，ε表示無(wú)量綱化處理；D表示正向指標(biāo)；β表示逆指標(biāo)；j表示處理過(guò)程中的約束條件。在此基礎(chǔ)上，提取評(píng)價(jià)指標(biāo)特征向量，引進(jìn)灰色理論，計(jì)算不同指標(biāo)與輔助服務(wù)質(zhì)量之間的關(guān)聯(lián)程度。對(duì)關(guān)聯(lián)系數(shù)的計(jì)算可用下述公式實(shí)現(xiàn)：

式中，B表示指標(biāo)與輔助服務(wù)質(zhì)量之間的關(guān)聯(lián)程度（關(guān)聯(lián)系數(shù)）；x表示灰色理論；m表示指標(biāo)之間的均方差。根據(jù)指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)熵值，以此種方式，確保在評(píng)價(jià)過(guò)程中各個(gè)指標(biāo)具有可量化的能力。此過(guò)程如下計(jì)算公式所示：

式中，d表示指標(biāo)熵權(quán)值；φ表示條件熵；n表示指標(biāo)可量化程度。完成上述計(jì)算后，將理想服務(wù)質(zhì)量與當(dāng)前服務(wù)質(zhì)量之間的差值作為評(píng)價(jià)電力市場(chǎng)輔助服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵。計(jì)算理想服務(wù)質(zhì)量與當(dāng)前服務(wù)質(zhì)量之間的差值，如下計(jì)算公式所示：

式中，e表示理想服務(wù)質(zhì)量與當(dāng)前服務(wù)質(zhì)量之間的差值；k表示期望服務(wù)質(zhì)量；γ表示輔助服務(wù)環(huán)境；ψ表示服務(wù)水平。輸出式（6）的結(jié)果，如果理想服務(wù)質(zhì)量與當(dāng)前服務(wù)質(zhì)量之間的差值較小，證明電力市場(chǎng)輔助服務(wù)質(zhì)量較高。反之，服務(wù)質(zhì)量較差。按照上述方式，完成對(duì)電力市場(chǎng)輔助服務(wù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)。

4 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

結(jié)合上述提出的服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，為驗(yàn)證這一方法在實(shí)際應(yīng)用中的可行性，選擇將新的服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法作為實(shí)驗(yàn)組，將現(xiàn)有區(qū)域電力市場(chǎng)中使用的基于SERVQUAL 模型的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法作為對(duì)照組。針對(duì)相同的評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行評(píng)分，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況的一致性對(duì)比，檢驗(yàn)兩種評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用可行性和優(yōu)勢(shì)。針對(duì)兩種評(píng)價(jià)方法當(dāng)中的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，在實(shí)驗(yàn)前確定其基準(zhǔn)值。為確?；鶞?zhǔn)值的可靠性，在設(shè)定這一數(shù)值時(shí)，按照下述兩種方式確定，第一，結(jié)合區(qū)域電力市場(chǎng)對(duì)指標(biāo)數(shù)值規(guī)定確定大致范圍；第二，選擇每一指標(biāo)在連續(xù)三次內(nèi)部評(píng)價(jià)中的平均數(shù)值，若平均數(shù)值在規(guī)定范圍內(nèi)，則將該數(shù)值作為基準(zhǔn)值，若平均數(shù)值不在規(guī)定范圍內(nèi)，則重新確定范圍或重新求取平均數(shù)值。將兩種質(zhì)量評(píng)價(jià)方法得出的針對(duì)每一項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)值評(píng)分結(jié)果與基準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，并計(jì)算二者之間的一致度。一致度的計(jì)算公式為：

式中，λ表示評(píng)價(jià)結(jié)果與基準(zhǔn)值相比的一致度；N表示對(duì)區(qū)域電力市場(chǎng)輔助服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的指標(biāo)數(shù)量；εI表示通過(guò)實(shí)驗(yàn)組評(píng)價(jià)方法或?qū)φ战M評(píng)價(jià)方法給出的某一指標(biāo)I的評(píng)分結(jié)果；yI表示某一評(píng)價(jià)指標(biāo)I的基準(zhǔn)值。根據(jù)上述公式，完成對(duì)兩種評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)結(jié)果一致度的對(duì)比，一致度的取值在0～1 范圍內(nèi)，λ值越接近1，則說(shuō)明一致度越高，評(píng)價(jià)結(jié)果越符合實(shí)際；λ值越接近0，則說(shuō)明一致度越低，評(píng)價(jià)結(jié)果越不符合實(shí)際。為方便對(duì)兩種評(píng)價(jià)方法的比較，將評(píng)價(jià)結(jié)果一致度繪制成下圖所示。

圖 實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組評(píng)價(jià)結(jié)果一致度曲線

圖中指標(biāo)I～V 分別表示為服務(wù)技術(shù)考核指標(biāo)A1、電力市場(chǎng)發(fā)展條件指標(biāo)A2、電力市場(chǎng)輔助服務(wù)行為指標(biāo)A3、服務(wù)表現(xiàn)能力指標(biāo)A4、電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)與管理中的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)A5。

從圖中得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出，實(shí)驗(yàn)組針對(duì)五個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)給出的評(píng)價(jià)結(jié)果與基準(zhǔn)值之間相比，其一致度均在0.75 以上，而對(duì)照組評(píng)價(jià)方法針對(duì)五個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)給出的評(píng)價(jià)結(jié)果與基準(zhǔn)值之間相比，其一致度均低于0.50。綜合對(duì)比得出，明顯實(shí)驗(yàn)組評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果一致度更接近1，評(píng)價(jià)一致性更高，評(píng)價(jià)結(jié)果更符合實(shí)際，而對(duì)照組評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果一致度更接近0，評(píng)價(jià)一致性更低，評(píng)價(jià)結(jié)果更不符合實(shí)際。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，若能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)本文提出的評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用為區(qū)域電力市場(chǎng)輔助服務(wù)的質(zhì)量管理提供更有利的評(píng)價(jià)依據(jù)。同時(shí)，根據(jù)本文評(píng)價(jià)方法給出的具體評(píng)價(jià)結(jié)果能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)區(qū)域電力市場(chǎng)輔助服務(wù)措施優(yōu)化提供更有力決策依據(jù)，進(jìn)而促進(jìn)區(qū)域電力市場(chǎng)輔助服務(wù)向著更高品質(zhì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)區(qū)域電力市場(chǎng)整體的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)設(shè)計(jì)服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、指標(biāo)重要度系數(shù)計(jì)算、基于熵權(quán)法的服務(wù)質(zhì)量灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)，完成了基于數(shù)據(jù)挖掘的區(qū)域電力市場(chǎng)輔助服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法設(shè)計(jì)。該方法在經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)后，證明具有一定可行性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)過(guò)程中質(zhì)量的精準(zhǔn)評(píng)價(jià)，使用本文設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量的全面評(píng)估，可以為電力市場(chǎng)服務(wù)模式的全面優(yōu)化提供進(jìn)一步的指導(dǎo)與幫助，以此種方式，深化電力市場(chǎng)的發(fā)展模式，助力我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。