CN111353711A - 基于topsis法的综合能源系统评价方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法和系统,包括获取综合能源系统的评价指标；利用组合赋权法计算多级指标的组合权重值，并设定多级指标的最优解，计算末级指标到最优解的欧式距离；根据各个末级指标的数值进行灰色关联测度，计算末级指标与最优解的灰色关联贴近度，并根据专家打分值计算专家决策价值度；利用成熟度法计算指标层次系统的多级指标成熟度，将成熟度、灰色关联贴近度和专家决策价值度生成综合能源系统的三维评价体系空间模型，将参数数据输入三维评价体系空间模型得到评价结果。本发明针对当前综合能源系统发展趋势提出了相应的评价方法，兼顾技术和经济多方面的需求，为综合能源系统发展提供理论支撑。
Description
技术领域
本发明涉及综合能源系统技术领域，尤其是涉及基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法和系统。
背景技术
能源是人类生活与生产提供能量来源，自21世纪以来，以风能、太阳能为代表的清洁、可再生能源相对于传统的化石燃料展现出了巨大的优势。近年来，能源系统源、网、荷各环节形态呈现多样化特征，各种能源转化和存储设备的革新促进了能源系统的深度耦合，能源互联网、综合能源系统等概念成为产业界关注的热点。
相比传统电网，综合能源系统是一个有大量新能源接入的、涵盖冷、热、电等多种能源形态的能源网络，集多种能源生产、转换、输送及消费各环节于一体，可以实现对冷、热、电等各类能源的综合管控，使能源行业朝“低碳、高效”的可持续化方向转型发展。
由于综合能源系统的开放性和复杂性，传统的评价模型和方法往往具有一定的局限性，难以做出全面的评价，从而很难为未来综合能源系统的发展提供理论支持，提出新的综合能源系统评价模型与方法迫在眉睫。
综上所述，综合能源系统的综合评估是探究区域多能协同规划、系统配置设计、系统优化运行及能效提升等方面的关键所在，如何构建更为全面、完整、科学的评价体系和方法则是亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法和系统，针对当前综合能源系统发展趋势提出了相应的评价方法，兼顾技术和经济多方面的需求，为综合能源系统发展提供理论支撑。
第一方面，本发明实施例提供了基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法，包括：
获取综合能源系统的评价指标，所述评价指标为指标层次系统，且所述指标层次系统包括多级指标；
结合所述指标层次系统，利用组合赋权法计算所述多级指标的组合权重值，并设定所述多级指标的最优解，计算所述多级指标的各个末级指标到所述最优解的欧式距离；
根据所述各个末级指标的数值进行灰色关联测度，利用灰色关联测度值和所述欧式距离计算所述末级指标与所述最优解的灰色关联贴近度，并根据专家打分值计算专家决策价值度；
利用成熟度法计算所述指标层次系统的多级指标成熟度，将所述多级指标成熟度、灰色关联贴近度和专家决策价值度生成综合能源系统的三维评价体系空间模型；
获取所述综合能源系统的参数数据，将所述参数数据输入所述三维评价体系空间模型得到评价结果。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述指标层次系统包括，但不限于一级指标、二级指标和三级指标。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述一级指标包括能量使用概况、新能源渗透、环保优化、安全可靠、健康水平和经济性，所述二级指标包括，但不限于冷负荷、热负荷、电负荷、传统发电量、燃气量、储能量、新能源占比、新能源消纳、二氧化碳排放、污染气体排放、能量转化效率、能源中断与恢复、安全与事故占比、能量市场活跃度、经济回报和盈利水平。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述结合所述指标层次系统，利用组合赋权法计算所述多级指标的组合权重值包括：
生成指标层次系统的评价矩阵；
根据所述指标层次系统和专家打分值，利用AHP法计算主观权重值；
根据所述指标层次系统各级指标的数值，利用熵值法计算客观权重值；
结合所述主观权重值和所述客观权重值，进行人工或计算机组合计算得到每个所述末级指标的组合权重值，并根据所述指标层次系统的构架确定所有上级指标的组合权重值。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述设定所述多级指标的最优解，计算所述多级指标的各个末级指标到所述最优解的欧式距离包括：
判断所述末级指标的最优方向，所述最优方向包括正向和负向；
对评价矩阵进行无量纲化处理得到系统指标矩阵，根据所述系统指标矩阵计算所述末级指标到所述最优解的距离，得到各个末级指标到所述最优解的欧式距离，其中，所述最优解包括正最优解和负最优解。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述利用灰色关联测度值和所述欧式距离计算所述末级指标与所述最优解的灰色关联贴近度包括：
利用灰色关联分析法计算灰色关联系数矩阵，并计算末级指标到所述正最优解和负最优解的灰色关联度；
根据所述灰色关联度计算末级指标与所述最优解的灰色关联贴近度。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述利用成熟度法计算所述指标层次系统的多级指标成熟度包括：
建立成熟度评价模型；
计算各个指标的灰色评价权向量和灰色评价权矩阵；
根据所述灰色评价权矩阵计算综合评价权向量，结合最大隶属度原则计算各个指标的成熟度级别。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述将所述多级指标成熟度、灰色关联贴近度和专家决策价值度生成综合能源系统的三维评价体系空间模型包括：
针对每个指标，建立以所述多级指标成熟度为x轴，以所述灰色关联贴近度为y轴以及以专家决策价值度为z轴的所述三维评价体系空间模型，输入所述参数数据得到评价结果。
第二方面，本发明实施例提供了基于TOPSIS法的综合能源系统评价系统，包括：
获取单元，用于获取综合能源系统的评价指标，所述评价指标为指标层次系统，且所述指标层次系统包括多级指标；
第一计算单元，用于结合所述指标层次系统，利用组合赋权法计算所述多级指标的组合权重值，并设定所述多级指标的最优解，计算所述多级指标的各个末级指标到所述最优解的欧式距离；
第二计算单元，用于根据所述各个末级指标的数值进行灰色关联测度，利用灰色关联测度值和所述欧式距离计算所述末级指标与所述最优解的灰色关联贴近度，并根据专家打分值计算专家决策价值度；
第三计算单元，用于利用成熟度法计算所述指标层次系统的多级指标成熟度，将所述多级指标成熟度、灰色关联贴近度和专家决策价值度生成综合能源系统的三维评价体系空间模型；
评价单元，用于获取所述综合能源系统的参数数据，将所述参数数据输入所述三维评价体系空间模型得到评价结果。
本发明提供了基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法和系统,包括获取综合能源系统的评价指标；利用组合赋权法计算多级指标的组合权重值，并设定多级指标的最优解，计算末级指标到最优解的欧式距离；根据各个末级指标的数值进行灰色关联测度，计算末级指标与最优解的灰色关联贴近度，并根据专家打分值计算专家决策价值度；利用成熟度法计算指标层次系统的多级指标成熟度，将成熟度、灰色关联贴近度和专家决策价值度生成综合能源系统的三维评价体系空间模型，将参数数据输入三维评价体系空间模型得到评价结果。本发明针对当前综合能源系统发展趋势提出了相应的评价方法，兼顾技术和经济多方面的需求，为综合能源系统发展提供理论支撑。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法流程图；
图2为本发明实施例提供的步骤S102方法流程图；
图3为本发明实施例提供的基于TOPSIS法的综合能源系统评价系统示意图。
图标：10-获取单元；20-第一计算单元；30-第二计算单元；40-第三计算单元；50-评价单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
能源是人类生活与生产提供能量来源，自21世纪以来，以风能、太阳能为代表的清洁、可再生能源相对于传统的化石燃料展现出了巨大的优势。近年来，能源系统源、网、荷各环节形态呈现多样化特征，各种能源转化和存储设备的革新促进了能源系统的深度耦合，能源互联网、综合能源系统等概念成为产业界关注的热点。相比传统电网，综合能源系统是一个有大量新能源接入的、涵盖冷、热、电等多种能源形态的能源网络，集多种能源生产、转换、输送及消费各环节于一体，可以实现对冷、热、电等各类能源的综合管控，使能源行业朝“低碳、高效”的可持续化方向转型发展。由于综合能源系统的开放性和复杂性，传统的评价模型和方法往往具有一定的局限性，难以做出全面的评价，从而很难为未来综合能源系统的发展提供理论支持，提出新的综合能源系统评价模型与方法迫在眉睫。
综上所述，综合能源系统的综合评估是探究区域多能协同规划、系统配置设计、系统优化运行及能效提升等方面的关键所在，如何构建更为全面、完整、科学的评价体系和方法则是亟待解决的问题。
基于此，本发明实施例提供了基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法和系统，针对当前综合能源系统发展趋势提出了相应的评价方法，兼顾技术和经济多方面的需求，为综合能源系统发展提供理论支撑。
实施例一：
图1为本发明实施例提供的基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法流程图。
参照图1，基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法，包括：
步骤S101，获取综合能源系统的评价指标，评价指标为指标层次系统，且指标层次系统包括多级指标，这里，指标层次系统包括，但不限于一级指标、二级指标和三级指标。
步骤S102，结合指标层次系统，利用组合赋权法计算多级指标的组合权重值，并设定多级指标的最优解，计算多级指标的各个末级指标到最优解的欧式距离；
步骤S103，根据各个末级指标的数值进行灰色关联测度，利用灰色关联测度值和欧式距离计算末级指标与最优解的灰色关联贴近度，并根据专家打分值计算专家决策价值度；
步骤S104，利用成熟度法计算指标层次系统的多级指标成熟度，将多级指标成熟度、灰色关联贴近度和专家决策价值度生成综合能源系统的三维评价体系空间模型；
步骤S105，获取综合能源系统的参数数据，将参数数据输入三维评价体系空间模型得到评价结果。
评价方法的重点在于建立评价指标体系，好的指标体系能够兼顾各方面的因素，进而提供全方面的评估手段。为方便对本发明实施例提供的评价方法进行理解，将可能涉及的指标整理如下表。根据示例中的一级和二级指标，将二级指标进一步细化，鉴于三级指标数量较多，故不再列出。
表1综合能源指标体系示例(部分)
根据本发明的示例性实施例，参照图2，步骤S102包括：
步骤S201，生成指标层次系统的评价矩阵；
步骤S202，根据指标层次系统和专家打分值，利用AHP法计算主观权重值；
步骤S203，根据指标层次系统各级指标的数值，利用熵值法计算客观权重值；
步骤S204，结合主观权重值和客观权重值，进行人工或计算机组合得到每个末级指标的组合权重值，并根据指标层次系统的构架确定所有上级指标的组合权重值。
根据本发明的示例性实施例，步骤S102还包括：
判断末级指标的最优方向，最优方向包括正向和负向；
对评价矩阵进行无量纲化处理得到系统指标矩阵，根据系统指标矩阵计算级指标到最优解的距离，得到各个末级指标到最优解的欧式距离，其中，最优解包括正最优解和负最优解。
根据本发明的示例性实施例，步骤S103包括：
利用灰色关联分析法计算灰色关联系数矩阵，并计算末级指标到正最优解和负最优解的灰色关联度；
根据灰色关联度计算末级指标与最优解的灰色关联贴近度。
根据本发明的示例性实施例，步骤S104包括：
建立成熟度评价模型；
计算各个指标的灰色评价权向量和灰色评价权矩阵；
根据灰色评价权矩阵计算综合评价权向量，结合最大隶属度原则计算各个指标的成熟度级别。
根据本发明的示例性实施例，步骤S104还包括：
针对每个指标，建立以多级指标成熟度为x轴，以灰色关联贴近度为y轴以及以专家决策价值度为z轴的三维评价体系空间模型，以输入参数数据得到评价结果。
本发明提供了基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法,包括获取综合能源系统的评价指标；利用组合赋权法计算多级指标的组合权重值，并设定多级指标的最优解，计算末级指标到最优解的欧式距离；根据各个末级指标的数值进行灰色关联测度，计算末级指标与最优解的灰色关联贴近度，并根据专家打分值计算专家决策价值度；利用成熟度法计算指标层次系统的多级指标成熟度，将成熟度、灰色关联贴近度和专家决策价值度生成综合能源系统的三维评价体系空间模型，将参数数据输入三维评价体系空间模型得到评价结果。本发明针对当前综合能源系统发展趋势提出了相应的评价方法，兼顾技术和经济多方面的需求，为综合能源系统发展提供理论支撑。
实施例二：
图3为本发明实施例提供的基于TOPSIS法的综合能源系统评价系统示意图。
参照图3，基于TOPSIS法的综合能源系统评价系统，包括：
获取单元10，用于获取综合能源系统的评价指标，评价指标为指标层次系统，且指标层次系统包括多级指标；
第一计算单元20，用于结合指标层次系统，利用组合赋权法计算多级指标的组合权重值，并设定多级指标的最优解，计算多级指标的各个末级指标到最优解的欧式距离；
第二计算单元30，用于根据各个末级指标的数值进行灰色关联测度，利用灰色关联测度值和欧式距离计算末级指标与最优解的灰色关联贴近度，并根据专家打分值计算专家决策价值度；
第三计算单元40，用于利用成熟度法计算指标层次系统的多级指标成熟度，将多级指标成熟度、灰色关联贴近度和专家决策价值度生成综合能源系统的三维评价体系空间模型；
评价单元50，用于获取综合能源系统的参数数据，将参数数据输入三维评价体系空间模型得到评价结果。
需要说明的是，本发明实施例提供的基于TOPSIS法的综合能源系统评价系统，与上述实施例提供的基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法，其特征在于，包括：
获取综合能源系统的评价指标，所述评价指标为指标层次系统，且所述指标层次系统包括多级指标；
结合所述指标层次系统，利用组合赋权法计算所述多级指标的组合权重值，并设定所述多级指标的最优解，计算所述多级指标的各个末级指标到所述最优解的欧式距离；
根据所述各个末级指标的数值进行灰色关联测度，利用灰色关联测度值和所述欧式距离计算所述末级指标与所述最优解的灰色关联贴近度，并根据专家打分值计算专家决策价值度；
利用成熟度法计算所述指标层次系统的多级指标成熟度，将所述多级指标成熟度、灰色关联贴近度和专家决策价值度生成综合能源系统的三维评价体系空间模型；
获取所述综合能源系统的参数数据，将所述参数数据输入所述三维评价体系空间模型得到评价结果。
2.根据权利要求1所述的基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法，其特征在于，所述指标层次系统包括，但不限于一级指标、二级指标和三级指标。
3.根据权利要求2所述的基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法，其特征在于，所述一级指标包括能量使用概况、新能源渗透、环保优化、安全可靠、健康水平和经济性，所述二级指标包括冷负荷、热负荷、电负荷、传统发电量、燃气量、储能量、新能源占比、新能源消纳、二氧化碳排放、污染气体排放、能量转化效率、能源中断与恢复、安全与事故占比、能量市场活跃度、经济回报和盈利水平。
4.根据权利要求2所述的基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法，其特征在于，所述结合所述指标层次系统，利用组合赋权法计算所述多级指标的组合权重值包括：
生成指标层次系统的评价矩阵；
根据所述指标层次系统和专家打分值，利用AHP法计算主观权重值；
根据所述指标层次系统各级指标的数值，利用熵值法计算客观权重值；
结合所述主观权重值和所述客观权重值，进行人工或计算机组合计算得到每个所述末级指标的组合权重值，并根据所述指标层次系统的构架确定所有上级指标的组合权重值。
5.根据权利要求2所述的基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法，其特征在于，所述设定所述多级指标的最优解，计算所述多级指标的各个末级指标到所述最优解的欧式距离包括：
判断所述末级指标的最优方向，所述最优方向包括正向和负向；
对评价矩阵进行无量纲化处理得到系统指标矩阵，根据所述系统指标矩阵计算所述末级指标到所述最优解的距离，其中，所述最优解包括正最优解和负最优解。
6.根据权利要求5所述的基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法，其特征在于，所述利用灰色关联测度值和所述欧式距离计算所述末级指标与所述最优解的灰色关联贴近度包括：
利用灰色关联分析法计算灰色关联系数矩阵，并计算末级指标到所述正最优解和负最优解的灰色关联度；
根据所述灰色关联度计算末级指标与所述最优解的灰色关联贴近度。
7.根据权利要求2所述的基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法，其特征在于，所述利用成熟度法计算所述指标层次系统的多级指标成熟度包括：
建立成熟度评价模型；
计算各个指标的灰色评价权向量和灰色评价权矩阵；
根据所述灰色评价权矩阵计算综合评价权向量，结合最大隶属度原则计算各个指标的成熟度级别。
8.根据权利要求2所述的基于TOPSIS法的综合能源系统评价方法和系统，其特征在于，所述将所述多级指标成熟度、灰色关联贴近度和专家决策价值度生成综合能源系统的三维评价体系空间模型包括：
针对每个指标，建立以所述多级指标成熟度为x轴，以所述灰色关联贴近度为y轴以及以专家决策价值度为z轴的所述三维评价体系空间模型，输入所述参数数据得到评价结果。
9.一种基于TOPSIS法的综合能源系统评价系统，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取综合能源系统的评价指标，所述评价指标为指标层次系统，且所述指标层次系统包括多级指标；
第一计算单元，用于结合所述指标层次系统，利用组合赋权法计算所述多级指标的组合权重值，并设定所述多级指标的最优解，计算所述多级指标的各个末级指标到所述最优解的欧式距离；
第二计算单元，用于根据所述各个末级指标的数值进行灰色关联测度，利用灰色关联测度值和所述欧式距离计算所述末级指标与所述最优解的灰色关联贴近度，并根据专家打分值计算专家决策价值度；
第三计算单元，用于利用成熟度法计算所述指标层次系统的多级指标成熟度，将所述多级指标成熟度、灰色关联贴近度和专家决策价值度生成综合能源系统的三维评价体系空间模型；
评价单元，用于获取所述综合能源系统的参数数据，将所述参数数据输入所述三维评价体系空间模型得到评价结果。
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| CN202010136824.7A CN111353711A (zh) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | 基于topsis法的综合能源系统评价方法和系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111353711A true CN111353711A (zh) | 2020-06-30 |
Family
ID=71192428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010136824.7A Pending CN111353711A (zh) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | 基于topsis法的综合能源系统评价方法和系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111353711A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111815185A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-23 | 广东电网有限责任公司 | 一种配电网清洁性评价方法及相关装置 |
| CN112488545A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-12 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤矿生产预警的智能决策方法 |
| CN112634078A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-09 | 南京工程学院 | 一种基于多维指标融合的大工业负荷中断优先级评估方法 |
-
2020
- 2020-03-02 CN CN202010136824.7A patent/CN111353711A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111815185A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-23 | 广东电网有限责任公司 | 一种配电网清洁性评价方法及相关装置 |
| CN112488545A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-12 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤矿生产预警的智能决策方法 |
| CN112488545B (zh) * | 2020-12-07 | 2023-05-16 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤矿生产预警的智能决策方法 |
| CN112634078A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-09 | 南京工程学院 | 一种基于多维指标融合的大工业负荷中断优先级评估方法 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20200630 |