CN111898284A - 基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法 - Google Patents

基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法 Download PDF

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CN111898284A CN202010846656.0A CN202010846656A CN111898284A CN 111898284 A CN111898284 A CN 111898284A CN 202010846656 A CN202010846656 A CN 202010846656A CN 111898284 A CN111898284 A CN 111898284A
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顾辰方
潘俊
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Abstract

本发明公开了基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法；首先，对超导电缆方案涉及的投资成本、供电资源需求和效益要素进行分类、调研和收资，并建模计算；其次，对不可量化因素的综合评估结果进行归一化处理；再次、根据不同的因素及相应权重归一化后的指标通过结果相乘和累加计算方案对应的综合评估结果后，取结果最大的方案作为比选推荐方案；然后，建立方案评估要素判断矩阵；检验所述方案评估要素判断矩阵的一致性，并确定评估权重；最后求解关于所述方案评估要素判断矩阵的特征方程，获得最大特征值λmax所对应的每一所述因素及相应权重。本发明量化成本和效益多方面因素的超导电缆规划方案比选模型，克服现有主观性评估的缺陷。

Description

基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法
技术领域
本发明涉及计算机辅助配电网规划技术领域，特别涉及基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法。
背景技术
超导电缆具有损耗低、传输容量大、节省材料和低污染的特征。超导电缆达到与传统电缆相当的传输容量所要求的电压等级更低，因而在负荷密度高、负荷需求量大、网络损耗高、土地和通道资源紧张的城市电网中拥有广阔的应用前景。随着超导电缆在超导带材、制造工艺、系统设计与施工等方面的成果不断累积，超导电缆已经具备了在实际工程中应用的基本技术条件。
超导电缆受限于带材产能偏低、带材性能仍需研究、工程投资费用偏高以及缺乏长期稳定运行、乃至全寿命周期运行经验等瓶颈，目前难以实现规模化应用。开展超导电缆示范工程应用，探索其替代传统电缆的运行、乃至全寿命周期运行经验，具有必然性和必要性。实施超导电缆示范工程首先需要在规划层面解决方案比选的问题，这包括两个方面：一是提出理论可行的超导电缆应用场景，二是在各个应用场景下结合实际情况比选各实施点的工程方案。
行之有效的超导电缆工程应用场景选取模型、超导电缆规划方案比选研究需结合工程投资、投运效益、实施条件、可靠性、安全性、节能减排等多方面因素综合考虑，从而为示范工程选点提供科学有效的参考和依据。开展超导电缆工程应用场景方案比选能够增强超导电缆示范工程实施的针对性和科学性，提高投资效益。
而在实际应用中，较为缺乏考虑多种影响因素和满足超导电缆应用需要的比选方法。缺乏合理科学的比选方法，易于造成超导电缆规划方案和后期实施考虑因素不够全面、缺乏合理量化依据、投产后的超导电缆利用率低，无法充分发挥其在大容量、低损耗方面的显著优势，从而降低投资效益，不利于超导电缆工程的后续推广和普及应用。
因此，如何克服评估主观性问题，实现基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用规划方案比选成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法，实现的目的藉由层次分析法的框架和思路针对城市配电网超导电缆实施方案比选问题，综合考虑超导电缆的基本特性和城市电网实际，提出城市电网超导电缆理论可行的应用场景，以及量化成本和效益多方面因素的超导电缆规划方案比选模型，用以指导实际示范工程选点。
为实现上述目的，本发明公开了基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法；采用Matlab软件作为方案比选的计算工具，具体步骤如下：
步骤一、对超导电缆方案涉及的投资成本进行分类、调研和收资；
步骤二、对超导电缆方案涉及的供电资源需求进行分类、调研和收资；
步骤三、对超导电缆方案涉及的效益要素进行分类、调研和收资；
步骤四、通过所述计算工具对步骤一至步骤三中的成本因素建模计算；
步骤五、对不可量化因素的综合评估结果进行归一化处理；
步骤六、对超导电缆应用方案的场景进行比选，根据不同的因素及相应权重归一化后的指标通过结果相乘和累加计算方案对应的综合评估结果后，取结果最大的方案作为比选推荐方案；如实际应用时需结合现场情况或应用需要对权重取值结果有所调整，则需重新执行后续步骤；
步骤七、建立方案评估要素判断矩阵；
步骤八、检验所述方案评估要素判断矩阵的一致性；检验方法为计算一致性检验指标CR是否满足CR≤0.1；若检验通过，说明上述判断矩阵在对比因素间重要程度时符合一致性原则，允许继续计算权重，否则需重新研究并确定判断矩阵，直至通过检验；
CR的计算公式如下：
Figure BDA0002643247160000031
式中，CI为一致性指标，按下式计算：
Figure BDA0002643247160000032
其中，λmax为判断阵R的最大特征值，n为矩阵维数，即考虑因素的数量，本例中取为m；
RI的值依据下表确定：
Figure BDA0002643247160000033
步骤九、确定评估权重；求解关于所述方案评估要素判断矩阵的特征方程|R-λI|＝0，其中I为单位阵；
获得最大特征值λmax所对应的标准化特征向量包含的各个元素值，即所述步骤六中，每一所述因素及相应权重。
优选的，在所述步骤一中，所述投资成本包括初始建设成本包括设备购置费、建筑工程费、安装工程费和其他费用；
运行维护成本包括固定运行维护成本和可变运行维护成本；
所述固定运行维护成本指日常监控、定期巡查、故障维修等带来的人力和管理成本；所述可变运行维护成本指因线路运行年限增长引起电缆损耗增加，使得运行维护成本中存在随年限变化的部分；
该项成本表征随着运行年限增加，随之增长的超导电缆系统运行维护成本。
所述调研的内容为设备购置费按构成超导电缆系统各部分的费用总和计算；
所述设备购置费包括本体线路系统、低温制冷系统和监测控制系统设备购置费；
所述本体线路系统购置费用等于超导电缆本体线路、超导电缆终端和附件的总和；
所述建筑工程费、安装工程费按照单位长度电缆建设费用，结合工程量计算；
所述其他费用为工程投资涉及的其他费用情况，结合实际情况调研后确定。
优选的，在所述步骤二中，所述对超导电缆方案涉及的供电资源需求包括站点资源、配套通道和敷设条件三方面；
所述调研和收资的具体内容包括站点资源、配套通道和敷设条件；
所述站点资源反映开展超导电缆工程方案引起的站点配套建设或改造需求；
因电压等级不同，同一供电场景采用超导电缆引起的间隔需求区别于传统电缆。实施方案时，若现状无可利用间隔且需改造的，需调研间隔改造、扩建或新建站点的总成本。同时，现状站点不具备间隔扩建条件、需要新建站点的，不同供电方案所需的站点等级和数量不同，土地资源需求不同。需调研配套新建站点的总占地面积。
所述配套通道表征超导电缆方案在替代传统电缆线路、降低对通道及线路孔位数量需求方面的成效。
需调研超导电缆所需要的有效孔位数和配套通道孔径需求，将其作为通道资源的评估指标。同时还应调研在实施本工程后，现状通道剩余的孔位数量、所允许进一步接入的电缆回路数等条件。
所述敷设条件是对超导电缆在实际复杂环境下的施工适应性作综合评估。
更优选的，所述所述敷设条件的调研内容包括如下内容：
地理位置，以及与附近电源点的距离，能否就近接入系统，敷设距离等技术经济实施条件；
自然条件，包括地形地貌、气候温度、土壤特性、地质条件等多方面因素对施工和投运后运行寿命的影响；
现场监控条件、资金保障、备用安排等条件是否完备，是否存在人员、设备或费用上的困难；
建设地点的经济基础、技术积累、人才储备、科技水平、政策环境、创新意识等，评估建设场景能否最大程度地利用超导电缆现金成果，是否有利于超导电缆的规模化、实际化应用。
优选的，在所述步骤三中，所述效益要素包括超导电缆投资收益和运行效益；
所述投资收益包括网损减少等效收益、科技创新补贴和折旧费；其中所述网损减少等效收益是利用该段线路采用常规电缆场景下的网损结合当地电价折算，在某些情况下，也可根据实际工程经验参数估算；所述科技创新补贴和所述折旧费根据实际调研情况计算得出；
所述运行效益包括可靠性效益、安全性水平、电缆利用效率、节能和环保效益以及技术引领价值。
优选的，在所述步骤四中，所述成本因素建模计算具体如下：
初始建设成本C0的计算公式如下：
Figure BDA0002643247160000051
其中，t为项目建设阶段，根据项目建设周期确定，取整数，建议每阶段的建设周期为1年，t取0时表示项目建设初始阶段；
T1为项目建设完成阶段；
Figure BDA0002643247160000056
为阶段t，0≤t≤T1时的建设投资；
i为项目建设地的贴现率；
运行维护成本C1的计算公式如下：
Figure BDA0002643247160000052
其中，项目运行期末阶段，可由调研所得的项目建设完成阶段T1累加项目运行年限计算得出；
Figure BDA0002643247160000053
为当T1≤t≤T2时的可变运行维护成本；
Figure BDA0002643247160000054
为可变成本估算基数，在缺乏相关实验数据或调研资料时，可将
Figure BDA0002643247160000055
取为首年运维成本，后续运行年按每年5％的比例增长)；
C1为固定运行维护成本；
折旧费E0的计算公式如下：
Figure BDA0002643247160000057
C0为式1计算所得的初始建设成本；γ为超导电缆资产残值率。
优选的，所述步骤五中，所述不可量化因素包括通道资料裕度、敷设条件、可靠性、安全性、节能减排和污染防治以及技术引领。主要标准和依据如下表所示：
Figure BDA0002643247160000061
Figure BDA0002643247160000071
优选的，所述步骤五中，所述归一化处理的步骤如下：
根据所述不可量化因素已有的要素指标结果与方案决策结果为正相关或者负相关，即方案对应的指标结果数值越大越推荐该方案，分别计算；
所述正相关包括网损减少等效收益、补贴、折旧费或残值、利用率、通道资源裕度、敷设条件、可靠性、安全性、节能减排和污染防治、技术引领方面的作用指标结果正相关类指标；具体公式如下：
Figure BDA0002643247160000072
其中，a*为经过归一化处理后的要素指标结果；
a为归一化前的要素指标值；
amax和amin分别为各方案中该类要素指标结果中的最大值和最小值；其中，所述网损减少等效收益、所述补贴、所述利用率在步骤一至步骤三的调研收资过程中得到相关数据，无需计算；
所述负相关包括初始建设成本、运行维护成本、仓位需求、占用土地资源、有效孔位需求、通道建设需求指标结果负相关类指标；具体公式如下：
Figure BDA0002643247160000073
其中，a*为经过归一化处理后的要素指标结果；
a为归一化前的要素指标值
amax和amin分别为各方案中该类要素指标结果中的最大值和最小值。
优选的，所述步骤六中，所述因素及相应的所述权重如下：
Figure BDA0002643247160000081
优选的，所述步骤七中，按照下表所示的因素、指标对比取值规则，由构造出上述比选考虑因素和评价指标的判断矩阵；
Figure BDA0002643247160000082
其中，第i项考虑因素相对第j项考虑因素而言对决策的重要性比较结果记为标度rij(1≤i≤m,1≤j≤m,i≠j)；
将包含m×m个全部标度值构成的矩阵记为判断矩阵R。
本发明的有益效果：
本发明是不仅能为超导电缆规划方案提供考虑综合因素评估的一般流程，而且能够有效弥补方案比选过程中因涉及难以量化的考虑因素而造成评估结果具有主观性的问题，将成为辅助规划人员提升在城市配电网中选择超导电缆应用场景的有效工具。
步骤五、对不可量化因素的综合评估结果进行归一化处理；
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1示出本发明实施例的流程图。
图2示出本发明实施例的上层模型MatlabR2016a主界面示意图。
图3示出本发明判断矩阵数值键入MatlabR2016a脚本编辑器界面示意图。
图4示出本发明校验判断矩阵一致性的MatlabR2016a脚本编辑器界面示意图。
图5示出本发明计算比选评估因素的权重计算过程脚本编辑器界面示意图。
具体实施方式
实施例
采用如图1所示的流程，在Matlab R2016b环境中应用本发明，作为具体实施方式示例。
步骤一：对超导电缆方案涉及的投资成本进行分类、调研和收资。开展规划前提工作，深入现场调研规划和待比选站址和场景搜集资料、采集信息。实施例中搜集的资料包括：初始建设成本、运行维护成本。实施例共考虑两种待比选方案，其投资成本数据汇总如下表所示。
其中，运行维护成本和投资成本共同构成超导电缆工程的总成本，投资成本是一开始要建设投入的费用，运行维护成本是开始运行之后逐年产生的费用。
实施例待比选方案投资成本参数单位：万元
Figure BDA0002643247160000101
步骤二、对超导电缆方案涉及的供电资源需求进行分类、调研和收资，包括站点资源、配套通道和敷设条件三方面。实施例方案一、方案二供电资源需求方面的具体内容如下表所示：
实施例待比选方案供电资源参数
Figure BDA0002643247160000102
步骤三：对超导电缆方案涉及的效益要素进行分类、调研和收资，包括超导电缆投资收益和运行效益两类。实施例方案一、方案二效益要素方面的具体内容如下表所示：
实施例待比选方案效益要素参数
Figure BDA0002643247160000111
步骤四：对步骤一至步骤三中可量化的因素建模计算。在本实施例中，方案一、方案二的项目建设期和运行寿命基本一致，不作区分，无需折算至项目建设初始阶段。实际应用时结合实施地的实际贴现率和建设期、运行寿命等数据按式1至式3计算。
步骤五：对不可量化因素的综合评估结果进行归一化处理；
实施例的不可量化因素已有的要素指标结果
Figure BDA0002643247160000112
Figure BDA0002643247160000121
对上述方案评估要素(投资成本、效益等)的指标结果进行归一化处理。实施例选取初设建设成本、运行维护成本、站点需求量、占用土地资源、有效孔位数、新建通道估算成本、通道资源裕度、敷设条件、网损减少等效收益、科技创新类补贴、折旧费、可靠性、安全性、利用率、节能环保、技术引领共16项指标进行评估。
其中关于决策结果正相关的指标因素包括：通道资源裕度、敷设条件、网损减少等效收益、科技创新类补贴、折旧费、可靠性、安全性、利用率、节能环保、技术引领，其余为负相关指标。按式(4)、式(5)进行归一化处理。以可靠性指标为例，两个待比选方案的指标结果分别为5和4，则指标得分最大值为5，最小值为4，按照归一化计算公式计算，方案一归一化后的评估结果为(5-4)/(5-4)＝1，方案二归一化后的评估结果为(4-4)/(5-4)＝0。在Matlab中的操作步骤和计算过程如下：
首先创建依照待比选方案号的次序记录某项评估指标结果的数据矩阵a，以上述可靠性指标为例，在脚本编辑界面键入：
a＝[5,4]；
分别计算矩阵中指标结果的最大值和最小值：
a_max＝max(a)；a_min＝min(a)；
按公式计算并处理指标结果。可靠性指标为正相关指标，故处理后的指标结果为：
a＝(a–a_min)/(a_max–a_min)；
计算后矩阵a中的计算结果即为所求的归一化结果。按此法处理其他各项指标的评估结果。处理后的指标计算结果如下表所示：
实施例指标归一化评估结果
Figure BDA0002643247160000131
步骤六：按推荐的评估指标权重计算各比选方案的综合评估结果。为示意出实施例确定评估指标权重的过程，或在实际应用中需重新调整各项指标的权重因素的场景，实施例示意出前述步骤七至步骤九的计算过程，如无需调整评估权重可按表3给出的权重推荐结果，结合表10中的指标归一化结果直接计算，则可跳转至实施例步骤十。
建立方案评估要素判断矩阵。按照如下表所示的因素、指标对比取值规则，由专家打分构造出上述比选考虑因素和评价指标的判断矩阵。依据表3列写出的判断矩阵R如下表所示：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1 1.00 1.00 2.00 3.00 5.00 2.00 3.00 1.00 5.00 5.00 5.00 2.00 2.00 7.00 7.00 7.00
2 1.00 1.00 2.00 3.00 5.00 2.00 3.00 1.00 5.00 5.00 5.00 2.00 2.00 7.00 7.00 7.00
3 0.50 0.50 1.00 2.00 2.00 1.00 2.00 0.33 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 4.00 3.00 3.00
4 0.33 0.33 0.50 1.00 5.00 0.50 1.00 1.00 0.50 1.00 1.00 1.00 1.00 3.00 3.00 3.00
5 0.20 0.20 0.50 0.20 1.00 0.50 1.00 1.00 0.50 0.50 0.50 1.00 1.00 3.00 3.00 3.00
6 0.50 0.50 1.00 2.00 2.00 1.00 1.00 0.50 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 5.00 3.00 3.00
7 0.33 0.33 0.50 1.00 1.00 1.00 1.00 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 2.00 3.00 3.00
8 1.00 1.00 3.03 1.00 1.00 2.00 2.00 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00 2.00 3.00 5.00 5.00
9 0.20 0.20 0.50 2.00 2.00 1.00 2.00 1.00 1.00 1.00 1.00 3.00 3.00 4.00 5.00 5.00
10 0.20 0.20 0.50 1.00 2.00 1.00 2.00 1.00 1.00 1.00 1.00 3.00 3.00 3.00 5.00 5.00
11 0.20 0.20 0.50 1.00 2.00 1.00 2.00 1.00 1.00 1.00 1.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
12 0.50 0.50 0.50 1.00 1.00 1.00 2.00 0.50 0.33 0.33 0.33 1.00 1.00 2.00 4.00 4.00
13 0.50 0.50 0.50 1.00 1.00 1.00 2.00 0.50 0.33 0.33 0.33 1.00 1.00 2.00 4.00 4.00
14 0.14 0.14 0.25 0.33 0.33 0.20 0.50 0.33 0.25 0.33 0.33 0.50 0.50 1.00 3.00 3.00
15 0.14 0.14 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.20 0.20 0.20 0.33 0.25 0.25 0.33 1.00 1.00
16 0.14 0.14 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.20 0.20 0.20 0.33 0.25 0.25 0.33 1.00 1.00
矩阵中首行、首列中的序号指评估因素的序号，如：第一项指标指初始建设成本、第二项指运行维护成本等以此类推。
步骤七：检验判断矩阵的一致性。运行MatlabR2016a，打开主界面，如图2所示。
选择新建-脚本，打开一个空白的脚本编程界面，将判断矩阵R的内容键入脚本并保存在变量R中，如图3所示。
利用Matlab中内置的eig函数命令，键入下述命令(实施例中的矩阵维数为16)：
“d＝eig(R)；％获得特征根
[m,n]＝size(R)；％获取矩阵的阶数
maxd＝max(d)；％获得最大特征根”
计算出判断阵R的最大特征值λmax为17.29。
进一步按照式(6)、式(7)计算方式键入下述命令：
“ci＝(maxd-m)/(m-1)；％计算一致性指标CI
cr＝ci/ri(1,m)；％计算一致性比率CR”
点击“运行”后计算，如图4所示。
经计算本例中的一致性检验结果为0.055157579。对照表4的一致性指标对照表，判断矩阵能够通过一致性校验，因此可用于计算和确定各项指标的评估权重。
步骤八：确定评估权重。一致性检验通过后，求解关于判断矩阵的特征方程R-λI＝0，记最大特征值λmax所对应的标准化特征向量包含的各个元素值即对应上述考虑因素指标的权重。在Matlab脚本编辑界面中进一步键入下述命令：
“e＝eye(m)；％构造对角阵
b＝R-maxd*e；
r＝rank(b)；％求解齐次线性方程组
y＝null(b,r)；
y＝y/sum(y)；”
点击“运行”，即可求得特征方程|R-λI|＝0最大特征值λmax所对应的标准化特征向量包含的各个元素值，即求出对应上述考虑因素指标的权重，如图5所示。本实施例中的评估权重计算结果如下表所示。
实施例指标评估权重
Figure BDA0002643247160000151
Figure BDA0002643247160000161
步骤九：将比选方案依据的评估指标(表9)和其对应的权重(表10)相乘相加，计算出实施例方案一和方案二的综合评估结果分别为0.6067和0.6519，方案二的评估结果更大，因此在本实施例中取方案二作为推荐方案。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法；其特征在于，采用Matlab软件作为方案比选的计算工具，具体步骤如下：
步骤一、对超导电缆方案涉及的投资成本进行分类、调研和收资；
步骤二、对超导电缆方案涉及的供电资源需求进行分类、调研和收资；
步骤三、对超导电缆方案涉及的效益要素进行分类、调研和收资；
步骤四、通过所述计算工具对步骤一至步骤三中的成本因素建模计算；
步骤五、对不可量化因素的综合评估结果进行归一化处理；
步骤六、对超导电缆应用方案的场景进行比选，根据不同的因素及相应权重归一化后的指标通过结果相乘和累加计算方案对应的综合评估结果后，取结果最大的方案作为比选推荐方案；如实际应用时需结合现场情况或应用需要对权重取值结果有所调整，则需重新执行后续步骤；
步骤七、建立方案评估要素判断矩阵；
步骤八、检验所述方案评估要素判断矩阵的一致性；检验方法为计算一致性检验指标CR是否满足CR≤0.1；若检验通过，说明上述判断矩阵在对比因素间重要程度时符合一致性原则，允许继续计算权重，否则需重新研究并确定判断矩阵，直至通过检验；
CR的计算公式如下：
Figure FDA0002643247150000011
式中，CI为一致性指标，按下式计算：
Figure FDA0002643247150000012
其中，λmax为判断阵R的最大特征值，n为矩阵维数，即考虑因素的数量，本例中取为m；
RI的值依据下表确定：
Figure FDA0002643247150000013
步骤九、确定评估权重；求解关于所述方案评估要素判断矩阵的特征方程|R-λI|＝0，其中I为单位阵；
获得最大特征值λmax所对应的标准化特征向量包含的各个元素值，即所述步骤六中，每一所述因素及相应权重。
2.根据权利要求1所述的基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述投资成本包括初始建设成本包括设备购置费、建筑工程费、安装工程费和其他费用；
运行维护成本包括固定运行维护成本和可变运行维护成本；
所述固定运行维护成本指日常监控、定期巡查、故障维修等带来的人力和管理成本；所述可变运行维护成本指因线路运行年限增长引起电缆损耗增加，使得运行维护成本中存在随年限变化的部分；
所述调研的内容为设备购置费按构成超导电缆系统各部分的费用总和计算；
所述设备购置费包括本体线路系统、低温制冷系统和监测控制系统设备购置费；
所述本体线路系统购置费用等于超导电缆本体线路、超导电缆终端和附件的总和；
所述建筑工程费、安装工程费按照单位长度电缆建设费用，结合工程量计算；
所述其他费用为工程投资涉及的其他费用情况，结合实际情况调研后确定。
3.根据权利要求1所述的基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述对超导电缆方案涉及的供电资源需求包括站点资源、配套通道和敷设条件三方面；
所述调研和收资的具体内容包括站点资源、配套通道和敷设条件；
所述站点资源反映开展超导电缆工程方案引起的站点配套建设或改造需求；
所述配套通道表征超导电缆方案在替代传统电缆线路、降低对通道及线路孔位数量需求方面的成效；
所述敷设条件是对超导电缆在实际复杂环境下的施工适应性作综合评估。
4.根据权利要求3所述的基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法，其特征在于，所述所述敷设条件的调研内容包括如下内容：
地理位置，以及与附近电源点的距离，能否就近接入系统，敷设距离等技术经济实施条件；
自然条件，包括地形地貌、气候温度、土壤特性、地质条件等多方面因素对施工和投运后运行寿命的影响；
现场监控条件、资金保障、备用安排等条件是否完备，是否存在人员、设备或费用上的困难；
建设地点的经济基础、技术积累、人才储备、科技水平、政策环境、创新意识等，评估建设场景能否最大程度地利用超导电缆现金成果，是否有利于超导电缆的规模化、实际化应用。
5.根据权利要求1所述的基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述效益要素包括超导电缆投资收益和运行效益；
所述投资收益包括网损减少等效收益、科技创新补贴和折旧费；其中所述网损减少等效收益是利用该段线路采用常规电缆场景下的网损结合当地电价折算；所述科技创新补贴和所述折旧费根据实际调研情况计算得出；
所述运行效益包括可靠性效益、安全性水平、电缆利用效率、节能和环保效益以及技术引领价值。
6.根据权利要求1所述的基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述成本因素建模计算具体如下：
初始建设成本C0的计算公式如下：
Figure FDA0002643247150000031
其中，t为项目建设阶段，根据项目建设周期确定，取整数，建议每阶段的建设周期为1年，t取0时表示项目建设初始阶段；
T1为项目建设完成阶段；
Figure FDA0002643247150000032
为阶段t，0≤t≤T1时的建设投资；
i为项目建设地的贴现率；
运行维护成本C1的计算公式如下：
Figure FDA0002643247150000041
其中，项目运行期末阶段，可由调研所得的项目建设完成阶段T1累加项目运行年限计算得出；
Figure FDA0002643247150000042
为当T1≤t≤T2时的可变运行维护成本；
Figure FDA0002643247150000043
为可变成本估算基数，在缺乏相关实验数据或调研资料时，可将
Figure FDA0002643247150000044
取为首年运行维护成本，后续运行年按每年5％的比例增长)；
C1为固定运行维护成本；
折旧费E0的计算公式如下：
Figure FDA0002643247150000045
C0为式1计算所得的初始建设成本；γ为超导电缆资产残值率。
7.根据权利要求1所述的基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法，其特征在于，所述步骤五中，所述不可量化因素包括通道资料裕度、敷设条件、可靠性、安全性、节能减排和污染防治以及技术引领。
8.根据权利要求1所述的基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法，其特征在于，所述步骤五中，所述归一化处理的步骤如下：
根据所述不可量化因素已有的要素指标结果与方案决策结果为正相关或者负相关分别计算；
所述正相关包括网损减少等效收益、补贴、折旧费或残值、利用率、通道资源裕度、敷设条件、可靠性、安全性、节能减排和污染防治、技术引领方面的作用指标结果正相关类指标；具体公式如下：
Figure FDA0002643247150000046
其中，a*为经过归一化处理后的要素指标结果；
a为归一化前的要素指标值；
amax和amin分别为各方案中该类要素指标结果中的最大值和最小值；其中，所述网损减少等效收益、所述补贴、所述利用率在步骤一至步骤三的调研收资过程中得到相关数据，无需计算；
所述负相关包括初始建设成本、运行维护成本、仓位需求、占用土地资源、有效孔位需求、通道建设需求指标结果负相关类指标；具体公式如下：
Figure FDA0002643247150000051
其中，a*为经过归一化处理后的要素指标结果；
a为归一化前的要素指标值
amax和amin分别为各方案中该类要素指标结果中的最大值和最小值。
9.根据权利要求1所述的基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法，其特征在于，所述步骤六中，所述因素及相应的所述权重如下：
Figure FDA0002643247150000052
10.根据权利要求1所述的基于层次分析法的城市配电网超导电缆应用方案比选方法，其特征在于，所述步骤七中，按照下表所示的因素、指标对比取值规则，由构造出上述比选考虑因素和评价指标的判断矩阵；
Figure FDA0002643247150000061
其中，第i项考虑因素相对第j项考虑因素而言对决策的重要性比较结果记为标度rij(1≤i≤m,1≤j≤m,i≠j)；
将包含m×m个全部标度值构成的矩阵记为判断矩阵R。
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