CN112132446A - 一种基于基尼系数理论的电网技改投资分配方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及配电网投资决策技术领域，尤其涉及一种基于基尼系数理论的电网技改投资分配方法。本申请提供了一种基于基尼系数理论的电网技改投资分配方法，包括以下步骤：结合电网经营发展评价指标体系确定初始分配比例；根据所述初始分配比例，再结合基尼系数理论，从不同维度选取控制指标，对初始分配比例进行优化调整，确定最终投资分配方法。本申请中的方法，能够实现电网技改投资的科学合理分配，满足电网技改投资规划和安全运行的协同发展要求，提升电网企业投资管控的精细化水平，为更好的应对内外部复杂经营形势提供有力工具。

Description

一种基于基尼系数理论的电网技改投资分配方法

技术领域

本申请涉及配电网投资决策技术领域，尤其涉及一种基于基尼系数理论的电网技改投资分配方法。

背景技术

电力部门是一个支持国家发展和科技进步的关键部门，并受到社会各界的广泛关注。伴随着发展高强度投入、成本刚性增长与电量增速趋缓、效益显著下降之间的矛盾日益突出，加之输配电价改革对电网企业新增投资的核定约束，资金保障及成本控制压力不断凸显。传统的粗放型资产投资管理模式有待进一步优化，电网资金投入水平与贡献水平存在区域性不均衡、电力运营商环境需求提升驱动电网精益管控等发展问题成为关注的焦点。

现阶段，技改投资分配模式，更多地是基于用电负荷增长需求和电网运行状态出发，对技改投资的分配模式进行预测，而对于投资效益水平、用户诉求的关注等则相对欠缺乏，导致整体的投资预测不高的问题，在一定程度上阻碍了技改投资精益化管理水平的提升。

因此，现阶段迫切需要一种能够结合各地区的电网发展经营的实际情况实现投资规模合理分配的科学技术方法，打破传统决策模式的局限性，寻找投资决策思路创新的适用性，更加关注资金投入的效益、效率与科学兼顾性，制定合理的投资分配策略，从一定的技术水平上支撑技改投资管理决策优化与控制提升。

发明内容

本申请提供了一种基于基尼系数理论的电网技改投资分配方法，以解决现有技改投资的分配模式预测精度不高的问题。

本申请解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种基于基尼系数理论的电网技改投资分配方法，包括以下步骤：

结合电网经营发展评价指标体系确定初始分配比例；

根据所述初始分配比例，再结合基尼系数理论，从不同维度选取控制指标，对初始分配比例进行优化调整，确定最终投资分配方法。

可选的，所述方法包括以下步骤：

结合电网结构、经营业绩以及社会满意度构建三级指标体系的电网发展经营综合评价指标体系，其中，从经营和发展两个维度考虑指标体系构建，结合电网结构、经营业绩、社会满意度等不同方面构建三级指标体系，用于电网企业经营发展评价。

(1)构建原则

1)代表性原则。2)充分性。3)适用性。4)创新性

(2)构建过程

1)针对当前电网企业的发展改革形势进行分析，从经营和发展等不同构建维度，进行指标体系构建。

2)运用头脑风暴法、德尔菲法等针完成指标体系构建。

3)结合数据获取难度与量化特性，对指标进行筛选，确定最终综合评价指标体系。

运用熵权法确定所述指标体系中的客观权重、运用层次分析法确定所述指标体系中的主观权重，最后得出所述指标体系的综合权重，分别包括：

(1)层次分析法

层次分析法是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。层次分析方适用于多个应用场景，层次分析法的主要原理是是将决策问题按总目标、各层子目标、评价准自上而下分成不同的评价层次结构，可以分别成为目标层、准则层、方案层，然后得结合不同层级之间的实际关系，运用求解判断矩阵特征向量的办法，求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重，最后再加权和的方法递阶归并各备择方案对总目标的最终权重，此最终权重最大者即为最优方案。

(2)熵权法

熵权法主要指通过指标的量化信息，进行指标权重的确定，其主要原理是如果指标的信息熵越小，该指标提供的信息量越大，在综合评价中所起作用理当越大，权重就应该越高。熵权法是一种客观赋权法，因为它仅依赖于数据本身的离散性进行计算，没有主观因素的影响与干扰。

1)可加性：熵具有概率性质，从而系统的熵等于各状态熵之和。

2)非负性：系统处于某状态的概率为0≤Pi≤1，所以系统的熵总是非负的。

3)极值性：当系统状态为等概率，其熵最大，

此时，系统的状态数n增大时，系统的熵也增大，但增长速度比n慢得多。

由此可见，若系统仅有一种状态且其概率Pi＝1，则系统的熵E(Pi)＝0，说明系统没有不确定性，即系统完全确定。

4)对称性：系统的熵与其状态出现概率Pi的排列次序无关。

5)加法性：当系统A、B相互独立，系统A的熵为E(A)，系统B的熵为E(B)，则复合系统AB的联合熵E(AB)。

E(AB)＝E(A)+E(B)

这说明由相互独立的系统构成的复合系统的熵(联合熵)等于独立系统熵(边际熵)之和。

6)强加性：系统A、B统计相关，E(A/B)是系统B已知时，系统A的熵或称为条件熵，有：

E(AB)＝E(B)+E(A/B)

同样：E(AB)＝E(A)+E(B/A)

结合指标归一化结果与所述综合权重的计算结果得出综合评价结果，以此计算初始分配比例，进而得出初始投资方案，包括：

结合相关数据，针对供电企业进行综合评价，求得每个供电企业的得分情况；将评价得分进行加权平均，从而得出每个供电企业的技改投资分配系数。

基于基尼系数理论针对所述初始投资方案进行公平性评价和进一步优化，确定最终的投资分配方法，包括：

结合历年投资数据确定各指标的权重。然后以所有单位对应的基尼系数之和最小为目标函数，以供电企业投资削减比例为决策变量，构建单目标多约束的线性规划模型，对初始投资分配方案进行进一步的优化和调整。

可选的，所述综合权重通过下式计算得出：

综合权重＝0.8*主观权重+0.2*客观权重。

可选的，所述结合指标归一化结果与所述综合权重的计算结果得出综合评价结果，以此计算初始分配比例，进而得出初始投资方案，包括：

通过指标归一化结果与综合权重的乘积的求和，确定综合评价结果，然后根据加权平均理论，采用所述综合评价结果除去所有综合评价结果之和，得出初始分配比例，根据所述初始分配比例，得出初始投资方案；

式中，k_i表示第i个电网技改投资初始分配系数；Z_i表示第i个综合评价结果的分值；i(i＝1,2,...,n)表示供电企业的个数。

可选的，所述基于基尼系数理论针对所述初始投资方案进行公平性评价和进一步优化，确定最终的投资分配方法，包括：

根据基尼系数理论，选取单位投资增供电量、投资收入比、用户平均故障停电时间作为投资效益控制指标，通过基尼系数的最优值求解，得出各个企业调整后的分配比例。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

本申请提供了一种基于基尼系数理论的电网技改投资分配方法，包括以下步骤：结合电网经营发展评价指标体系确定初始分配比例；根据所述初始分配比例，再结合基尼系数理论，从不同维度选取控制指标，对初始分配比例进行优化调整，确定最终投资分配方法。本申请中的方法，能够实现电网技改投资的科学合理分配，满足电网技改投资规划和安全运行的协同发展要求，提升电网企业投资管控的精细化水平，为更好的应对内外部复杂经营形势提供有力工具。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种基于基尼系数理论的电网技改投资分配流程图；

图2为本申请实施例提供的层次分析结构划分意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

本申请的一个具体实施例，公开了一种基于基尼系数理论的电网技改投资分配流程图，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S1.构建电网发展经营综合评价体系；

针对当前电网企业的发展改革形势进行分析。运用头脑风暴法、德尔菲法等针完成指标体系构建。结合数据获取难度与量化特性，对指标进行筛选，确定最终指标体系。具体体系下表1所示：

表1电网经营发展综合评价指标体系

步骤S2.运用熵权法确定指标客观权重、运用层次分析法确定主观权重，最后得出综合权重；

(1)基于熵权法确定各个指标客观权重，若某个指标的信息熵越小，表明指标值得变异程度越大，提供的信息量越多，在综合评价中所能起到的作用也越大，其权重也就越大。

模型为：设用n个评价指标决策评价m个待选方案。x_ik：待选方案k的评价指标i的估计值。x_i ^*：评价指标i的理想值。x_i ^*值大小因评价指标特性不同而异，对于收益性指标，x_i ^*越大越好；对于损失性指标(逆指标)，x_i ^*越小越好(也可先转成正指标)。

定义x_ik对于的x_i ^*接近度D_ik：

D_ik归一化处理：

总体熵：用n个评价指标评价m个待选方案的熵E为：

指标与方案无关时的总体熵：

如果评价指标的相对重要性与待选方案无关，则熵由下列公式计算求得：

式中：

这样，评价指标i对待选方案决策评价的相对重要性的不确定性可由下列条件熵确定。

评价指标i的条件熵

由熵的极值性可知，

即di1≈di2≈…dik，越接近相等，条件熵就越大，评价指标对待选方案评价决策的不确定性也就越大。

用对上式进行归一化处理，就得到表征评价指标i的评价决策重要性的熵值。

(2)基于层次分析法确定各个指标主观权重。计算模型为：

首先构建层次结构，对决策问题进行细化分解，梳理构造成一个由上到下的层次结构，复杂问题被分解为多个核心元素，上层元素对下层元素起到决对支配的作用。

如图2所示为层次分析结构划分意图。

应用层次分析法(AHP)分析决策问题时，首先把负责问题分解为多个元素，然后根据元素的属性，把元素分解为若干层次，最后构造出一个有层次的问题结构模型，作为层次分析法计算的基础。

1)构造判断矩阵

为了体现各个元素之间的权重对应关系，需要构造判断矩阵，一般采用1-9标度法，及运用数字1-9及其倒数作为标度，对元素之间的对应关系进行评价。

2)单排序一致性检验

一般用一致性指数CI检验各判断矩阵是否设计合理，有无逻辑错误，通常认为，当CI<0.10时，该判断矩阵是合理的，在可接受的范围内，不需要进行再次调整，否则需要对判断矩阵进行进一步调整与修正。

3)总排序一致性检验

单一排序一致性满足要求后，还需要对总排序进行一致性检验。若检验通过，现在的权重排序结果可以作为最终的决策依据。如果一致性指数大于0.1，还需要对各个指标层进行从新构建。

(3)确定综合权重

综合权重计算方式为：综合权重＝0.8*主观权重+0.2*客观权重。

步骤S3.结合归一化结果与权重的综合计算得出各个企业的发展经营评价结果，依此计算初始分配比例，进而得出初始投资方案。

结合相关数据，针对供电企业进行综合评价，求得每个供电企业的得分情况；将评价得分进行加权平均，从而得出每个供电企业的技改投资分配系数；计算公式如下：

式中，k_i表示第i个电网技改投资初始分配系数；Z_i表示第i个综合评价结果的分值；i(i＝1,2,...,n)表示供电企业的个数。

步骤S4.基于基尼系数理论针对初始投资方案进行公平性评价和进一步优化，从而确定每个企业最终的投资额度。

选取单位投资增供电量、投资收入比、用户平均故障停电时间作为投资效益控制指标，以各企业单位投资增供电量累计值、投资收入比、用户平均故障停电时间分别作为为横坐标，以技改投资分配额累计值为纵坐标，绘制洛伦兹曲。对每项基尼系数控制指标，采用下梯形面积法计算其基尼系数，计算公式为

式中：j为各个控制指标编号；i为分公司编号；G_j为基于某一控制指标j的基尼系数。X_j,i为指标j的累积百分比；Y_j,i为基于指标j的投资分配量累积百比。

目标函数：

电网总投资额比例约束：

各企业投资额调整约束比例：

各控制指标现状基尼系数约束：

G_j≤G_0(t)

式中：F为各指标的基尼系数的总和；j控制指标的编号；i为分企业编号；W_0(i)为各企业的初始投资额度，W_i为各企业调整后的投资额度:q₀，q₁分别为总投资额调整比例的可行上下限；p_i0，p_i1为企业投资额调整比例的可行上下限；G_0(j)为j指标对应的基尼系数的现状值。

综上所述，本申请实施一种基于基尼系数理论的电网技改投资分配方法，本方法电网项目投资特点的全面分析的基础上，通过科学合理构建评价指标体系与评价模型，以科学评价电网发展经营情况，从而为投资决策提供支撑和依据；科学开展电网企业经营发展现状，根据评价结果确定各个企业的初始投资分配额度；然后基于基尼系数理论，选取单位投资增供电量、投资收入比、用户平均故障停电时间作为投资效益控制指标针对初始方案进行公平性评价和投资分配额度优化，对于提高电网运行效率、优化资源配置和提升投资精细化管理水平有着积极的指导意义和实践价值。此外，本方法计算思路简单，计算过程可以通过软件实现，操作方便，可以在最大可能上满足对技改投资分配决策的需求，以便为决策者和管理者提供参考支持。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种基于基尼系数理论的电网技改投资分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

结合电网经营发展评价指标体系确定初始分配比例；

根据所述初始分配比例，再结合基尼系数理论，从不同维度选取控制指标，对初始分配比例进行优化调整，确定最终投资分配方法。

2.根据权利要求1所述的基于基尼系数理论的电网技改投资分配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

结合电网结构、经营业绩以及社会满意度构建三级指标体系的电网发展经营综合评价指标体系；

运用熵权法确定所述指标体系中的客观权重、运用层次分析法确定所述指标体系中的主观权重，最后得出所述指标体系的综合权重；

结合指标归一化结果与所述综合权重的计算结果得出综合评价结果，以此计算初始分配比例，进而得出初始投资方案；

基于基尼系数理论针对所述初始投资方案进行公平性评价和进一步优化，确定最终的投资分配方法。

3.根据权利要求2所述的基于基尼系数理论的电网技改投资分配方法，其特征在于，所述综合权重通过下式计算得出：

综合权重＝0.8*主观权重+0.2*客观权重。

4.根据权利要求2所述的基于基尼系数理论的电网技改投资分配方法，其特征在于，所述结合指标归一化结果与所述综合权重的计算结果得出综合评价结果，以此计算初始分配比例，进而得出初始投资方案，包括：

通过指标归一化结果与综合权重的乘积的求和，确定综合评价结果，然后根据加权平均理论，采用所述综合评价结果除去所有综合评价结果之和，得出初始分配比例，根据所述初始分配比例，得出初始投资方案；

式中，k_i表示第i个电网技改投资初始分配系数；Z_i表示第i个综合评价结果的分值；i(i＝1,2,...,n)表示供电企业的个数。

5.根据权利要求2所述的基于基尼系数理论的电网技改投资分配方法，其特征在于，所述基于基尼系数理论针对所述初始投资方案进行公平性评价和进一步优化，确定最终的投资分配方法，包括：

根据基尼系数理论，选取单位投资增供电量、投资收入比、用户平均故障停电时间作为投资效益控制指标，通过基尼系数的最优值求解，得出各个企业调整后的分配比例。

Images