CN112488573A - 一种ppp模式下的综合能源服务模式评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法，涉及综合能源服务技术领域，包括一、建立项目信息数据集，二、构建综合能源服务模式多级评价指标集，三、构建模糊评语集和评价指标隶属度函数，四、构建模糊一致互补判断矩阵，五、计算得到指标权重，六、建立的模糊评语集的隶属度，七、计算得到综合能源服务模式的模糊评价得分；本发明提供一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法，该方法从工程投资建设的角度，基于我国现行的PPP模式，建立了适用于综合能源系统的服务模式评价指标，并提出了基于改进模糊综合评价法的服务模式评价方法。

Description

一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法

技术领域

本发明涉及综合能源服务技术领域，具体的是一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法。

背景技术

随着新一轮能源革命的不断深入，综合能源系统成为我国能源电力系统转型的重要发展方向，建设多能互补的综合能源系统、开展多元化的综合能源服务，是提高能源综合利用效率、推进国家电网“三型两网”建设的重要途径。国家电网公司发布的《推进综合能源服务业务发展2019-2020年行动计划》中也明确提出重点开展综合能效服务、供冷/热/电多能服务等综合能源服务业务。

目前，国内外对综合能源系统的物理结构、建模方法、优化算法、工程示范情况已进行了较为深入的研究，对综合能源服务领域的发展现状、业务分类、服务模式进行的研究较少。已有研究仅从国内外已开展的综合能源具体业务出发，对各类业务进行概念性的阐述和归纳，对于具体的综合能源项目在特定政府与社会资本合作(PPP)模式下各参与主体所需要承担的风险缺乏筛选、识别和评估手段，并未建立适用于综合能源服务模式的评价指标和评价方法。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法，本发明从工程投资建设的角度，基于我国现行的PPP模式，建立了适用于综合能源系统的服务模式评价指标，并提出了基于改进模糊综合评价法的服务模式评价方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法，包括以下步骤：

步骤10)获取综合能源项目基本信息，建立项目信息数据集；

步骤20)基于步骤10)建立的项目信息数据集，选取体现项目性质的定量指标和体现项目潜在风险的定性指标，构建综合能源服务模式多级评价指标集；

步骤30)基于步骤20)建立的评价指标集，确立定量指标评价等级划分原则，构建模糊评语集和评价指标隶属度函数；

步骤40)基于步骤10)建立的项目信息数据集和步骤20)建立的评价指标集，构建模糊一致互补判断矩阵；

步骤50)基于步骤40)构建的模糊一致互补判断矩阵，采用结合熵值定权法的主客观组合定权法计算得到指标权重；

步骤60)基于步骤30)构建的评价指标隶属度函数，计算步骤20)建立的评价指标集中各指标对步骤30)建立的模糊评语集的隶属度；

步骤70)基于步骤50)求得的指标权重和步骤60)求得的指标隶属度，利用模糊集和理论，计算得到综合能源服务模式的模糊评价得分。

进一步地，所述步骤10)中，所获取的综合能源项目基本信息包括项目实际服务模式、财务内部收益率、静态投资回收期、项目合作期长度和节能系数，将项目基本信息带入下式建立项目信息数据集：

D＝{(m,f,p,t,s)|m∈PPP}

式中，m为综合能源项目实际服务模式，f为项目财务内部收益率，p为项目静态投资回收期，t为项目合作期长度，s为项目节能系数，PPP为综合能源项目所采用的政府与社会资本合作模式。

进一步地，所述步骤30)中，针对步骤20)建立的三级评价指标集，确立定量指标的具体评价等级划分原则，并构建五级模糊评语集，评语集包含评价等级、评价得分和风险等级三个方面。

进一步地，所述评价等级分为“有利”、“较有利”、“一般”、“较不利”和“不利”五个，采用改进的岭型隶属度函数表征定量评价指标与评语集的模糊对应关系，定量指标的各级隶属度函数如下所示：

指标对应于评价等级“不利”的隶属度函数为：

指标对应于评价等级“较不利”、“一般”、“较有利”的隶属度函数为：

指标对应于评价等级“有利”隶属度函数为：

式中：x为定量指标数值，xk(k＝1,2,3,4)的取值可根据实际项目情况，由定量指标评价等级划分准则确定；

定性指标对模糊评语集的隶属度采用专家投票的方式确定，设评语等级为R_j＝(r₁,r₂,...,r_m)，(j＝1,2,...,m)，第i个定性指标对应评语等级Rj的隶属度函数为L_i：

L_i＝(l_i1,l_i2,...,l_im)

式中：l_ij为第i个定性指标对第j个评语等级的隶属度。

进一步地，所述步骤40)的具体内容包括：

步骤401)：设P＝{u_i|i＝1,2,...,n}为单级指标集，采用0.1-0.9数量标度准则来表征指标集元素两两比较重要程度关系，构建模糊互补判断矩阵U＝(u_ij)_n×n，矩阵U中元素满足u_ij+u_ji＝1，(i,j＝1,2,...,n)；

步骤402)：基于步骤401)中构建的模糊互补判断矩阵U＝(u_ij)_n×n，对互补判断矩阵U按行求和，基于模糊数学理论，计算得到模糊一致互补判断矩阵R＝(r_ij)_n×n，满足如下等式约束：

进一步地，所述步骤50)的具体内容包括：

步骤501)：基于步骤402)所得模糊一致互补判断矩阵R，对矩阵R进行行和归一化操作可得矩阵的排序向量，该向量也称为主观权重，即步骤401)中指标集P中各定性指标的主观权重w_i：

步骤502)：采用结合熵值定权法的主客观组合定权法计算定量指标的权重，对于有n个指标m个评价对象的矩阵D＝(d_ij)_n×m，(i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,m)，d_ij表示第j个评价对象用第i个指标评价得到的评价值，则第i个指标的熵值计算公式S_i如下：

设δ_i为第i个指标的客观权重，w_i为主观权重，w'_i为第i个定量指标的组合权重：

进一步地，所述步骤70)中，基于步骤50)求得的指标权重和步骤60)求得的指标隶属度，采用加权平均模型计算模糊综合评价向量，计算得到综合能源服务模式的模糊评价得分，公式如下：

式中：W为指标权重合成向量，L为隶属度合成向量，l_nm为第n个指标对第m个评语等级的隶属度。

本发明的有益效果：

本发明提供一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法，该方法从工程投资建设的角度，基于我国现行的PPP模式，建立了适用于综合能源系统的服务模式评价指标，并提出了基于改进模糊综合评价法的服务模式评价方法。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明实施例的流程图；

图2是本发明实施例的综合能源服务模式多级评价指标图；

图3是本发明实施例的综合能源服务模式评价得分结果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法，如图1所示，本发明方法的实施例，综合能源服务模式多级评价指标体系如图2所示。该方法包括以下步骤：

步骤10)获取综合能源项目基本信息，建立项目信息数据集；

步骤20)基于步骤10)建立的项目信息数据集，选取体现项目性质的定量指标和体现项目潜在风险的定性指标，构建综合能源服务模式多级评价指标集；

步骤30)基于步骤20)建立的评价指标集，确立定量指标评价等级划分原则，构建模糊评语集和评价指标隶属度函数；

步骤40)基于步骤10)建立的项目信息数据集和步骤20)建立的评价指标集，构建模糊一致互补判断矩阵；

步骤50)基于步骤40)构建的模糊一致互补判断矩阵，采用结合熵值定权法的主客观组合定权法计算得到指标权重；

步骤60)基于步骤30)构建的评价指标隶属度函数，计算步骤20)建立的评价指标集中各指标对步骤30)建立的模糊评语集的隶属度；

步骤70)基于步骤50)求得的指标权重和步骤60)求得的指标隶属度，利用模糊集和理论，计算得到综合能源服务模式的模糊评价得分。

作为优选方案，所述步骤10)中，所获取的综合能源项目基本信息包括项目实际服务模式、财务内部收益率、静态投资回收期、项目合作期长度和节能系数，将项目基本信息带入下式建立项目信息数据集：

D＝{(m,f,p,t,s)|m∈PPP} (1)

式中，m为综合能源项目实际服务模式，f为项目财务内部收益率，p为项目静态投资回收期，t为项目合作期长度，s为项目节能系数，PPP为综合能源项目所采用的政府与社会资本合作模式。

作为优选方案，所述步骤20)中，选取了体现项目性质的定量指标和体现项目潜在风险的定性指标，构建综合能源服务模式多级评价指标集，如表1所示：

表1综合能源服务模式多级评价指标

作为优选方案，所述步骤30)中，针对步骤20)建立的三级评价指标集，确立了定量指标的具体评价等级划分原则，如表2所示，并构建了五级模糊评语集，评语集包含了评价等级(“有利”、“较有利”、“一般”、“较不利”和“不利”)、评价得分和风险等级三个方面，如表3所示，和评价指标隶属度函数：

表2定量指标的评价等级划分原则

表3模糊评语集

同时，采用改进的岭型隶属度函数表征定量评价指标与评语集的模糊对应关系，定量指标的各级隶属度函数如下所示：

指标对应于评价等级“不利”的隶属度函数为：

指标对应于评价等级“较不利”、“一般”、“较有利”的隶属度函数为：

指标对应于评价等级“有利”隶属度函数为：

式中：x为定量指标数值，x_k(k＝1,2,3,4)的取值可根据实际项目情况，由定量指标评价等级划分准则确定。

定性指标对模糊评语集的隶属度采用专家投票的方式确定，设评语等级为R_j＝(r₁,r₂,...,r_m)，(j＝1,2,...,m)，第i个定性指标对应评语等级R_j的隶属度函数为L_i：

L_i＝(l_i1,l_i2,...,l_im) (5)

式中：l_ij为第i个定性指标对第j个评语等级的隶属度。

作为优选方案，所述步骤40)的具体步骤包括：

步骤401)：设P＝{u_i|i＝1,2,...,n}为单级指标集，采用0.1-0.9数量标度准则来表征指标集元素两两比较重要程度关系，构建模糊互补判断矩阵U＝(u_ij)_n×n，矩阵U中元素满足u_ij+u_ji＝1，(i,j＝1,2,...,n)。数量标度准则如表4所示。

表4 0.1-0.9数量标度准则

步骤402)：基于步骤401)中构建的模糊互补判断矩阵U＝(u_ij)_n×n，对互补判断矩阵U按行求和，基于模糊数学理论，计算得到模糊一致互补判断矩阵R＝(r_ij)_n×n，满足如下等式约束：

作为优选方案，所述步骤50)的具体步骤包括：

步骤501)：基于步骤402)所得模糊一致互补判断矩阵R，对矩阵R进行行和归一化操作可得矩阵的排序向量，该向量也称为主观权重，即步骤401)中指标集P中各定性指标的主观权重w_i：

步骤502)：采用结合熵值定权法的主客观组合定权法计算定量指标的权重，对于有n个指标m个评价对象的矩阵D＝(d_ij)_n×m，(i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,m)，d_ij表示第j个评价对象用第i个指标评价得到的评价值，则第i个指标的熵值计算公式S_i如下：

设δ_i为第i个指标的客观权重，w_i为主观权重，w'_i为第i个定量指标的组合权重：

作为优选方案，所述步骤60)中，将步骤10)中构建的项目基本信息数据集，代入步骤30)中构建的评价指标隶属度函数，求得步骤20)建立的三级评价指标集中各指标对步骤30)建立的模糊评语集的隶属度。

作为优选方案，所述步骤70)中，基于步骤50)求得的指标权重和步骤60)求得的指标隶属度，采用加权平均模型计算模糊综合评价向量，计算得到综合能源服务模式的模糊评价得分，公式如下

式中：W为指标权重合成向量，L为隶属度合成向量，l_nm为第n个指标对第m个评语等级的隶属度。

下面例举一具体实施例。

选取4个国家财政部PPP信息平台公示的综合能源服务领域项目，包括项目1：江苏某江水源热泵区域供冷供热系统项目；项目2：江苏某城区供热配套管网工程项目；项目3：浙江某工业园热电联产项目；项目4：山东某太阳能集中发电项目。项目基本信息如表5所示。

表5项目基本信息

以项目1为例，根据表1数据，首先计算定量指标分级权重。

1)定量指标权重计算：

根据表4数量标度准则，构建三级定量指标财务内部收益率u111、静态投资回收期/合作期长度u112的模糊互补判断矩阵U₁₁：

由步骤50)中式(8)可得三级定量指标主观权重w₁₁＝[0.55 0.45]；

由步骤50)中式(10)可得三级指标组合权重w'₁₁＝[0.4569 0.5431]；

同理可得二级定量指标经营性u11和环保性u12的权重w₁＝[0.625 0.375]

2)定性指标权重计算：

以二级定性指标融资风险u22为例，其包含三级定性指标市场需求程度u221、市场竞争u222、融资可行性u223和通货膨胀u224。首先构建三级定性指标的模糊互补判断矩阵u₂₂：

由步骤50)中式(8)得三级定性指标权重w₂₂＝[0.2833 0.2417 0.1833 0.2917]；

同理可计算二级定性指标权重，依次类推，可得服务模式评价指标权重，如下表所示：

5)模糊综合评价得分计算：

由上述计算结果L₂₂、w₂₂，根据步骤70)中式(11)可得二级指标融资风险u22的模糊评价向量T₂₂＝w₂₂*L₂₂，并对T₂₂进行归一化得T'₂₂。

同理可计算剩余二级指标评价向量，组合得到一级指标项目风险u2的模糊评价矩阵T'₂：

T'₂＝[T'₂₁ T'₂₂ T'₂₃ T'₂₄ T'₂₅ T'₂₆ T'₂₈ T'₂₈]^-1 (17)

由4)中权重表可知二级定性指标权重w₂：

w₂＝[0.1125 0.1482 0.1464 0.1464 0.1393 0.1196 0.1054 0.0822] (18)

则一级指标u2的模糊评价矩阵为T₂＝w₂*T'₂，并对T₂进行归一化，得到项目风险指标u2的一级模糊评价矩阵Y₂：

Y₂＝[0.0393 0.0789 0.1270 0.2731 0.4817] (19)

同理可得项目性质指标u1的一级模糊评价矩阵Y₁：

Y₁＝[0 0 0.1701 0.4487 0.3812] (20)

则项目1的最终模糊综合评价结果矩阵为：

项目1的最终模糊综合评价得分为：

P₁＝[20 40 60 80 100]*Y＝83.1654 (22)

同理可计算项目2、项目3、项目4的模糊综合评价得分。各项目服务模式优选和评价算例结果如图3所示。

由图3可知，各项目的模糊综合评价得分均在80分以上，与国家财政部信息平台给出的物有所值(VFM)定性得分偏差在5％以内，表明各项目采用特定服务模式进行项目建设是“较有利”或“有利”的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (7)

1.一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤10)获取综合能源项目基本信息，建立项目信息数据集；

步骤20)基于步骤10)建立的项目信息数据集，选取体现项目性质的定量指标和体现项目潜在风险的定性指标，构建综合能源服务模式多级评价指标集；

步骤30)基于步骤20)建立的评价指标集，确立定量指标评价等级划分原则，构建模糊评语集和评价指标隶属度函数；

步骤40)基于步骤10)建立的项目信息数据集和步骤20)建立的评价指标集，构建模糊一致互补判断矩阵；

步骤50)基于步骤40)构建的模糊一致互补判断矩阵，采用结合熵值定权法的主客观组合定权法计算得到指标权重；

步骤60)基于步骤30)构建的评价指标隶属度函数，计算步骤20)建立的评价指标集中各指标对步骤30)建立的模糊评语集的隶属度；

步骤70)基于步骤50)求得的指标权重和步骤60)求得的指标隶属度，利用模糊集和理论，计算得到综合能源服务模式的模糊评价得分。

2.根据权利要求1所述的一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法，其特征在于，所述步骤10)中，所获取的综合能源项目基本信息包括项目实际服务模式、财务内部收益率、静态投资回收期、项目合作期长度和节能系数，将项目基本信息带入下式建立项目信息数据集：

D＝{(m,f,p,t,s)|m∈PPP}

式中，m为综合能源项目实际服务模式，f为项目财务内部收益率，p为项目静态投资回收期，t为项目合作期长度，s为项目节能系数，PPP为综合能源项目所采用的政府与社会资本合作模式。

3.根据权利要求1所述的一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法，其特征在于，所述步骤30)中，针对步骤20)建立的三级评价指标集，确立定量指标的具体评价等级划分原则，并构建五级模糊评语集，评语集包含评价等级、评价得分和风险等级三个方面。

4.根据权利要求3所述的一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法，其特征在于，所述评价等级分为“有利”、“较有利”、“一般”、“较不利”和“不利”五个，采用改进的岭型隶属度函数表征定量评价指标与评语集的模糊对应关系，定量指标的各级隶属度函数如下所示：

指标对应于评价等级“不利”的隶属度函数为：

指标对应于评价等级“较不利”、“一般”、“较有利”的隶属度函数为：

指标对应于评价等级“有利”隶属度函数为：

式中：x为定量指标数值，x_k(k＝1,2,3,4)的取值可根据实际项目情况，由定量指标评价等级划分准则确定；

定性指标对模糊评语集的隶属度采用专家投票的方式确定，设评语等级为R_j＝(r₁,r₂,...,r_m)，(j＝1,2,...,m)，第i个定性指标对应评语等级R_j的隶属度函数为L_i：

L_i＝(l_i1,l_i2,...,l_im)

式中：l_ij为第i个定性指标对第j个评语等级的隶属度。

5.根据权利要求1所述的一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法，其特征在于，所述步骤40)的具体内容包括：

步骤401)：设P＝{u_i|i＝1,2,...,n}为单级指标集，采用0.1-0.9数量标度准则来表征指标集元素两两比较重要程度关系，构建模糊互补判断矩阵U＝(u_ij)_n×n，矩阵U中元素满足u_ij+u_ji＝1，(i,j＝1,2,...,n)；

步骤402)：基于步骤401)中构建的模糊互补判断矩阵U＝(u_ij)_n×n，对互补判断矩阵U按行求和，基于模糊数学理论，计算得到模糊一致互补判断矩阵R＝(r_ij)_n×n，满足如下等式约束：

6.根据权利要求5所述的一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法，其特征在于，所述步骤50)的具体内容包括：

步骤501)：基于步骤402)所得模糊一致互补判断矩阵R，对矩阵R进行行和归一化操作可得矩阵的排序向量，该向量也称为主观权重，即步骤401)中指标集P中各定性指标的主观权重w_i：

步骤502)：采用结合熵值定权法的主客观组合定权法计算定量指标的权重，对于有n个指标m个评价对象的矩阵D＝(d_ij)_n×m，(i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,m)，d_ij表示第j个评价对象用第i个指标评价得到的评价值，则第i个指标的熵值计算公式S_i如下：

设δ_i为第i个指标的客观权重，w_i为主观权重，w'_i为第i个定量指标的组合权重：

7.根据权利要求1所述的一种PPP模式下的综合能源服务模式评价方法，其特征在于，所述步骤70)中，基于步骤50)求得的指标权重和步骤60)求得的指标隶属度，采用加权平均模型计算模糊综合评价向量，计算得到综合能源服务模式的模糊评价得分，公式如下：

式中：W为指标权重合成向量，L为隶属度合成向量，l_nm为第n个指标对第m个评语等级的隶属度。

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