趙會(huì)茹,白振奇
(華北電力大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院, 北京 102206)
隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的深入推進(jìn),農(nóng)村地區(qū)用電需求持續(xù)增加,農(nóng)網(wǎng)運(yùn)行壓力加重。此外,當(dāng)前電力行業(yè)已從粗放式增長(zhǎng)轉(zhuǎn)入高質(zhì)量發(fā)展階段[1],而農(nóng)村地區(qū)保民生投資較大,農(nóng)網(wǎng)投資的政策性任務(wù)多、剛性強(qiáng),投資涉及因素多,盲目的建設(shè)改造不僅會(huì)造成資金浪費(fèi),也無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際要求。因此,亟需對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)開(kāi)展投資效益分析,支撐農(nóng)網(wǎng)精準(zhǔn)投資需求,推動(dòng)農(nóng)網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展。
目前關(guān)于電網(wǎng)投資效益的研究主要集中于輸電網(wǎng)和城市配電網(wǎng)兩方面。在城市配電網(wǎng)方面,He 等[2]提出涵蓋經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和社會(huì)方面整體效益的指標(biāo)體系用于開(kāi)展電網(wǎng)投資項(xiàng)目效益評(píng)價(jià);
羅寧等[3]引入三角模糊數(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)可拓評(píng)估模型用于配電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià);
徐斌等[4]考慮配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性與安全性,提出基于改進(jìn)AHP-TOPSIS 法用于配電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)。具體到農(nóng)網(wǎng)投資效益方面,楊紅磊等[5]從電網(wǎng)性能、社會(huì)性和經(jīng)濟(jì)性出發(fā)建立農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并采用模糊評(píng)價(jià)方法開(kāi)展評(píng)價(jià);
賈夢(mèng)雨等[6]建立綜合考慮分布式電源、供電質(zhì)量、供電能力和可調(diào)控負(fù)荷的農(nóng)網(wǎng)評(píng)價(jià)體系,并基于博弈論組合賦權(quán)進(jìn)行農(nóng)網(wǎng)投資評(píng)價(jià);
王利利等[7]構(gòu)建農(nóng)網(wǎng)投資效益與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系開(kāi)展投資效益與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究;
肖白等[8]針對(duì)農(nóng)網(wǎng)改造問(wèn)題提出基于梯級(jí)組合評(píng)分的評(píng)價(jià)方法,并采用CRITIC 法確定指標(biāo)權(quán)重。
對(duì)于農(nóng)網(wǎng)的研究主要關(guān)注農(nóng)網(wǎng)的供電能力、供電質(zhì)量等電網(wǎng)基礎(chǔ)運(yùn)行層面,盡管對(duì)于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益有所考慮,卻難以適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)農(nóng)網(wǎng)綜合效益評(píng)價(jià)的要求。此外,由于不同農(nóng)村地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平存在著較大的地域差異,農(nóng)網(wǎng)投資解決的關(guān)鍵問(wèn)題呈現(xiàn)不同的區(qū)域特征,各地區(qū)農(nóng)網(wǎng)在綜合效益方面的表現(xiàn)也不盡相同。
基于以上分析,本文首先綜合考慮農(nóng)網(wǎng)的投資經(jīng)濟(jì)效益、供電能力和基礎(chǔ)設(shè)施情況,并結(jié)合其在地區(qū)發(fā)展帶動(dòng)、生產(chǎn)生活質(zhì)量、清潔低碳發(fā)展方面的效益表現(xiàn),建立適應(yīng)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的農(nóng)網(wǎng)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;
其次,基于圖論原理提出一種圖模型指標(biāo)賦權(quán)方法并結(jié)合熵權(quán)法進(jìn)行組合賦權(quán),確定指標(biāo)組合權(quán)重;
再次,根據(jù)所提出的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立基于MABAC 的農(nóng)村電網(wǎng)綜合效益評(píng)價(jià)模型;
最后,考慮地域差異,分別選取東中西部地區(qū)典型農(nóng)網(wǎng)開(kāi)展綜合效益評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果為差異化農(nóng)網(wǎng)投資提供參考。
隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的深入推進(jìn),農(nóng)網(wǎng)綜合效益的內(nèi)涵變得更加豐富,同時(shí)也對(duì)農(nóng)網(wǎng)綜合效益評(píng)價(jià)提出了新的要求。傳統(tǒng)的農(nóng)網(wǎng)投資重點(diǎn)在于推動(dòng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和電力裝備升級(jí),提升農(nóng)網(wǎng)基礎(chǔ)性能,解決農(nóng)網(wǎng)的低電壓、重過(guò)載、安全隱患等問(wèn)題。在新形勢(shì)下,除了上述問(wèn)題,農(nóng)網(wǎng)還需要承擔(dān)起促進(jìn)鄉(xiāng)村全面振興與鞏固脫貧攻堅(jiān)成果銜接的責(zé)任,有力帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,提升農(nóng)村居民的生產(chǎn)生活水平。2022 年5 月,中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《鄉(xiāng)村建設(shè)行動(dòng)實(shí)施方案》,明確指出要實(shí)施鄉(xiāng)村清潔能源建設(shè)工程,在條件適宜地區(qū)探索建設(shè)多能互補(bǔ)的分布式低碳綜合能源網(wǎng)絡(luò)。隨著新型電力系統(tǒng)的逐步推進(jìn),分布式能源在農(nóng)村地區(qū)發(fā)展迅速,新型農(nóng)網(wǎng)的高質(zhì)量建設(shè)應(yīng)當(dāng)充分考慮當(dāng)?shù)匕l(fā)展?fàn)顩r與分布式能源發(fā)展特點(diǎn),提升農(nóng)網(wǎng)支撐高比例分布式能源并網(wǎng)發(fā)展的能力。
基于此,本文建立了考慮農(nóng)網(wǎng)投資經(jīng)濟(jì)效益、供電能力、基礎(chǔ)設(shè)施情況以及其在地區(qū)發(fā)展帶動(dòng)、生產(chǎn)生活質(zhì)量、清潔低碳發(fā)展方面表現(xiàn)的農(nóng)網(wǎng)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,如表1 所示。
表1 農(nóng)網(wǎng)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)
為體現(xiàn)決策者對(duì)指標(biāo)重要性的主觀(guān)意愿,同時(shí)兼顧其自身數(shù)據(jù)信息特點(diǎn),減小主觀(guān)隨意性,本文基于圖論原理提出一種圖模型主觀(guān)賦權(quán)方法并結(jié)合熵權(quán)法進(jìn)行組合賦權(quán),進(jìn)而以最小化主客觀(guān)權(quán)重結(jié)果的異質(zhì)性為目標(biāo)求解組合權(quán)重。
(一) 圖模型指標(biāo)賦權(quán)法
圖模型指標(biāo)賦權(quán)法確定主觀(guān)權(quán)重的核心思路是運(yùn)用圖論原理,將評(píng)價(jià)對(duì)象視為圖中的點(diǎn)(具有不同分?jǐn)?shù)屬性),用于描述其自身重要性程度;
將評(píng)價(jià)者的評(píng)價(jià)行為信息視為圖中的邊,用于反映評(píng)價(jià)者通過(guò)評(píng)價(jià)行為將指標(biāo)聯(lián)系起來(lái)的關(guān)聯(lián)關(guān)系[9]。基于上述思路,建立起一個(gè)以點(diǎn)(評(píng)價(jià)對(duì)象)-邊(評(píng)價(jià)行為間的關(guān)聯(lián)關(guān)系)連接形成的能夠充分反映評(píng)價(jià)信息的圖模型。假設(shè)評(píng)價(jià)對(duì)象有3 個(gè)指標(biāo),對(duì)于各指標(biāo)重要性的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為兩分制,其評(píng)價(jià)圖如圖1 所示。
圖1 評(píng)價(jià)者的評(píng)價(jià)圖示
圖1 中框中數(shù)值為專(zhuān)家對(duì)各個(gè)指標(biāo)的評(píng)分值,連接各框的連線(xiàn)則描述了評(píng)價(jià)者通過(guò)評(píng)價(jià)行為將指標(biāo)聯(lián)系起來(lái)的關(guān)系,體現(xiàn)了專(zhuān)家對(duì)各指標(biāo)評(píng)分時(shí)的評(píng)判比選過(guò)程。具體而言,這里的每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)圖中的點(diǎn),而評(píng)價(jià)的行為將它們聯(lián)系起來(lái)構(gòu)成了圖的邊。例如,評(píng)價(jià)者對(duì)于指標(biāo)1 和指標(biāo)2 的評(píng)價(jià)行為構(gòu)成了指標(biāo)1 的1 分屬性和指標(biāo)2 的2 分屬性間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,該關(guān)聯(lián)關(guān)系即表現(xiàn)為圖的邊。由于個(gè)體差異的存在,不同專(zhuān)家的評(píng)價(jià)思維與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)是不同的,評(píng)價(jià)思維與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的差異性對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果有著一定的聯(lián)系和影響,而這個(gè)關(guān)系對(duì)于反映評(píng)價(jià)者的評(píng)價(jià)習(xí)慣和得到完整精準(zhǔn)的指標(biāo)評(píng)價(jià)信息則是重要的[10]。因此,應(yīng)當(dāng)將該評(píng)價(jià)行為關(guān)系(圖1 連線(xiàn))考慮進(jìn)來(lái)并加以量化,從而提升評(píng)價(jià)結(jié)果的精準(zhǔn)性。
設(shè)有 M個(gè)專(zhuān)家和N個(gè)指標(biāo),各位專(zhuān)家采用 α分制( α為正整數(shù))對(duì)各個(gè)指標(biāo)依次進(jìn)行評(píng)價(jià)。我們用VNM(1 ≤VNm≤α)記錄為第 M個(gè)專(zhuān)家對(duì)第 N個(gè)指標(biāo)的評(píng)分結(jié)果。
基于圖模型指標(biāo)賦權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重的步驟如下:
2.確定單個(gè)評(píng)價(jià)者評(píng)分信息矩陣。為反映評(píng)價(jià)者通過(guò)評(píng)價(jià)行為將指標(biāo)聯(lián)系起來(lái)的關(guān)系,體現(xiàn)專(zhuān)家對(duì)各指標(biāo)評(píng)分時(shí)的評(píng)判比選過(guò)程(圖1 連線(xiàn)),定義為第 m名專(zhuān)家評(píng)分信息矩陣,該矩陣包含了專(zhuān)家 m的評(píng)分信息和評(píng)價(jià)行為信息。
3.確定包含所有評(píng)價(jià)者評(píng)分信息的矩陣。將各位專(zhuān)家的評(píng)分信息矩陣加總,得到 M 名專(zhuān)家評(píng)分信息加總矩陣AαN×αN。
4.評(píng)分信息矩陣降維。將式(3)得到的反映全體評(píng)價(jià)信息的矩陣AαN×αN(簡(jiǎn)記為 A)降到一維,并盡可能減少矩陣 A的信息損失。
式中, W為矩陣 A投影后的一維向量;
wi為向量 W的第i個(gè)元素。
式(4)相當(dāng)于求解矩陣 A 在一維向量 W 上的投影,根據(jù)Perron-Frobinus 定理,式(4)有唯一非負(fù)解。在求出該解的基礎(chǔ)上,對(duì)求得的 W按照指標(biāo)進(jìn)行分塊,并針對(duì)各個(gè)分塊單元依次進(jìn)行歸一化運(yùn)算,將運(yùn)算結(jié)果與對(duì)應(yīng)指標(biāo)的得分值先求積再求和,最后得到各指標(biāo)評(píng)價(jià)得分V1,V2,...,VN。
5.確定指標(biāo)權(quán)重。第 k個(gè)指標(biāo)的權(quán)重 ωk為:
(二) 熵權(quán)法
熵權(quán)法的基本原理為:若某項(xiàng)屬性的數(shù)據(jù)序列的變異程度越大,則其權(quán)系數(shù)越大,指標(biāo)權(quán)重越高。熵權(quán)法動(dòng)態(tài)確定指標(biāo)權(quán)重,可以消除指標(biāo)權(quán)重固定的評(píng)價(jià)缺陷。有關(guān)熵權(quán)法及其應(yīng)用步驟的研究已較為成熟,本文不再贅述。
(三) 基于最小化主客觀(guān)權(quán)重異質(zhì)性的組合賦權(quán)
在獲得主客觀(guān)權(quán)重的基礎(chǔ)上,需要對(duì)權(quán)重進(jìn)行組合,如果對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的算術(shù)平均,將難以體現(xiàn)指標(biāo)的重要性偏好,也難以體現(xiàn)指標(biāo)的數(shù)據(jù)性偏好。因此,本文以主客觀(guān)權(quán)重之間的異質(zhì)性最小化為基本原則進(jìn)行權(quán)重組合,通過(guò)求解以下優(yōu)化模型來(lái)獲得最終的組合權(quán)重:
式中,ωi0為第i個(gè)指標(biāo)的組合權(quán)重;
ωi1和ωi2分別為第i個(gè)指標(biāo)的主觀(guān)、客觀(guān)權(quán)重。
經(jīng)過(guò)式(6)的優(yōu)化求解,使得最終得到的組合權(quán)重與主客觀(guān)權(quán)重之間的偏差距離最小,從而對(duì)主客觀(guān)權(quán)重結(jié)果進(jìn)行了平衡,即組合權(quán)重既能反映指標(biāo)的自身屬性,又能充分利用指標(biāo)數(shù)據(jù)信息。
(四) 基于MABAC 的農(nóng)網(wǎng)綜合效益評(píng)價(jià)方法
考慮到本文的評(píng)價(jià)對(duì)象為多個(gè)地區(qū)農(nóng)村電網(wǎng)的綜合效益,且所選指標(biāo)均為定量指標(biāo),因此針對(duì)多個(gè)備選方案的排序方法具有較好的適用性。TOPSIS 法通過(guò)計(jì)算各方案與理想解的相對(duì)接近度作為評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),是一種常用的多方案綜合排序法。但是傳統(tǒng)的TOPSIS 法在理想解的選取與距離計(jì)算上存在著不足,可能出現(xiàn)方案逆排序等問(wèn)題,使得評(píng)價(jià)結(jié)果不夠客觀(guān)準(zhǔn)確。為此,本文引入MABAC 用于開(kāi)展農(nóng)網(wǎng)綜合效益評(píng)價(jià)。MABAC 是Pamucar 和Cirovic 提出的一種多屬性決策問(wèn)題解決方法,其基本思路是通過(guò)計(jì)算各備選方案與邊界近似區(qū)域之間的距離來(lái)對(duì)方案進(jìn)行排序[11]。MABAC 具有計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單,評(píng)價(jià)結(jié)果魯棒性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)在多屬性決策問(wèn)題中得到了廣泛的應(yīng)用[12,13]。利用MABAC 進(jìn)行決策的步驟如下。
1.建立初始決策矩陣。設(shè)有 m個(gè)備選方案, n個(gè)指標(biāo), xij為第i個(gè)備選方案的第j個(gè)指標(biāo)值,得初始決策矩陣 X:
2.對(duì)初始決策矩陣 X 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,得標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣 Y:
對(duì)于正向指標(biāo),有:
對(duì)于逆向指標(biāo),有:
對(duì)于適度指標(biāo),有:
其中,xi+=max(x1,x2,···,xm)為對(duì)應(yīng)指標(biāo)的最大值;
xi-=min(x1,x2,···,xm)為對(duì)應(yīng)指標(biāo)的最小值;
[a,b]為適度指標(biāo)的適度區(qū)間。
3.計(jì)算加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣。設(shè) ωj為第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重,則加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣 Z:
4.確定邊界逼近區(qū)域矩陣G :
式中, gj為第j個(gè)指標(biāo)的邊界逼近區(qū)域值。
5.確定備選方案與邊界逼近區(qū)域的距離矩陣 H 。該矩陣由加權(quán)決策矩陣 Z 中的指標(biāo)加權(quán)值與邊界逼近區(qū)域矩陣 G中相應(yīng)指標(biāo)邊界逼近區(qū)域值的差值構(gòu)成。
備選方案可能屬于邊界逼近區(qū)域矩陣 G (hij=0)、上逼近區(qū)域G+(hij>0)或下逼近區(qū)域G-(hij<0)。其中,屬于上逼近區(qū)域 G+的備選方案為理想方案,屬于下逼近區(qū)域 G-的備選方案為非理想方案。邊界區(qū)域如圖2 所示。
圖2 邊界區(qū)域示意圖
6.確定備選方案的優(yōu)劣次序。借助距離矩陣 H對(duì)各備選方案進(jìn)行距離求和,得到備選方案i的評(píng)價(jià)函數(shù)值 Si:
為突顯地域差異對(duì)農(nóng)網(wǎng)綜合效益評(píng)價(jià)的影響,本文從東中西部各選取8 個(gè)典型區(qū)域農(nóng)網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行算例分析,并以此驗(yàn)證所提出的模型的有效性。其中, A1~ A8為東部某省所轄區(qū)域縣域農(nóng)網(wǎng), A9~A16為中部某省所轄區(qū)域縣域農(nóng)網(wǎng),A17~A24為西部某省所轄區(qū)域縣域農(nóng)網(wǎng)。下面以東部地區(qū)某省份8 個(gè)典型區(qū)域農(nóng)網(wǎng)( A1~ A8)為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
(一) 指標(biāo)賦權(quán)結(jié)果
1. 圖模型指標(biāo)權(quán)重
邀請(qǐng)4 位專(zhuān)家采用5 分制對(duì)農(nóng)網(wǎng)的各指標(biāo)進(jìn)行打分,計(jì)算得到各指標(biāo)的權(quán)重,如表2 所示。
表2 基于圖模型的指標(biāo)賦權(quán)結(jié)果
2. 熵權(quán)法指標(biāo)權(quán)重
計(jì)算熵權(quán)法下的各指標(biāo)權(quán)重,權(quán)重結(jié)果如表3 所示。
表3 基于熵權(quán)法的指標(biāo)賦權(quán)結(jié)果
3. 組合權(quán)重
基于以上求解得出的主觀(guān)權(quán)重與客觀(guān)權(quán)重結(jié)果,求解式(6),得東部地區(qū)基于最小化主客觀(guān)權(quán)重異質(zhì)性的組合權(quán)重結(jié)果,如表4 所示。
表4 東部地區(qū)基于最小化主客觀(guān)權(quán)重異質(zhì)性的組合權(quán)重
同理,可以得到中部地區(qū)和西部地區(qū)典型區(qū)域農(nóng)網(wǎng)的各指標(biāo)組合權(quán)重,如表5 所示。
表5 中部和西部地區(qū)的指標(biāo)組合權(quán)重
由表4 及表5 可知,對(duì)于東部地區(qū)農(nóng)網(wǎng)而言,權(quán)重排名前3 位的指標(biāo)分別為CO2減排量(C18)、農(nóng)村電氣化率(C16)、分布式電源滲透率(C19),這說(shuō)明隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略以及新型電力系統(tǒng)建設(shè)的深入推進(jìn),東部地區(qū)農(nóng)網(wǎng)的綜合效益將在清潔低碳發(fā)展以及提升農(nóng)村居民生產(chǎn)生活質(zhì)量方面得到更多地體現(xiàn)。對(duì)于中部地區(qū)農(nóng)網(wǎng)而言,權(quán)重排名前3 位的指標(biāo)分別為變電容載比( C6)、農(nóng)村電氣化率(C16)、配電自動(dòng)化覆蓋率(C12),可見(jiàn)中部地區(qū)農(nóng)網(wǎng)的綜合效益主要體現(xiàn)在提升供電能力、改善居民生產(chǎn)生活質(zhì)量方面。對(duì)于西部地區(qū)農(nóng)網(wǎng)而言,權(quán)重排名前3 位的指標(biāo)分別為單位投資增供電量( C2)、投資拉動(dòng)GDP 貢獻(xiàn)度(C13)、變電容載比( C6),說(shuō)明經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較差、電網(wǎng)建設(shè)薄弱的西部地區(qū)更看重農(nóng)網(wǎng)投資在地區(qū)發(fā)展帶動(dòng)及供電能力提升方面的表現(xiàn)。
綜上所述,地區(qū)差異在農(nóng)網(wǎng)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重上得到了充分體現(xiàn)。隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的深入推進(jìn),西部地區(qū)農(nóng)網(wǎng)解決基礎(chǔ)薄弱問(wèn)題較為迫切,帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、鞏固脫貧攻堅(jiān)成果任務(wù)依然艱巨。中東部地區(qū)農(nóng)網(wǎng)基礎(chǔ)相對(duì)較好,其投資重點(diǎn)在于提升農(nóng)網(wǎng)品質(zhì),實(shí)現(xiàn)從“用上電”到“用好電”、從污染低效到清潔高效方向的轉(zhuǎn)變,不斷提升農(nóng)村居民的用電體驗(yàn)。此外,相較于城市配電網(wǎng)而言,農(nóng)網(wǎng)各方面的基礎(chǔ)仍較為薄弱,因此無(wú)論是中東部還是西部地區(qū),完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),解決低電壓、“卡脖子”等問(wèn)題仍是農(nóng)網(wǎng)綜合效益的重要基礎(chǔ)保障。
(二) 綜合效益評(píng)價(jià)結(jié)果
仍以東部地區(qū)為例,對(duì)所選的8 個(gè)典型區(qū)域農(nóng)網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,并結(jié)合表4 中所求的組合權(quán)重確定加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣,如表6 所示。
基于加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣確定邊界逼近區(qū)域矩陣為
計(jì)算得到東部8 個(gè)地區(qū)農(nóng)網(wǎng)與邊界逼近區(qū)域的距離矩陣,具體如表7 所示。
表7 東部8 個(gè)地區(qū)農(nóng)網(wǎng)與邊界逼近區(qū)域的距離矩陣
計(jì)算東部8 個(gè)地區(qū)農(nóng)網(wǎng)的評(píng)價(jià)函數(shù)值,并對(duì)所選的農(nóng)網(wǎng)進(jìn)行排序。同理,計(jì)算得到中部地區(qū)和西部地區(qū)典型區(qū)域農(nóng)網(wǎng)基于MABAC 的評(píng)價(jià)結(jié)果,具體如表8 所示。
表8 東中西部各地區(qū)農(nóng)網(wǎng)評(píng)價(jià)結(jié)果
由表7、表8 可知,在東部地區(qū)所選的8 個(gè)典型區(qū)域農(nóng)網(wǎng)中, A4的綜合效益表現(xiàn)最好, A6表現(xiàn)最差。具體而言,在權(quán)重排名前五的指標(biāo)中, A4在用戶(hù)平均停電時(shí)間( C4)、農(nóng)村電氣化率(C16)以及CO2減排量(C18)的表現(xiàn)最優(yōu),在投資拉動(dòng)GDP 貢獻(xiàn)度(C13)和分布式電源滲透率(C19)的表現(xiàn)次優(yōu);
A6在指標(biāo) C4、C16以及C19的表現(xiàn)最差,在C13和C18的表現(xiàn)次差。在中部地區(qū)所選的典型農(nóng)網(wǎng)中,A10的綜合效益表現(xiàn)最好,A13表現(xiàn)最差。具體而言,在權(quán)重排名前五的指標(biāo)中,A10在變電容載比( C6)、配電自動(dòng)化覆蓋率(C12)以及農(nóng)村電氣化率(C16)的表現(xiàn)最優(yōu),在單位投資增供電量( C2)和投資拉動(dòng)GDP 貢獻(xiàn)度(C13)的表現(xiàn)次優(yōu);
A13在指標(biāo) C2和C16的表現(xiàn)最差,在 C6和C13的表現(xiàn)次差。在西部地區(qū)所選的典型農(nóng)網(wǎng)中,A17的綜合效益表現(xiàn)最好,A19表現(xiàn)最差。具體而言,在權(quán)重排名前五的指標(biāo)中,A17在單位投資增供電量( C2)、用戶(hù)平均停電時(shí)間( C4)以及投資拉動(dòng)GDP 貢獻(xiàn)度(C13)的表現(xiàn)最優(yōu),在變電容載比( C6)和農(nóng)村電氣化率(C16)的表現(xiàn)次優(yōu);
A19在指標(biāo)C2 和C13的表現(xiàn)最差,在 C4和 C6的表現(xiàn)次差。
上述評(píng)價(jià)結(jié)果表明,新形勢(shì)下農(nóng)網(wǎng)綜合效益主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:其一,面向鄉(xiāng)村全面振興以及鞏固脫貧攻堅(jiān)成果的要求,西部地區(qū)農(nóng)網(wǎng)應(yīng)當(dāng)大力加強(qiáng)電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),鞏固網(wǎng)架結(jié)構(gòu),提升供電能力,改善供電質(zhì)量。其二,面向農(nóng)村電網(wǎng)的大體量投資可以產(chǎn)生顯著的投資效應(yīng),中西部地區(qū)農(nóng)網(wǎng)應(yīng)當(dāng)主動(dòng)承擔(dān)起帶動(dòng)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)投資、促進(jìn)農(nóng)村新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的責(zé)任,從而拉動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長(zhǎng),幫助解決就業(yè)問(wèn)題。其三,相較于西部而言,中東部地區(qū)農(nóng)網(wǎng)基礎(chǔ)較好,在滿(mǎn)足基本需求的前提下,應(yīng)當(dāng)側(cè)重于提升農(nóng)網(wǎng)品質(zhì),從而改善供電服務(wù)水平,提高生產(chǎn)生活質(zhì)量。其四,隨著越來(lái)越多的分布式電源接入農(nóng)村電網(wǎng),農(nóng)網(wǎng)所面臨的壓力與日俱增,提升農(nóng)網(wǎng)對(duì)于分布式能源的承載力,推動(dòng)分布式能源可調(diào)可控變成了亟需解決的問(wèn)題,而這一問(wèn)題在分布式電源滲透率較高的東部地區(qū)尤為突出。因此,未來(lái)東部地區(qū)農(nóng)網(wǎng)的建設(shè)改造升級(jí)應(yīng)當(dāng)更加重視其在支撐高比例分布式能源并網(wǎng)發(fā)展方面的表現(xiàn),助力電網(wǎng)清潔低碳發(fā)展。
(三) 模型有效性檢驗(yàn)
為驗(yàn)證所提出的模型的有效性,選取模型2-4 與本文提出的模型1 進(jìn)行對(duì)比,并開(kāi)展排序一致性檢驗(yàn)與樣本分離度檢驗(yàn),對(duì)比模型設(shè)置情況如表9 所示。
表9 對(duì)比模型設(shè)置情況
1. 排序一致性檢驗(yàn)
在多屬性決策問(wèn)題中,驗(yàn)證決策方法魯棒性的重要依據(jù)之一是排序一致性指標(biāo)。本文參考相關(guān)文獻(xiàn)構(gòu)建排序一致性檢驗(yàn)指標(biāo)[14,15],具體如下:
式中, rs、 rw和WS分別是斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)系數(shù)、加權(quán)斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)系數(shù)和WS排序相關(guān)系數(shù)。
xi和 yi是待檢驗(yàn)的兩種排序結(jié)果, N是備選方案數(shù)量。上述檢驗(yàn)指標(biāo)的值越大,表示兩種排序結(jié)果一致性越高。
基于上述東部地區(qū)8 個(gè)典型區(qū)域農(nóng)網(wǎng)的數(shù)據(jù),按照模型2、3、4 分別進(jìn)行運(yùn)算,得到對(duì)于應(yīng)模型下的排序結(jié)果,并借助式(17)-(19)計(jì)算得出排序一致性檢驗(yàn)指標(biāo)值,具體如表10 所示。
表10 模型排序一致性檢驗(yàn)結(jié)果
由表10 可知,除模型2 的 rw指標(biāo)之外,其余各對(duì)比模型的排序一致性檢驗(yàn)指標(biāo)值均大于0.9,且半數(shù)以上的指標(biāo)值大于0.95。從各對(duì)比模型的排序結(jié)果來(lái)看,排名前兩名以及排名最后兩名是方案完全一致的。以上結(jié)果表明,對(duì)比模型與本文所提出的模型的排序情況具有高度的一致性,因此本文所提出的模型在備選方案排序方面具有較好的魯棒性,排序結(jié)果可靠性較高。
2. 樣本分離度檢驗(yàn)
樣本分離度是判別多屬性決策模型有效性的重要依據(jù),因此本文選取標(biāo)準(zhǔn)差( σ)、相對(duì)極差( θ)、變異系數(shù)( ?)和靈敏度( η)進(jìn)行樣本分離度檢驗(yàn)[16],具體如下:
式中, δj是備選方案i 與理想解的相對(duì)接近程度;
δ 為 δj的平均值;
δj,max與δj,min分別為 δj的最大值、最小值;
δj,sec取 δj中排名第二的數(shù)值;
N為備選方案數(shù)量。上述檢驗(yàn)指標(biāo)的值越大,表示排序結(jié)果的樣本分離度越大,即該模型對(duì)備選方案的區(qū)分能力越強(qiáng)。
借助式(20)-(23)計(jì)算得出樣本分離度檢驗(yàn)指標(biāo)值,具體如表11 所示。
表11 模型樣本分離度檢驗(yàn)結(jié)果
由表11 可知,對(duì)比其他模型,本文所提出的模型1 的各樣本分離度指標(biāo)值是最大的,即模型1 的樣本分離度表現(xiàn)是最好的。因此,在排序結(jié)果沒(méi)有巨大差異的情況下,本文所提出的模型對(duì)各備選方案的區(qū)分能力更加優(yōu)秀,結(jié)合排序一致性檢驗(yàn)結(jié)果,可以認(rèn)為本文所提出的模型能夠在保證魯棒性的前提下更為有效地區(qū)分各方案的優(yōu)劣。
本文綜合考慮農(nóng)網(wǎng)投資經(jīng)濟(jì)效益、供電能力、基礎(chǔ)設(shè)施情況以及其在地區(qū)發(fā)展帶動(dòng)、生產(chǎn)生活質(zhì)量、清潔低碳發(fā)展方面的表現(xiàn),建立了適應(yīng)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的農(nóng)網(wǎng)綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并據(jù)此構(gòu)建了基于圖模型—熵權(quán)法組合賦權(quán)以及MABAC 的差異化農(nóng)網(wǎng)綜合效益評(píng)價(jià)模型。算例結(jié)果表明,地域差異對(duì)農(nóng)網(wǎng)綜合效益的表現(xiàn)有著顯著影響。隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的深入推進(jìn),西部地區(qū)農(nóng)網(wǎng)投資效益主要體現(xiàn)在解決基礎(chǔ)薄弱問(wèn)題、帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、鞏固脫貧攻堅(jiān)成果方面。中東部地區(qū)農(nóng)網(wǎng)基礎(chǔ)相對(duì)較好,當(dāng)前投資效益重在提升農(nóng)網(wǎng)品質(zhì)。在滿(mǎn)足基礎(chǔ)需求的前提下,不斷改善居民的用電體驗(yàn),并使得農(nóng)網(wǎng)向著清潔低碳發(fā)展。本文所提出的模型在農(nóng)網(wǎng)綜合效益評(píng)價(jià)方面具有較好的適用性,能夠?yàn)猷l(xiāng)村振興戰(zhàn)略下農(nóng)網(wǎng)綜合效益評(píng)價(jià)研究提供借鑒與參考。
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