基于可拓理论的光伏发电项目质量评价研究

王东，杨茂盛

(西安建筑科技大学管理学院，陕西西安 710055)

基于可拓理论的光伏发电项目质量评价研究

王东，杨茂盛

(西安建筑科技大学管理学院，陕西西安 710055)

为了进一步推广和发展光伏发电项目，将新兴学科的可拓理论引入光伏发电项目质量评价之中，在物元理论和可拓分析的基础上，构建了光伏发电项目可拓评价指标体系和模型，通过计算各项指标相对于各评价等级的关联度，对待评价项目进行了优劣排序。以3个陕西省2012年光伏发电项目为例，论证了该模型合理可靠，实证结果很好的反映了光伏发电项目的质量，为项目决策提供科学的依据。

光伏发电项目;可拓理论;物元模型;质量评价

0 引言

随着我国经济发展方式的转变和产业技术结构的调整，如何改善以煤炭为主的能源消费及其引发的环境污染，已成为当前新我国亟待解决的关键问题。立足长远，实现可持续发展，改变用牺牲环境来换取经济增长的现状，就需要大力开发可再生能源，其中以光伏发电为主的可再生能源技术是解决当前环境污染和化石能源枯竭问题的主要方式，有利于实现社会、经济、生态三重效益的同一发展。

光伏发电项目一般包含多个质量评价指标，这些指标之间往往是互相矛盾又互相制约的。偏重于不同的评价指标，就会决策出不同的方案。怎样综合考虑各个指标，从若干个备选方案中选择出比较满意的、兼顾各指标因素的方案，是决策者常常遇到的问题。为了解决这样的决策问题，本文将可拓理论应用到光伏发电项目质量综合评价中，详细介绍了可拓评价的基本步骤，并以陕西省2012年光伏发电项目为例验证了该方法的可行性。

1 可拓理论概述

可拓理论是用来研究物元及其变换的理论。物元采用有序的三元组R=(N，c，V)来表达。其中，N表示事物，c表示特征的名称，V表示N关于c所取的量值，这三者称为物元的三要素。

在可拓学中通过引入距的概念来建立关联函数，用关联函数来刻画论域中的元素具有某种性质的程度。通过关联函数能够定量、客观地表述元素具有某种性质的程度及其量变与质变的过程:定义x为实轴上任一点，X0=＜a，b＞为实域上的任一区间［2］，称为点x与区间X0的距:

2 建立光伏发电项目可拓评价物元模型

2．1 确定光伏发电项目可拓评价物元

2．1．1 建立光伏发电项目质量评价指标体系

依据光伏发电项目的决定性因素并且结合《太阳能资源评估方法》［1］，建立光伏发电项目评价指标体系，运用G1法确定各指标的权重，结果见表1。表中目标层A为陕西省光伏发电项目质量评价指标体系。

表1 光伏发电项目质量评价指标体系

2．1．2 确定经典域物元

经典域是用来表示某评价指标的取值范围。假设将光伏发电项目分为j个评价等级，则某个待评价项目的经典域物元为:

式中:N0j为所划分的j个评价等级;ci为第i(i=1，2，…，n)个评价指标;V0ji=＜ a0ji，b0ji＞ 为对应于N0j各评价指标的经典域［2］。

2．1．3 确定节域物元

节域是指各评价指标所对应的全部取值范围，它是对应经典域的并集［2－4］。光伏发电项目节域物元可以用以下矩阵来表示:

式中:ci(i=1，2，…，n)表示用来评价光伏电项目的指标;Vpi为评价指标c的全部取值范围，即节域＜api，bpi＞(i=1，2，…，n)。

2．1．4 确定待评价物元

根据待评价项目N各项指标C的实测数据V，可以确定待评价物元如下:

2．2 计算关联值

在可拓学中用关联函数来刻画论域中的元素具有某种性质的程度。其计算公式如下:

式中:Kj(Vi)为第i个评价指标属于第j个评价等级的关联度;ρ(Vi，V0ji)为点Vi与经典域区间V0ji的距; ρ(Vi，Vpi)为点Vi与节域Vpi的距;|V0ji|为区间 ＜a0ji，b0ji＞ 的模［5］。

2．3 确定综合评价等级

假设第i个评价指标ci的权重系数为Wi，则待评价对象N关于评价等级j的多指标综合关联度Kj(N)为:

Kj(N)值越大，表明待评价对象N与评价等级j的关联度越高。maxKj(N)所对应的评价等级即为待评价对象N的所属等级。

对于处于同一评价等级的评价项目，通常进一步计算出级别偏向特征值j*，以区分其优劣，根据j*的大小，可以对处于同一评价等级的项目进行优劣排序［5］。j*越大，该项目综合质量更优。

3 应用实例

以陕西省3个待评价光伏发电项目甲、乙、丙为例，分别用可拓模型对其评价，以评价其综合质量。

步骤1:光伏发电项目质量评价指标体系及权重的确立。通过15位专家调研统计，运用G1法确定指标体系Ci和各指标权重W，见表1。

步骤2:划分评价等级。本文将光伏发电项目质量评价等级划分为优、良、中、差四个等级。

步骤3:确定光伏发电项目可拓评价物元模型并对甲光伏发电项目进行质量评价。

步骤4:计算关联值Kx。

步骤5:评价等级利用公式计算出甲光伏发电项目与各评价等级的综合关联度，同理可以计算出乙、丙光伏发电项目与各评价等级的综合关联度，其结果见表2。利用公式计算出甲光伏发电项目评价指标与各评价等级的关联值，其结果见表3。

表2 甲光伏发电项目指标关于各评价等级的关联值

表3 被评价项目甲、乙、丙与各评价等级的综合关联度

从表3可知，甲和丙光伏发电项目的综合质量处于同一评价等级，此时可以利用公式分别计算其级别偏向特征值j*，对其优劣进行排序，j* 越大，该项目综合质量更优，结果见表4。

表4 甲、丙光伏发电项目评价等级偏向特征值

综上可得，陕西省2012年3个光伏发电项目的综合质量由高到低依次为丙、甲、乙。

4 结语

(1)基于可拓理论的光伏发电项目质量评价方法利用物元的基本性质对光伏发电项目进行定性的描述，结合可拓工程中的关联函数对光伏发电项目进行定量分析，评价结果更为科学、客观、准确。

(2)可拓评价方法不仅能全面判定各待评价项目的综合质量，而且能有效的体现出各评价指标相对于各评价等级的隶属程度，从中可以为光伏发电项目的改进和完善提供参考。

［1］QX/T－2006，太阳能资源评估方法［S］．

［2］何亚伯，帅青燕．基于可拓理论的绿色建筑综合评价［J］．建筑科学，2012(12):90－93．

［3］杨春燕，蔡文．可拓工程［M］．北京:科学出版社，2007．

［4］田俊丽．低碳经济下光伏发电综合效益评价研究［D］．北京:西北电力大学，2013．

［5］孟婷．基于可拓学物元理论的电能质量综合评估方法研究［J］．机电信息，2011(24):232－235．

Research of quality evaluation of PV power generation project based on the extension theory

In order to further promote and develop PV power projects，the extension theory is introduced to the quality evaluation of PV power generation project．On the basis of Matter－Element theory and the extension analytic，PV project extension evaluation indicator system and model are constructed．By calculating the indicators evaluated relative to the level of correlation，then the evaluating projects are ranked．It finally quote 3 PV power generation projects Shaanxi province in 2012 as an example show that the model is reasonable and reliable．The results can well reflect the quality of PV power generation projects．Research provides a quality evaluation for the PV power generation projects．

PV power generation;extension theory;Matter－Element model;quality evaluation

TM615

B

1674－8069(2015)03－051－03

2014-12-21;

2015-02-23

王东(1988-)，男，硕士研究生，研究方向为可拓工程与项目管理。E－mail:452655523@qq．com

陕西省高校哲学社会科学特色学科建设专项资金资助项目(E08003)