基于层次分析法的电网科技项目综合评价方法研究

杨 博 赵 娟 唐 玮 方颖颖



基于层次分析法的电网科技项目综合评价方法研究

杨 博1赵 娟2唐 玮3方颖颖4

（1. 国网辽宁电力经济技术研究院，沈阳 110015；2. 国网北京经济技术研究院，北京 100052；3. 国网江西省电力公司经济技术研究院，南昌 330043；4. 国网厦门供电公司，福建厦门 361004）

根据电网科学技术项目的特点，本文提出电网科学技术项目综合评价方法。该方法基于层次分析法原理，建立了电网科学技术项目综合评价指标体系，确定了评价标准的计算方法，实现了定量分析电网项目排序的综合评价方法。该方法考虑了评价指标重要程度对总评值的贡献度，能够更精准的给出评价样本的综合得分水平。通过对某智能电网示范工程开展评价分析，验证了该方法的有效性和实用性。

电网科学技术项目；评价指标；层次分析法

目前科学技术成为公司发展的主要推动力之一，科技的应用有效保障电网的安全可靠运行，支撑社会经济持续高效的发展。然而，科技体制的改革往往落后于企业发展的需求，科技管理较注重项目的成果产量以及应用情况，忽视了项目产生的经济社会效益，企业成长效益，这不利于科技项目摆脱单纯科研的属性，追求科技项目的综合效益最大化[1]。目前，电网科学技术项目评价和比选领域缺乏明确的标准，电网科学技术项目投资效率存在很大的提升空间[2]。因此，如何科学评价和优选项目，最大限度提高投资效率，成为电网公司亟须解决的重大问题，有必要针对项目优选进行深入研究。

本文基于层次分析法提出电网科学技术项目的综合评价方法。利用层次分析法将电网科学技术项目总目标分解为不同层级的评价指标，对指标值进行量化处理后计算评价指标分值，利用判断矩阵法确定评价指标的权重系数[3-4]。最后通过实证分析论证方法的有效性和实用性。

1 电网科学技术项目综合评价方法

1.1 基于层次分析法的综合评价法

层次分析法（analytic hierarchy process, AHP）是于20世纪70年代由美国科学家Satty教授提出的。该方法本质上是一种决策思维方式，其把复杂的问题分解为各个组成因素，将这些因素按支配关系分组形成有序的递阶层次结构。应用层次分析法进行综合分析评价的基本公式如下：

1.2 评价指标的选取

电网科学技术项目的评价指标选取考虑3个方面：①考虑可持续发展，对有利于电网公司可持续发展、实现电网公司长远发展战略的重要项目予以优先考虑；②考虑技术经济优先，以创新与发展电网公司生产力、广泛推广应用项目研究成果为目标，综合考虑项目功能和作用，开展技术经济综合分析，优先安排技术经济性好的项目；③考虑项目风险，着眼项目的合理性和可行性，综合考虑项目技术风险和管理风险，对风险较低的项目优先安排[2]。

基于上述考虑，本文提出电网科学技术项目综合评价指标体系的评价内容如图1所示。

1.3 指标值量化处理

电网科学技术项目综合评价指标均为定性指标，较难量化，通常的做法是，首先给定性指标以明确的定义，再根据指标定义和实际情况，给指标评分。将指标值分为A、B、C、D四档，分别对应评分为80～100分、50～79分、1～49分和0分。各指标衡量标准如下[5]：

图1 电网科学技术项目评价指标体系

1）需求紧迫程度，四档衡量标准分别为十分迫切、迫切、较为迫切、不迫切。

2）研究创新性，四档衡量标准分别为重大创新、较大创新、有一定创新、没有创新。

3）研究内容的合理性，四档衡量标准分别为合理、较合理、基本合理、不合理。

4）预期目标及可考核性，四档衡量标准分别为目标明确、便于考核；目标较明确、可以考核；目标基本明确、部分可考核；目标模糊、难以考核。

5）技术路线的合理性和可行性，四档衡量标准分别为合理可行；较合理可行；基本合理、基本可行；不合理、不可行。

6）预研和前期研究，四档衡量标准分别为预研充分、针对性强；预研较充分、针对性较强；有一定前期研究、有一定针对性；基本没有前期研究。

7）研究团队和基础设施，四档衡量标准分别为完全胜任本项目研究、具备承担本项目研究的能力和条件、基本能承担本项目研究、不具备承担本项目能力。

8）预算合理性，四档衡量标准分别为合理、较为合理、基本合理、不合理。

9）预期成效，四档衡量标准分别为对公司和电网发展推动作用巨大、效益显著；对公司和电网发展推动作用较大、效益明显；对公司和电网发展有一定的推动作用、效益一般；对公司和电网发展推动作用较弱、效益不明显。

10）推广应用前景，四档衡量标准分别为广泛应用、较大范围应用、局部应用、无应用前景。

11）技术风险，四档衡量标准分别为很低、较低、较高、很高。

12）管理风险，四档衡量标准分别为很低、较低、较高、很高。

1.4 评价指标权重的确定

当指标个数较多，通过定性的方法难以决策时，一般需要通过定量计算的方法得到权重。判断矩阵法是从定性分析到定量分析的一种经典的系统工程方法，其将影响复杂系统的各种因素层次化，将人对因素之间重要性的主观判断为主的定性分析定量化，通过较为简单的计算将因素之间的重要性进行排序从而将各种复杂系统因素之间的差异数值化。由判断矩阵法确定的因素权重比直接给出的因素权重更加客观、更加准确。用层次分析法得到权重步骤如下：

1）确定目标和评价因素。目标即评价因素为指标体系中的12个指标，={1,2, …,12}。

2）构造判断矩阵。对因素指标进行两两判断，得到它们的相对重要性之比。一般采用1～9标度。即得到判断矩阵=(u)12×12。

3）计算层次单排序。对所有判断矩阵计算判断矩阵的最大特征根max及其对应的特征向量，此特征向量就是各评价因素的层次单排序权重。

4）计算层次总排序。由因素的层次单排序权重迭代计算出相对被评目标的层次总排序权重。最终我们需要的因素权重就是层次总排序权重。

5）一致性检验。一致性检验包括层次单排序一致性检验和层次总排序一致性检验。

电网科学技术项目可分为6类，分别是基础性和前瞻性技术研究、重大关键技术研究、运营性技术研究、先进适用技术示范与应用、决策支持技术研究以及试验能力提升。应用以上方法，对不同类别的项目分别确定评价指标权重，得到结果见表1。

表1 电网科学技术项目评价指标权重表

2 应用举例

以某智能电网示范工程为例。评价得分采取百分制，90～100分，紧迫性和重要性程度较高；70～80分，紧迫性和重要性程度为一般；60～70分，评价结果为不重要；低于60分，无立项必要。

该项目属于“先进适用技术示范与应用”类，必要性、可行性、经济性和研发风险4个一级指标的权重分别为0.20、0.30、0.40和0.10。

1）必要性

一级指标必要性下包括两个二级指标，分别是需求紧迫程度和研究创新性，权重分别为0.15和0.05。

气候变化和能源问题对世界各国提出了低碳发展的迫切要求。发展智能电网成为推动后危机时代经济转型、发展低碳经济的重要手段，而智能配用电园区（城市）作为智能电网先进技术和成果的集中展示区，是智能电网开展低碳技术研究和应用最好的试验田[6]。本项目将促使智能电网技术和成果得到进一步提升，将示范工程打造成世界级智能电网示范区，为低碳园区（城市）发展提供可复制、易推广的智能电网低碳化解决方案。因此，项目需求紧迫程度为“迫切”，评分75分。

研究创新性方面，国内外在智能电网城市、智能园区方面开展了一定的技术研究，但在低碳智能配用电园区（城市）智能电网方面，特别是在低碳智能电网技术的协调配合、能效优化等方面还处于起步阶段，缺乏可复制、易推广的低碳园区（城市）智能电网整体解决方案[7-11]，本项目的主要创新点有基于空间、时间尺度的智能配电网多代理技术的新能源协调控制方法、考虑低碳与节能的计及分布式电源特性的智能配用电网的多目标最优潮流计算技术、基于人工智能算法的多样性负荷能效协调优化技术等7项，因此本项目在研究创新性上属于“有一定创新”，评分45分。

2）可行性

一级指标可行性下包括5个二级指标，分别是研究内容的合理性、预期目标及可考核性、技术路线的合理性和可行性、预研和前期研究、研究团队和基础设施，权重分别为0.05、0.1、0.05、0.05和0.05。

根据项目专家审查会评审结果，该项目的研究内容的合理性可评定为“合理”，技术路线的合理性和可行性可评定为“合理可行”，两项指标评分分别为100分和100分。

本项目的预期目标是在保证电网安全可靠供电的前提下，提高清洁能源和终端能源利用效率，促进配用电园区（城市）节能减排，实现示范工程对可再生能源接纳能力达到40%，单位GDP二氧化碳排放强度降低20%，电能占终端能源比重达到28%，该技术指标可实现定量考核。故预期目标及可考核性可评定为目标明确、便于考核，评分为100分。

该项目可行性研究报告论证充分，针对性强，故预研和前期研究一项可评定为预研充分、针对性强，评分为90分。

项目的牵头单位为上海市电力公司，参与单位有国网电力科学研究院、国网信息通信有限公司、国网北京经济技术研究院、上海交通大学与天津大学，研究人员54人，实验室条件先进，理论研究环境良好。故研究团队和基础设施可评定为完全胜任本项目研究，评分95分。

3）经济性

一级指标经济性下包括3个二级指标，分别是预算合理性、预期成效和推广应用前景，权重分别为0.2、0.15和0.05。

根据项目专家审查会评审结果，该项目的预算总额为2000万元，较为合理，评分为75分。

本项目预计成效为提高园区（城市）清洁能源占比，间接减少二氧化碳的排放，提高用户参与电网互动的积极性，提升电网的低碳化运行水平，为低碳化园区（城市）建设提供科学依据，带来良好的经济效益与社会效益，为国网公司树立良好的企业形象。故预期成效一项可评定为对公司和电网发展推动作用较大、效益明显，评分为75分。

本项目的研究成果适用于国内已建设或计划建设的智能城市、工业园区及商业园区等，可以为智能配用电园区（城市）低碳化建设和改造提供解决方案，为我国智能配用电园区的发展和建设提供指导。在成果推广过程中，各地可因地制宜根据园区（城市）的具体情况，部分或全部应用本项目的研究成果[17]。本项目的研究成果充分考虑了标准化和开放性的原则，为将来后续业务的开发和应用提供了开放的接口。因此，推广应用前景一项可评定为局部应用，评分为45分。

4）研发风险

一级指标研发风险下包括两个二级指标，分别是技术风险和管理风险，权重分别为0.05和0.05。

根据项目专家审查会评审结果，本项目的技术风险和管理风险均较低，评分分别为75分和75分。

5）综合评价得分

综合各项指标得分，总分值是78.75分，具体指标得分见表2。

表2 具体指标得分

总体上来说，根据项目得分开展项目排序工作，排序居中，紧迫性和重要性程度为一般。

将该方法应用于国家电网公司2016年科技项目评价打分工作，专家选取50个项目按照经验开展评价工作，评价结果与专家依据经验打分结果一致。专家对本文典型项目进行评价为优先级居中，重要程度为一般，与本方法得分结论一致，项目研究方法实用性强。

3 结论

本文提出基于层次分析法的电网科学技术项目综合评价方法，建立项目评价指标体系。该方法基于层次分析法，对电网科学技术项目评价样本建立层次化结构模型，该方法全面地反映电网科学技术项目评价指标的各方面属性，评价结果准确，能更好的指导项目安排决策工作，促进电网建设项目排序工作科学合理，提高投入的精准性。

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Research on the Evaluation Method of Power Grid Science and Technology Project based on Analytic Hierarchy Process

Yang bo1Zhao Juan2Tang Wei3Fang Yingying4

(1. Electric Power and Economic Research Institute of Liaoning, Shenyang, Liaoning 110015;2. State Power Economic Research Institute, Beijing 100052;3. Electric Power and Economic Research Institute of Jiangxi, Nanchang 330043;4. State Grid Xiamen Electric Power Supply Company, Xiamen, Fujian 361004)

According to the characteristics of power grid science and technology project, a comprehensive evaluation method of the project is put forward. Based on hierarchical analysis method, the power grid science and technology project evaluation index system is established. The calculation method of evaluation criteria and the quantitative analysis methods for comprehensive evaluation of power grid science and technology project scheduling are determined. The contribution of the evaluation index to the evaluation results is taken into account, the comprehensive score of the evaluation sample is more precisely. The effectiveness and practicability of the method are verified by the evaluation and analysis of a smart grid demonstration project.

power grid science and technology project; evaluation index; analytic hierarchy process

杨 博（1984-），男，硕士，工程师，主要从事配电网规划设计、配电自动化方面的研究工作。