基于模糊综合评价法的输变电工程环境效益后评价

康艳芳　郭新菊　李大鹏　李旭阳　陈艳华

[摘 要]为了评价输变电工程建设所带来的环境效益，克服仅用层次分析法所带来的指标不易量化及单纯采用模糊综合评价法带来的指标权重确定的问题，本文采用层次分析法和模糊综合评价法对输变电工程环境效益指标进行评价。本文构建了环境效益评价指标体系，并建立了综合评价流程图，以层次分析法确定各指标权重，通过专家打分确立各指标的模糊隶属度后进行模糊综合评价，最后以某地区实地调查结果为基础，发现利用该方法进行评价的结果与实际输变电工程运行效果一致，为输变电工程环境效益评价提供了科学的评价方法。

[关键词]层次分析法；模糊综合评价；输变电工程；环境效益评价

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.24.060

[中图分类号]F224；F282 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）24-00-02

1 研究背景

输变电工程项目作为电力工程项目的重要组成部分，是电网互联的基础和保障，直接关系到国民经济发展和居民的日常生活。而输变电工程项目从投资到竣工结束的时间很长、投资金额大，而且输变电工程项目一般是根据电网增容、扩建发展的需要设计的，需要考虑当地的气候条件和地质条件，必须经过科学合理的论证后才能进行施工设计，以免造成资源、资金的投资浪费。影响输变电项目管理效果的因素有很多，特别是由于其投资周期较长，管理效果由项目管理过程中的工作效率和工作质量决定，同时也受到当前政治形势、经济、自然环境和技术条件等外界环境的影响。因此，对输变电工程项目进行全面的、综合的、定量的评价，就是对工程项目管理过程进行考核的过程。

就输变电工程方面的评价而言，黄晓娟采用层次分析法对多目标的输变电工程进行了评价研究，在确定各指标的权重后，建立了输变电项目后评价模型。韩富春等采用层次分析法进行输变电工程项目后评价，并建立相应的指标体系。LI Jun-Hong选择模糊层次综合评价建立了输变电工程模糊综合评价模型和经济效益后评价指标体系，对输变电项目的经济效益进行了评价。Sun H等根据变电项目评估的多层次、模糊性等特点，建立了项目后评价指标体系，并选择模糊层次综合评价，建立模糊综合评价输变电项目评估模型，对输变电工程的经济效益进行评估。以上学者主要是基于层次分析法和模糊综合评价法，分析了输变电工程项目的经济效益、社会效益、项目指标体系建立等。由于输变电项目在建设完成后，经济效益、社会效益、环境效益带来的影响不容小觑，目前还没有文献采用模糊综合评价法对输变电项目工程环境效益进行分析，因此本文的研究具有一定的现实意义和参考价值。

本文通过实例采用层次分析法确定各级指标权重，在此基础上对各级指标进行排序，并采用模糊综合评价法，通过专家对某地区的环境效益指标进行综合打分，得到各级指标的隶属度及隶属度评判值，最后进行评价结果分析。

2 指标体系建立

输变电工程环境效益指标评价是需要考虑多因素影响的评价指标，在层次分析法应用之前需要构建输变电工程环境效益指标评价体系，通过广泛收集输变电工程环境效益相关指标，从生态环境成本、人居环境成本、资源环境成本、噪声环境和电源结构等评价指标中，通过专家打分从中选取应用频率较高的指标。本文将环境效益指标体系划分为2个指标级，具体指标体系如图1所示。

3 输变电工程的评价方法

3.1 层次分析法

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是指将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将目标分解为多个目标或准则，进而分解为多指标（或多准则、多约束）的若干层次，通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序（权数）和总排序，以此作为目标（多指标）、多方案优化决策的系统方法。层次分析法作为一种综合定性与定量分析，它能将一些量化困难的定性问题在严格数学运算基础上定量化，将一些定量、定性混杂的问题综合为统一整体进行综合分析。

層次分析法首先是把要决策问题按总目标、各层子目标、评价准则直至具体的备选方案顺序分解为不同的层次，建立不同层次间的两两判断矩阵和递阶层次结构。然后利用求判断矩阵特征值向量的办法，求得每一层各元素对上一层各元素的优先权重，最后再用加权的方法递阶求出各备选方案对总目标的最终权重，此最终权重值的最大者即为最优方案。层次分析法的具体步骤为：①建立层次结构模型；②构造判断矩阵；③计算特征值、特征向量并做一致性检验；④根据层次总排序做出决策。

3.2 模糊综合评价法

确定因素集。根据评价指标体系，确定因素集见。

（1）确定评语集。V={V1，V2，V3，V4，V5}，Vi为各一级指标的评价结果。

（2）确定隶属度。对可获得的定量指标数据进行标准化处理，以单目标最优的标准进行评级，对于定性指标采用专家评分进行评级，得到环境效益模糊隶属度。

（3）综合评判。由层次分析法确定的各级指标权重，与上述步骤标准化后得到的模糊隶属度评判值进行分层模糊运算，即采用公式R=w*Vi计算，即可得到模糊综合评价的最后得分结果。

4 实例分析

以某地区220千伏输变电工程为例。工程项目主要有220千伏变电所新建工程、送电线路新建工程、220千伏变电所系统通信工程。该工程于2005年5月28日开工至2005年12月23日竣工，已于2006年1月末开始投产、试运行，至2011年历时近五年的时间。具体评价过程如下所示。

4.1 确定指标权重

笔者在确定输变电工程的环境效益指标体系权重的过程中，邀请社会上相关专家进行问卷调查，对一级指标（A1，A2，A3，A4，A5）进行重要性打分，并计算权重，其中n=5。从专家打分的最终结果可以看出，在输变电工程中，人居环境成本和生态环境成本指标对环境效益的影响是最大的，资源环境次之，噪声环境和电源结构的影响相对来说较小。二级指标权重是在各个一级指标下通过专家打分得到的，各二级指标影响大小排列为：大气资源成本>土地资源成本>水资源成本>自然景观成本。人居环境下的二级指标的影响程度排序为：社区环境治理费用>环保投入成本>交通环境治理成本。资源环境成本下的二级指标的影响程度排序为：新技术引进成本>耗材节约成本>综合线损成本。噪声环境下的二级指标的影响程度相同。电源结构下的二级指标的影响程度排序为：化石能源消耗变化量>电能替代成本。

4.2 模糊综合评价

本文建立了优[100，80]、良[80，60]、中[60，40]、一般[40，20]、较差[20，0]5个评价等级，采用不同等级的分值可得该地区的环境效益评估结果分数，则对该地区打分为[90，75，50，35，10]。笔者邀请20位输变电工程相关领域的专家对该地区打分，得到环境效益模糊隶属度，如表1所示。

本文按照最大隶属度原则，得到该项目建设所带来的生态环境成本、人居环境成本、资源环境成本、噪声环境和电源结构的评价结果分别为：优、优、良、良、优。综合评判得到项目建设的环境效益评价得分为72.825 5，属于良，说明该项目建设给当地带来了一定的环境效益。其中，生态环境成本的评价结果说明项目建设对当地生态环境的污染很小、破坏很少，具有可持续发展性；人居环境成本的评价结果说明项目建设对当地人居环境影响很小，减少了治理成本；資源环境成本的评价结果说明项目建设对当地资源环境影响相对来说较小，节省了资源；噪声环境的评价结果说明项目建设产生的噪声对当地资源环境影响相对来说较小，减少了治理噪声污染的成本；电源结构的评价结果说明项目建设对当地的化石能源变化量造成的影响很小。

综合评价结果说明该项目建设比较成功，与实际工程项目建设的结果一致，给当地带来了一定的环境效益。

5 结 语

本文采用层次分析法分析输变电工程环境效益的影响因素，可以较好地克服分析决策过程中受主观因素影响较大的问题，用该方法计算权重，能够反映出各个因素在整体中的重要程度；采用模糊综合评价法进行逐级评价，由单个指标到指标层级再到整个指标体系，通过确定因素集、评语集、专家评价得到各级评价指标的隶属度，再对整个指标体系进行综合评判。本文将两种方法结合起来，并应用于某地区输变电工程环境效益的评价结果，与该地区实际工程建设带来的环境效益一致，验证了该评价方法的有效性。

主要参考文献

[1]钱科军，袁越，石晓丹，等.分布式发电的环境效益分析[J].中国电机工程学报，2008（29）.

[2]梁静.基于模糊评价方法的35kV温塘输变电工程项目评价研究[D].北京：华北电力大学，2014.

[3]黄晓娟.基于多目标层次分析法的输变电项目后评价体系研究[D].北京：华北电力大学，2014.

[4]韩富春，任婷婷，陈晶晶.基于层次分析法的输变电工程项目后评价研究[J].电气技术，2009（2）.

[5]Jun-Hong L I.Study on Post-Evaluation of Economic Benefits for the Power Transmission and Transformation Project Based on Fuzzy Comprehensive Evaluation[J]. Journal of North China Electric Power University，2012（5）.

[6]Sun H，Zi J，Du D.Application of Fuzzy Comprehensive Evaluation in Post-Evaluation of Power Transmission and Transformation Project[J].Journal of Civil Architectural & Environmental Engineering，2013（11）.