基于熵权-TOPSIS模型的电网企业应急能力建设评价

姜春光 郑鑫慧

(国网冀北电力有限公司承德供电公司 河北承德 067000)

0 引言

近年来，受极端天气等影响，国内外电力事故频发，造成了严重的社会不良影响和巨大的经济损失。同时，电力生产、输送的同时性、电网运行的复杂性，使得电力系统的事故突发性难以准确预测、难以有效防御及彻底根除，必须通过提高应急能力以快速恢复送电。因此，进行客观、有效的应急能力建设评价，帮助电网企业找到应急能力短板，提高应急能力建设水平成为亟需解决的一项问题。

目前，国内外对电网企业应急能力建设评价已有一些研究，ZHANG B等[1]基于多代理系统的思想研究了电力应急管理的协调控制策略，并提出了互联电力系统的应急管理框架。潘华等[2]通过网络分析法对各指标进行梳理，以解决应急评价指标之间不相互独立的问题。门永生等[3]利用层次分析法构建了适于电网基础设施突发事件应急能力评价的指标体系。王迪等[4]提出动态综合评价方法评价电网应急能力，但该方法侧重于应急管理时段。王华昕等[5]提出基于AHP-变熵权法的应急能力评估方法，但指标体系与应急能力相关度不高。

综上所述，现有文献对电网企业应急能力建设评价方法各不相同，本文采用熵权-TOPSIS模型对电网企业应急能力建设进行评价，该方法可有效避免主观因素对评价结果的影响，通过TOPSIS分析方法得到电网企业应急能力建设评价排名；且在实际应用中增加或减少指标数量对计算量影响较小。

1 构建电网企业应急能力建设评价指标体系

对电网企业应急能力建设进行评价，建立客观、全面的评价模型是发展提高电网企业应急能力建设评价的关键环节。本文参考国家能源局发布的《电网企业应急能力建设评估规范》(DL/T 1920—2018)，建立电网企业应急能力建设评价指标体系，其中含有4个一级指标，20个二级指标。各指标的含义及评估方法、标准在《电网企业应急能力建设评估规范》(DL/T 1920—2018)中有详细介绍，这里不再赘述，电网企业应急能力建设评价指标体系见图1。本文仅选取具有代表性的基本指标体系，在后续实践中可对其进行更加详细的细化或增减。

图1 电网企业应急能力建设评价指标体系

2 电网企业应急能力建设评价方法的选择

目前，对于应急能力建设评价多用层次分析法，但层次分析法存在主观性较强、一致性不足等问题，需要进行一致性检验，且指标过多时工作量大，权重难以确定[6]。本文采用“熵权-TOPSIS”模型，熵权法可以避免因选用指标的差异过小造成分析困难，在指标赋权过程中排除了评分专家的主观因素，使得赋权结果具有较强的客观性[7]。

TOPSIS法又称之为逼近理想解法，是根据评价方案与理想解之间的贴近度来确定方案相对优劣的一种排序方法，因TOPSIS法能够客观、全面地反映指标在不同方案中的差异性而被广泛用于多属性决策问题[8]。所以，通过熵权法得出指标权重，再通过TOPSIS法计算贴近度并进行排名，可以得到客观、有效的评价结果。

2.1 熵权法确定评价指标权重

设有m个评价对象，n个评价指标，其中各指标的评分由专家(一般情况下不少于5名)参照《电网企业应急能力建设评估规范》(DL/T 1920—2018)中评价标准细则，给出每个二级指标得分。用熵权法确定指标权重的具体步骤如下：

(1)将m个评价对象与n个评价指标，通过专家组打分赋予数值，形成初始矩阵Ymn。

(2)对矩阵中每一个评价指标的m个数值进行无量纲处理，消除属性量纲间存在的差异，实现评价值的量度统一。

(1)

(3)对指标进行归一化处理。

(2)

(4)计算指标熵值。

(3)

(5)计算指标熵权值。

(4)

式中，wj为第j个评价指标的熵权值，其值越小，表示该指标提供的信息对评价结果的影响越小。

2.2 TOPSIS法计算电网企业应急能力建设评价结果

(5)

(2)求解Vij中各指标的正理想解和负理想解。

V+=maxvij|i∈m

(6)

V-=minvij|i∈m

(7)

(3)计算各评价结果与正、负理想解之间的欧式距离。

(8)

(9)

(4)计算各评价结果与理想解的贴近度。

(10)

(5)根据贴近度的大小进行排序，贴近度越大表示评价结果越优，排名越靠前。

3 实例分析

选取10家电网企业A～J作为研究对象，先通过调研获取企业应急能力建设方面的相关资料，然后按照专家打分的方法取得本文所需的初始数据。所得结果如表1所示。

表1 电网企业应急能力建设评价初始数据

3.1 电网企业应急能力建设评价

3.1.1 熵权值计算

将初始数据代入式(1)～式(4)，计算各评价指标的熵权值，如表2所示。

表2 电网企业应急能力建设评价各指标熵权值

3.1.2基于TOPSIS分析方法的电网企业应急能力建设评价

按照式(5)～式(7)计算该10家电网企业的正、负理想解，然后按式(8)～式(10)计算各电网企业应急能力建设评价指标与正、负理想解的欧式距离和贴近度，结果如表3所示。

表3 TOPSIS分析方法计算贴近度

同理可得，各企业一级指标的相对贴近度排名C*，如表4所示。

3.2 结果分析

按照“熵权-TOPSIS”法的基本原理可知，指标的熵权值越大，该指标对电网企业应急能力建设评价结果的影响越大；各企业的评价结果与理想解贴近度越大，则与正理想解的欧式距离越小，与负理想解的欧式距离越大，其应急能力建设水平越高。

整体来看，指标B1的熵权值较高，说明一级指标B1对电网企业应急能力建设评价结果有较大影响。从表3可知，企业A、I、H与理想解的贴近度较高，说明企业A、I、H的应急能力建设水平处于领先地位，对同类企业具有示范作用，同理B、E、F与理想解的贴近度较低，应急能力建设水平较低，对突发事故的应急能力较差。

预防与应急准备方面，指标C2、C5、C6熵权值较高，对一级指标评价结果影响较大。表4中可以看出企业A、I、D在预防与应急准备方面与理想解的贴近度较高，表明企业A、I、D在预防与应急准备方面评价成绩突出。

表4 各企业一级指标相对贴近度及排名

监测与预警方面，预警管理熵权值较高，对一级指标评价影响较大。表4中可以看出企业B、J、F在监测与预警方面与理想解的贴近度较高，表明企业B、J、F在监测与预警方面评价成绩突出。

以此类推，也可以对应急处置与救援、事后恢复与重建方面进行类似的评价。

4 结论

(1)基于预防与应急准备、监测与预警、应急处置与救援、事后恢复与重建4个阶段建立的电网企业应急能力建设评价模型，能够较为完整地评估应急救援工作中的各个阶段，保证了评价指标的全面性、系统性、可行性和实用性，为客观、有效评价电网企业应急能力建设奠定了基础。

(2)“熵权-TOPSIS法”依据所提供的信息来确定权重并得出与理想解的贴近度排名，排除了主观因素，客观反映了专家评价结果。通过“熵权-TOPSIS”法得出的电网企业应急能力建设评价结果，可以深度分析挖掘各指标对评价结果的关键程度，有效促使各电网企业发现自身应急能力建设短板，从而提升电网企业应急能力，保障电力供应。