基于AHP-熵值组合赋权的新能源消纳综合效益评价研究
陈沛光 姜明磊 左石
摘? 要：对新能源消纳工作的成效进行客观准确地测度，对于激发新能源消纳各个主体的参与积极性，推动各地新能源消纳工作健康可持续发展具有重要的意义。该文将层次分析法（AHP）与熵值方法相结合，综合确定新能源消纳综合效益评价指标权重，有效利用专家知识和经验的同时，又可以避免人为主观因素的影响，从而使评价结果更为客观准确。最后利用模拟数据对不同地区新能源消纳综合效益进行评价，进而推动新能源消纳工作健康可持续发展。
关键词：新能源消纳;层次分析法;熵值法;综合测度
中图分类号：F083? ? ? ? ? ? 文献标志码：A
0 引言
随着我国以风电、光伏为代表的新能源产业快速发展，而电力传输与用户消费环节没有做好协调工作，导致部分地区弃风弃光现象的发生，由此新能源消纳工作逐渐得到政府和公众的重视。对于新能源消纳进行综合测度核心问题就是指标权重如何确定。传统评价方法主要基于定性方法确定权重，如德尔菲法、层次分析法、模糊评价方法等，定性权重确定方法可以有效利用专家的知识和经验，但是存在主观随意性方面的欠缺;而定量权重确定方法，如主成分方法、熵值方法等，可以有效避免主观人为因素的影响。而将定性与定量方法相结合综合确定指标权重，可以将2种方法的优点相结合，得到越来越多的实践经验。
1 确定指标权重
1.1 主观权重确定——层次分析法（AHP）
1.1.1 构建层次结构模型
该文在分析我国新能源消纳现状的基础上，借鉴以往关于新能源消纳评价的相关研究，从4个环节（电源环节、电网环节、用户环节以及政策调控）对新能源消纳进行评价，同时根据评价指标选取的系统性、客观性、简明性以及可比性等原则，共选取13个指标对新能源消纳进行综合效益评价（如图1所示），进而构建层次结构模型。
1.1.2 建立比较判断矩阵
层析分析法需要构建评价指标两两判断矩阵，矩阵形式如下：
矩阵中的取值可以根据表1中1～9标度进行判断取值，n为评价指标的数量。
1.1.3 计算权重系数
得到判断矩阵E的取值后，首先对判断矩阵的每一行元素计算乘积。
（1）
式中，i和j分别代表矩阵行与列的序号，n为两两判断矩阵中指标的数量，∏为求积公式。然后计算的n次方根。
（2）
对进行归一化处理，得到指标的权重。
（3）
式中∑为求和公式。
1.1.4 一致性检验
计算得到权重系数后，还需要对系数进行一致性检验，首先计算矩阵的最大特征值：
（4）
为归一化的指标权重，为两两判断矩阵与指标权重的乘积。然后计算一致性指标。
（5）
式中，n为两两判断矩阵中指标的数量。最终得到准则层的一致性检验指标CR。
（6）
式中，RI为随机一致性指标，取值与矩阵阶数n相关，可以查表得到。
1.2 客观权重确定——熵值法
熵值是一个可以度量不确定的指标，熵值方法属于一种客观确定权重的方法，可以有效避免人为主观因素的影响，使评价结果更为客观。1）熵值法需要首先对指标原始数据进行非负化处理，得到非负数值，公式如下：
（7）
其中，为原始数据i=1，2…m;j=1，2…n;i和j分别表示被评价地区的序号和评价指标的数值，m和n分别代表被评价地区和评价指标的总数量;和分别代表第j列评价指标数值的最小值和最大值。2）计算第j个指标下第i个被评价地区所占的指标比重：
（8）
3）计算第j个指标的熵值
（9）
式中，为第j项指标的熵值，n为自然数，代表评价指标的数量，ln为自然对数函数，∑为求和公式。4）计算第j个指标的熵权。
（10）
1.3 基于AHP-熵值综合权重
AHP方法可以充分借鉴专家的知识和经验，而熵值方法有助于降低权重确定的主观性。将主观赋权与客观赋权相结合，有助于新能源消纳评价指标权重选取更加科学和准确。综合权重合成公式如下所示：
（11）
式中，为综合权重系数，W和分别代表层次分析法和熵值法计算得到的评价指标权重。j表示评价指标的数值，j= 1，2，…n。
2 综合评价算例分析
指标综合权重确定后，接下来可以根据实际数据进行算例分析。
2.1 数据收集
由于新能源消纳过程中，有一些实际数据不方便获取，该文利用模拟数据进行算例分析。对于地区A到地区F分别模拟生成评价指标的数值，见表2。
2.2 综合权重计算
利用AHP方法计算判断矩阵的最大特征值=4.2542，由此可以计算得到判断矩阵的一致性检验指标CR=0.0952<0.1，通过一致性检验。AHP方法计算权重W、熵值法計算权重Sj以及AHP-熵值组合权重Cj计算结果见表3。
2.3 综合评价得分
基于AHP-熵值组合权重系数，可以合成得到不同地区新能源消纳综合测度得分如下。
（12）
其中，为基于AHP-熵值计算的组合权重系数;为指标准化后的数值，j表示评价指标的数值，j=1，2…n。最终各地区新能源消纳综合测度得分如图2所示。
4 结语
该文将基于AHP-熵值方法，定性与定量相结合确定新能源消纳综合效益评价指标权重。即可以有效利用专家知识和经验，又可以避免人为主观因素的影响，从而使评价结果更为客观准确。同时利用模拟数据对不同地区新能源消纳综合效益进行评价，有效推动我国新能源消纳工作健康可持续发展。
参考文献
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