基于能效电厂模式的能效资源开发绩效评价指标的构建.pdf

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第40卷第4期华北电力大学学报Vo1．40．No．42013年7月JournalofNoahChinaElectricPowerUniversityJu1．，2013doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2013．04．18基于能效电厂模式的能效资源开发绩效评价指标的构建王敬敏，周靓(华北电力大学经济与管理学院，河北保定071003)摘要：基于能效电厂模式建立能效资源开发项目的绩效评价指标体系，专家打分法对定性指标进行量化处理，主成分分析法对原始数值指标进行降维处理、消除指标问的重复性影响，理想点法有效地进行多目标的决策分析。以某一能效电厂试点城市能效开发项目为例，验证能效资源开发力度大的项目，为能效资源开发的管理工作提供有效的特征指标。定性指标的赋值以及主成分分析与理想点法两种统计方法的应用对能效资源开发项目绩效的评价有很好的现实意义，该分析有助于修正减排力度不够的能效开发项目，鼓励积极推广能效资源开发，提高节能减排的有效性。关键词：能效资源；能效电厂；专家打分；主成分分析；理想点法中图分类号：F206文献标识码：A文章编号：1007—2691(2013)04—0102—05ConstructionofperformanceevaluationindicatorsinenergyeficiencyresourcesbasedoneficiencypowerplantmodeWANGJing．min，ZHOULiang(BusinessAdministrationSchool，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Basedoneficiencypowerplant，aperformanceevaluationindexsystemofenergyeficiencyresourcedevel—opmentprojectsisproposed．Throughexpe~evaluating，qualitativeindicatorsarequantified．ThroughPrincipalCoin—ponentAnalysis(PCA)，thedimensionoftheoriginalvalueindicatorsarereducedtoelininate，eliminatingtherepeti—tiveimpactbetweentheindicators．ThroughTechniqueforOrderPre~rencebySimilaritytoanIdealSolution(TOP—SIS)，multi—objectivedecisioncanbeanalyzedeffectively．Andaparticularefficiencypowerplantpiloturbandevelop—mentprojectisusedasanexample，torerifythebestprojectscientificallyandobjectively，andprondeeffectivespecificindicatorsforthemanagementofenergyeficiencyresources．Theassignmentofqualitativeindicators，applicationofPCAandTOPSIS，allhavegreatpracticalsignificancetotheperformanceevaluationofenergyeficiencyresources．Theanalysiswouldbeusefultocorrectprojectsthatlackdepth，encouragethecountryactivelytopromoteenergyeficiencyresourcesdevelopmentwork，andimprovetheeffectivenessofenergyandreducingemissions．Keywords：energyeficiencyresources；eficiencypowerplant；expe~evaluating；principalcomponentanalysis；techniquefororderpreferencebysimilaritytoidealsolution模化的节电能力，从而减少电力用户的电力消耗0引口需求。相对于需求响应资源的短时负荷调整，能效资源的优势在于它持续、有效的节电能力。随能效资源的开发主要以能效电厂的建设为重着电力能耗在能源消费中的比重日益提高，能效点，通过实施一揽子节电计划和能效项目，形成规资源的研究也日趋重要。目前的研究中，能效资源开发项目的融资问题¨’是学者们研究的主要内容，而绩效评价方面还没有相关的文献参考。收稿日期：2012—06—09针对能效资源的概念目前还没有一个统一的描 第4期王敬敏，等：基于能效电厂模式的能效资源开发绩效评价指标的构建103述、绩效评价缺乏系统研究的现状，有必要在该领价值以及国家政策贯彻等方面来衡量，是指项域进行深入的探索。本文将通过主成分分析法目在投资强度、能源消耗量、资源综合利用率、节(PCA，PrincipalComponentAnalysis)对产生的指标能科技等方面取得的成效。在构建指标体系的进行提炼，消除指标之间的相关影响，同时结合理时候，要以节能减排的理念为基础，遵循合理性、想点法(TOPSIS，TechniqueforOrderPreferenceby系统性、层次性等原则，将定性与定量分析相结SimilaritytoanIdealSolution)对指标进行排序、比合，全面地选取考核指标。由于能效电厂涉及到较与分析，使整个分析过程更加准确与合理。通一系列的节能改造项目，包括照明设备、工业电过对能效资源开发项目绩效进行评价，希望对实器、家用电器等多领域的节能项目，本文的研究将际开展能效资源管理工作、建立可行的长效机制、重点放在通用指标的构建，以保证指标的可比性。完善需求侧管理。在参考相关企业构建节能减排绩效考核指标。的基础上，结合《企业绩效评价实施细则》、《中央1能效资源开发项目绩效指标的构企业绩效评价管理暂行办法》和《国际能效测量和建及赋值验证规程》，得到最后的绩效指标体系由目标层、准则层、指标层三层指标组成。表1为构建的三能效资源开发项目绩效要从经济价值、社会级指标体系。表1能效资源开发绩效评价指标体系Tab．1PerformanceEvaluationIndexSystemofEnergyEficiencyResourceDevelopment在l4项三级指标中有6项定量指标和8项定标都在不同程度上反映了绩效的某些信息，指标性指标。对于定性指标的评价值，由专家打分法之间会存在重叠，因此采用主成分分析法进行赋值。以能源计量工具配备A：为例，能源(PCA)进行数据的预处理。其基本思想是将原计量工具配备齐全，得100分；配有最基本计量来众多的具有一定相关性的变量进行重新组合，工具，得50分；没有配备计量工具，得0分。形成新的少数的几个相互无关的综合变量来代替原变量，使数据得到简化，维度降低⋯。对于定量指标的评价值，由实际测得数据所得。主成分分析法的模型思想¨是，假设有n个2指标的预处理样本，p个指标，构造样本矩阵X=()=⋯多指标的样本会提供丰富的信息，但也在一l；‘．l，⋯，为原始变量指标。。⋯J定程度上增加了分析的复杂性；同时，每一个指 华北电力大学学报主成分分析的目的就在于用P的原始变量能效资源开发项目为例，采用该省2009年开⋯，(i=1，2，⋯，n)构造出少数新的变展的照明改造、工业电机拖动方案、家用电器这量，使得新变量为原始变量的线性组合。新变量互三项能效电厂项目的数据进行分析。基于篇幅的不相关，并且包含原始变量的大部分信息。原因，本文没有将原始数据中定性指标定量化以由于定性数据与定量数据的数量级和量纲等及指标无量纲化的步骤叙述出来。在定性指标以都存在较大差异，因此首先对选取的原始指标进及定量指标进行标准化后，首先根据主成分分析行无量纲化处理，使定性与定量指标之问可以进法对数据进行预处理。通过SPSS软件进行因子行比较。标准化处理后得到标准化矩阵：Z=分析，得到能效电厂各指标的主成分为z。，z2，且对应的特征值与贡献率如表2。(IZll⋯]表2特征值与方差贡献表z，)==lLi’．；I，利用SPSS软件计算出JTab．2TotalVarianceExplained一⋯矩阵z的特征值、特征向量、方差贡献率。按照累计方差贡献率不小于85％的原则，提取出新的综合变量指标，每一个新的综合变量指标是原始变量指标P的线性组合，且互不相关。指标权重的计算公式为确定了主成分之后，计算因子负荷矩阵，如W=P。(1)表3。式中：P为各个指标第i个公因子的贡献率。表3因子负荷矩阵Tab．3ComponentMatrix3评价步骤TOPSIS法是借助于多种指标属性的理想解与负理想解对评价对象进行排序、按相对接近度大小来权衡评价对象综合效益的评价方法。通过主成分分析法得到精简的一维的综合变量指标，假设新的指标个数为m个，构造加权规范化矩阵，即将新的综合变量指标乘以对应的权重。对y构造理想矩阵与负理想矩阵y和一，分别为V=(。，'／2，⋯，)，V一=(V。一，l／2一，⋯，一)，其中=max{，li=l，2，⋯，m}，，一=min{Ii=l，2，⋯，m}。计算样本点到最优点距离D，D一，以及计算相对接近度c，相关公式为D=(∑。))Ⅳ(2)根据特征值表和因子负荷矩阵，调用Com—D=(∑))(3)puteVariable命令，得到特征向量矩阵以及主成C=D／(D+D)(4)分的表达式：=1，2，⋯，mYl=0．27X1+0．23X2+0．31X3+0．31X4+0．3X5+0．2X6+0．12X7+0．31X8+0．31X9+0．30X10+0．30Xl1+0．3ll2+0．09Xl3+0．26Xl44实例分析y’=一0．26X一0．35X，一0．3X3+0．09X4—0．15X5+0．39X6—0．47X7+0．11X8—0．05X9以能效电厂试点城市之一——江苏省开展的一 第4期王敬敏，等：基于能效电厂模式的能效资源开发绩效评价指标的构建1050．15X10+0．17Xll+0．05Xl2十0．49X13+1．95Xl4755kW·h，年节约电费56．7万元，该绿色照明对主成份表达式中的指标x。～x。经过标准能效电厂项目平均节电率高达66．59％，节能效化之后，得到变量名为ZX，一ZX。的标准化变量。果、经济效益和社会效益都取得了成功。照明是调用ComputeVariable命令，计算得到主成分，最大的节能机会之一，相比较能效资源开发项目如表4所示。中的其他节能改造，照明改造实施的力度更大，表4主成分表各方给予的关注更高。Tab．4PrincipalComponent5结论本文在叙述绩效评价的方法及步骤之后，主要以江苏省开展的基于能效电厂的能效资源开发与原始数据相比，矩阵由3×14变成了3×方案进行了案例的验证，这在一定程度上为其他2，数据量少了6／7。接下来，运用TOPSIS法的省市该领域的绩效评价提供了理论性的参考，哪些项目的改造力度不够，哪些项目的改造力度最计算步骤进行评价。根据公式(1)计算出各新的主成分的权重，大，通过绩效评价都能够一目了然，从而使各参与方更加清楚下一步改造方案的重点。此外，科将新的主成分的数据乘以对应的权重，得到加权学地评价能效资源开发项目的绩效，在一定程度规范化矩阵：上能够激励更多的用能单位进行能效电厂的实『9856o‘8667]施，对进一步开展节能改造项目有积极的推动作V=10．5913—0．8127I，理想方案L一2．5769—0．054J用。目前，基于能效电厂模式的能效资源开发项即为对应列的最大值，负理想方案y一为对应列目在我国各省市已经积极开展起来，但是由于能效资源的概念还没有统一的描述，该领域的研究的最小值，结果见表5。表5理想方案与负理想方案取值表还不是很成熟，如何结合更系统的研究方法去分Tab．5theIdealSolutionandNegativeIdealSolutionValue析能效资源开发项目的绩效，是需要深入探讨的问题。参考文献：根据公式(2)、(3)、(4)计算样本点到最[1]JyotiPrasadPainuly．Financingenergyeficiency：les—优点的距离以及相对接近度，计算结果见表6。sonsfromexperiencesinIndiaandChina[J]．Inter·表6样本到理想解的距离以及相对接近度计算表nationalJournalofEnergySectorManagement．2009，Tab．6DistancefromSampletoIdealSolutionandRelative3(3)：1O一15．Proximity[2]FrancisWHYik，WLLee，CKNg．Buildingenergyeficiencyandtheremunerationofoperationandmainte—nancepersonnel[J]．Facilities，2002，20(13)：12—15．[3]伍玉林，吴文可，张勇，等．合同能源管理在电网从计算结果可知照明改造项目的绩效最好，公司的实施研究[J]．华北电力大学学报(自然科力度最大。这也是和实际情况相符合的。江苏省学版)，2011，38(5)：59—64．作为能效电厂试点城市之一，早在2005年就启[4]何波．企业节能减排绩效考核评价体系研究[J]．动了我国首个容量为60万kW的能效电厂的建科技和产业，2011，11(11)：52—54．设。政府对照明改造项目大力支持，积极推进城[5]赵亚香，蒋卫东．企业节能减排绩效评价研究评述市绿色照明，在2010年城市照明节能器具普及[J]．煤炭经济研究，2010，(3)：54—57．率达到85％以上。有资料表明¨，江苏省丹工[6]张雷，徐静珍．水泥行业节能减排综合测评指标体实业有限公司能效电厂的项目中，投资了19．062系的构建[J]．河南理工大学学报，2010，(2)：万元更换3000套节能灯具，节能量高达1030105—108． 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