一种基于熵权的燃气电厂综合状态评估方法技术

本发明专利技术涉及一种基于熵权的燃气电厂综合状态评估方法，其特征在于包括以下步骤：1)确定反映燃气电厂生产管理状况的各级评价指标，构建燃气电厂生产管理综合评价指标体系；2)基于建立的燃气电厂生产管理综合评价指标体系，结合熵权法和主成分分析法，建立燃气电厂综合评价模型，得到参评机组样本的一级指标评价值和综合评价值；3)根据计算得到的各参评机组样本的一级指标评价值和综合评价值，对不同级别燃气电厂的综合状态进行评估。本发明专利技术可以广泛应用于燃气电厂综合状态评估领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于熵权的燃气电厂综合状态评估方法
本专利技术涉及燃气电厂综合状态评估领域，特别是关于一种基于熵权的燃气电厂综合状态评估方法。
技术介绍
近年来，由于燃气电厂具有建设周期短、可靠性高、污染环境少及能源转换效率高等特点，为实现能源结构优化及电网调峰需求，我国燃气电厂装机容量增长迅速。虽然燃气电厂环境污染排放少，但高昂的天然气价格使得燃气电厂效益不尽人意；同时，随着国家环境污染保护政策的逐年收紧，对燃气电厂污染物排放也提出了严峻挑战。电厂机组综合评价分析研究发展迅速，分析效果显著，但还存在一些缺陷还有一定改进的空间。其一，指标体系建立并不全面，当前电厂机组综合评价指标多以经济性、环保性及可靠性为主体指标，而没有涉及安全性、设备管理等方面的指标体系。而设备管理指标是电厂机组经济安全运行的保障，是电力企业实现行业竞争，增强核心竞争力必不可少的指标体系；其二，综合评价分析思路多注重一级指标权重对评价结果的影响分析，对二级小指标权重对评价结果的影响分析考虑不足；另外，现有的层次分析法、模糊综合评价法等方法确定权重多为人为主观赋权，人为因素影响较大，在指标较少时尚可通过主观赋权确定权重，但指标增加、指标区分度小时，主观赋权实施起来难度增加，也很难做到客观准确；其三，目前，对火电机组的经济性、安全性及可靠性的评价方法及体系已经有很多，但对于燃气电厂的综合指标体系建立及评估方法，尤其是不分等级、不分类型的综合评价还比较少。在我国电力发展面临多方面的新形势下，为提高燃气电厂综合评价的准确合理性，增强生产竞争力，最大化生产效益，优化节能降耗，建立一套合理有效的燃气机组综合评价体系迫在眉睫。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于熵权的燃气电厂综合状态评估方法，该方法简洁有效、客观合理，能够对燃气电厂整体运营状态进行综合评价，以考核燃气电厂各项指标的完成情况。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种基于熵权的燃气电厂综合状态评估方法，包括以下步骤：1)确定反映燃气电厂生产管理状况的各级评价指标，构建燃气电厂生产管理综合评价指标体系；2)基于建立的燃气电厂生产管理综合评价指标体系，结合熵权法和主成分分析法，建立燃气电厂综合评价模型，得到参评机组样本的一级指标评价值和综合评价值；3)根据计算得到的各参评机组样本的一级指标评价值和综合评价值，对不同级别燃气电厂的综合状态进行评估。所述步骤1)中，所述燃气电厂生产管理综合评价指标体系包含一级指标和二级指标，所述一级指标包括安全环保指标、主要经济指标、可靠性指标、主要运行指标和设备管理指标，各所述一级指标分别包括若干二级指标。所述步骤2)中，基于建立的燃气电厂生产管理综合评价指标体系，结合熵权法和主成分分析法，建立燃气电厂综合评价模型，得到参评机组样本的一级指标评价值和综合评价值的方法，包括以下步骤：2.1)通过熵权法确定综合评价指标体系中各二级指标的权重，并根据二级指标权重值计算得到各一级指标评价值，形成用于评价参评机组样本的一级指标熵权法评价矩阵；2.2)采用主成分分析法对得到的一级指标熵权法评价矩阵进行主成分分析，根据方差贡献率提取主成分，并计算得到参评机组样本的综合评价值。所述步骤2.1)中，所述一级指标熵权法评价矩阵的构建方法，包括以下步骤：2.1.1)根据各一级指标所包含的二级指标类型和数量，以及各参评机组样本的所有二级指标值，构建一级指标决策矩阵Ak；式中：k为一级指标序号，且k＝1,2,…,p，p为一级指标的个数；aij为第i个参评机组的第j个二级指标值，且i＝1,2,…,n，n为参评机组样本数，j＝1,2,…,m，m为第k个一级指标所包含的二级指标数；2.1.2)根据二级指标的属性不同，对各一级指标矩阵Ak中的二级指标进行规范化，得到规范化后的各一级指标决策矩阵Rk；其中，对正类属性二级指标规范化的计算公式为：对负类属性二级指标进行规范化的计算公式为：式中，aij为第i个参评机组的第j个二级指标值、为正类属性指标中第j个二级指标的最小值、为正类属性指标中第j个二级指标的最大值、为负类属性指标中第j个二级指标的最大值、为负类属性指标中第j个二级指标的最小值；规范化后的一级指标决策矩阵Rk为：2.1.3)采用熵值法计算各规范化后的一级指标决策矩阵Rk中，各二级指标的信息熵Ej及其信息偏差度dj；各参评机组样本中各二级指标的信息熵Ej的计算公式为：式中：j＝1,2,…,m，k＝1/ln(n)为与参评机组样本数有关的常数；rij满足0≤rij≤1和且当rij＝0时，令rijln(rij)＝0；各二级指标的信息偏差度dj的计算公式为：dj＝1-Ej；2.1.4)根据各二级指标的信息偏差度，计算得到各二级指标的权重wj：式中：2.1.5)根据各二级指标的权重以及各一级指标决策矩阵，计算得到各一级指标的评价值Zi,k：式中：0≤Zi,k≤1；2.1.6)根据各一级指标的评价值，构成评价参评机组样本综合状态的一级指标熵权法评价矩阵Zn,p：所述步骤2.2)中，采用主成分分析法对得到的一级指标熵权法评价矩阵进行主成分分析，根据方差贡献率提取主成分，并计算得到参评机组样本的综合评价值的方法，包括以下步骤：2.2.1)对一级指标熵权法评价矩阵Zn,p进行主成分分析，得到n个参评机组样本的主成分；2.2.2)根据得到n个机组样本的主成分，计算各参评机组样本的综合评价值Fi；所述步骤2.2.1)中，对一级指标熵权法评价矩阵进行主成分分析，得到n个参评机组样本的主成分的方法，包括以下步骤：①一级指标熵权法评价矩阵Zn,p的相关系数矩阵R；②计算相关系数矩阵R的m个特征根：λ1≥λ2≥λ3≥…≥λm≥0；其对应特征向量：ej＝(l1j,l2j,…,lmj),j＝1,2,…,m；式中，ej为第j个指标的特征向量，lmj为特征向量中元素；③根据相关系数矩阵R的特征根，计算方差贡献率：④对方差贡献率进行降序排序，将前p个指标的累计方差贡献率满足阈值条件时，将其作为参评机组样本的主成分；若前p(p≤m)个指标的累计方差贡献率满足：则n个参评机组样本的主成分为：Mi,j＝Zn,p×[e1e2…em]′；式中，[e1e2…em]′为前m个特征向量组成矩阵。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术从安全环保指标、主要经济指标、可靠性指标、主要运行指标、设备管理指标五大一级指标域对燃气电厂生产管理指标进行构建与分析，五大一级指标又包括各自不同的二级子指标。从指标概念到指标特点，对各个指标进行全方位细化分析，为燃气电厂的深入对标管理工作提供支持。2、本专利技术依据指标数据间相互关系通过熵权法确定指标权重，剔除人为主观因素影响，确保在评价指标增加、指标区分度小时，主观赋权实施起来难度增加，难以做到客观准确时，保证评价结果公平合理性。3、本专利技术将不同类型、不同级别的燃气电厂放在同一平台进行对比评价，利用电厂实际运营管理指标数据进行客观评价对比分析，从一级指标排名和综合评价排名两个方面对燃气电厂综合评价，保证了评价公平性，为企业决策者生产运营管理及电厂运行人员挖潜增效提供指导和帮助。因此，本专利技术可以广泛应用于燃气电厂综合状态评估领域。附图说明图1是本专利技术方法流程图。具体实施方式下面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于熵权的燃气电厂综合状态评估方法，其特征在于包括以下步骤：1)确定反映燃气电厂生产管理状况的各级评价指标，构建燃气电厂生产管理综合评价指标体系；2)基于建立的燃气电厂生产管理综合评价指标体系，结合熵权法和主成分分析法，建立燃气电厂综合评价模型，得到参评机组样本的一级指标评价值和综合评价值；3)根据计算得到的各参评机组样本的一级指标评价值和综合评价值，对不同级别燃气电厂的综合状态进行评估。

【技术特征摘要】
1.一种基于熵权的燃气电厂综合状态评估方法，其特征在于包括以下步骤：1)确定反映燃气电厂生产管理状况的各级评价指标，构建燃气电厂生产管理综合评价指标体系；2)基于建立的燃气电厂生产管理综合评价指标体系，结合熵权法和主成分分析法，建立燃气电厂综合评价模型，得到参评机组样本的一级指标评价值和综合评价值；3)根据计算得到的各参评机组样本的一级指标评价值和综合评价值，对不同级别燃气电厂的综合状态进行评估。2.如权利要求1所述的一种基于熵权的燃气电厂综合状态评估方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述燃气电厂生产管理综合评价指标体系包含一级指标和二级指标，所述一级指标包括安全环保指标、主要经济指标、可靠性指标、主要运行指标和设备管理指标，各所述一级指标分别包括若干二级指标。3.如权利要求2所述的一种基于熵权的燃气电厂综合状态评估方法，其特征在于：所述步骤2)中，基于建立的燃气电厂生产管理综合评价指标体系，结合熵权法和主成分分析法，建立燃气电厂综合评价模型，得到参评机组样本的一级指标评价值和综合评价值的方法，包括以下步骤：2.1)通过熵权法确定综合评价指标体系中各二级指标的权重，并根据二级指标权重值计算得到各一级指标评价值，形成用于评价参评机组样本的一级指标熵权法评价矩阵；2.2)采用主成分分析法对得到的一级指标熵权法评价矩阵进行主成分分析，根据方差贡献率提取主成分，并计算得到参评机组样本的综合评价值。4.如权利要求3所述的一种基于熵权的燃气电厂综合状态评估方法，其特征在于：所述步骤2.1)中，所述一级指标熵权法评价矩阵的构建方法，包括以下步骤：2.1.1)根据各一级指标所包含的二级指标类型和数量，以及各参评机组样本的所有二级指标值，构建一级指标决策矩阵Ak；式中：k为一级指标序号，且k＝1,2,…,p，p为一级指标的个数；aij为第i个参评机组的第j个二级指标值，且i＝1,2,…,n，n为参评机组样本数，j＝1,2,…,m，m为第k个一级指标所包含的二级指标数；2.1.2)根据二级指标的属性不同，对各一级指标矩阵Ak中的二级指标进行规范化，得到规范化后的各一级指标决策矩阵Rk；其中，对正类属性二级指标规范化的计算公式为：对负类属性二级指标进行规范化的计算公式为：式中，aij为第i个参评机组的第j个二级指标值、为正类属性指标中第j个二级指标的最...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立昊，吴以涵，王笑，王沛，秦锋，马超，陈胜森，闫玮祎，付忠广，刘炳含，
申请(专利权)人：中海石油气电集团有限责任公司，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11