统计与决策２００８年第１５期（总第２６７期）
摘要：文章在充分调研、深入研究的基础上，建立了需求侧管理综合评价的指标体系，运用三
角模糊数进行了评价，分析了其应用于电力需求侧管理综合评价的可行性。并对某地的电力需求侧管理进行综合评价，得到量化评价结果，验证了文章提出的“电力需求侧管理”的指标体系及评价方法的实用性、科学性。
关键词：三角模糊数；电力；需求侧管理；评价研究中图分类号：Ｆ４１６．６１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－６４８７（２００８）１５－００６１－０３
基于三角模糊数的电力需求侧管理效果评价
张晓红
（东华大学旭日工商管理学院，上海２０００５１）
电力需求侧管理（ＰｏｗｅｒＤｅｍａｎｄ－ＳｉｄｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，简称ＤＳＭ），是通过提高终端用电效率和优化用电方式，在完成同样用电功能的同时减少电量消耗和电力需求，达到节约能源和保护环境，实现低成本电力服务所进行的用电管理活动。其主要内容是对终端用户进行负荷管理、提高终端能源使用效率及实现综合资源规划等。
１电力需求侧管理效果评价指标体系构建
原则
指标体系作为一个有机整体，不但应从各个不同的角度反映出被评价系统的主要特征变化，还要能体现出系统的发展潜力和趋势。结合ＤＳＭ的特点，本文认为建立ＤＳＭ综合评价指标体系的基本原则有［１］
：
（１）可比性。指标应容易理解，有通用性，能进行地区之间的比较。
（２）综合性。指标体系的设置应能综合反映电力公司、用户、社会等各方面发展的主要特征和发展状况。
（３）系统性。ＤＳＭ的指标体系并非是一些杂乱无章的、简单的指标堆积，而是一个统一的有机整体，指标体系内部各指标之间要有一定的逻辑关系。它们不但要从各个角度反映
ＤＳＭ的主要特征和状态，而且还要反映ＤＳＭ的动态变化，并
能体现出ＤＳＭ的发展趋势。
（４）简明性。设立指标体系时，必须认真筛选，避免重复，
充分考虑指标的量化及数据取得的难易程度和可靠性，尽量选取那些有代表性的综合性指标和主要指标。
（５）可操作性。指标的设计是一个操作性很强的过程，它是对设计理论的具体贯彻和行动实施。从理论上讲，我们希望设计一个理想的指标体系来描述ＤＳＭ的状况，但在实际中，我们能够得到的数据资料却极其有限，甚至收集不到对我们的研究起到关键作用的指标数值。如果有的指标极其重要，却无数据来源，可以先保留在指标体系中，今后再搜集这方面的资料。
２电力需求侧管理效果评价指标体系及评
价方法
２．１电力需求侧管理效果评价指标
在构建原则的基础上，参考现有评价指标［２］，本研究的指
标体系主要从以下几方面考虑：
对社会而言，ＤＳＭ项目的实施可以减少电力需求，减少了一次能源的消耗与污染物的排放，缓解了环境压力，具有巨大的社会效益。
对电力用户而言，不利方面是要增加购置设备的投入，可能还要增加一部分设备的运行维护费用，有利的方面是可以减少电力消费，降低企业的生产经营成本，减少用户的电费支出，最大程度的减少由于高峰期的拉闸限电造成的损失，提高企业能效和产品的竞争力。
对供电公司而言，ＤＳＭ的实施一方面会导致供电企业售电量和经济效益下降，另一方面ＤＳＭ可以削减高峰时段电网调峰的压力，提高供电的可靠性及服务水平。而且用户重视削峰填谷，促使电网负荷率提高，发配电设备利用率相应提高，电网运行状况得以改善。
在缩小峰谷差的同时，降低了输配电网络的线损，从整体上提高了电网运行的经济性。利用高峰期腾出的供电容量满足不同需求的用户，大大降低了拉闸限电的概率，增加了售电收入。
对发电厂来说，可以提高发电设备利用率，降低发电成本及发电煤耗，推迟电站的建设并减少电力建设投资。
２．２三角模糊数评价方法的引入
对电力需求侧管理效果进行评价，其评价方法与模型一
方面应该科学地反映电力需求侧管理效果状况，评价方法要考虑电力需求侧管理的特征；另一方面，评价过程要科学有效，不至于造成信息的丢失或歧义。由于没有统计数据能反映电力需求侧管理效果的相关方面，经常通过经理或专家打分法来测评［３］。在评价问题中，对于指标难以量化或不能精确度量，常常采取模糊方法。可是一般的模糊评价，选择“优”、“良”、“中”、“差”等模糊语言对指标进行评价，往往会使许多有用的信息在计算过程中丢失。本文采用三角模糊数这种逼近形式来近似地表示模糊语言，有效地解决了将经理或专家小组的不确定的语义评价数量化的问题，不仅扩大了可以利用的信息范围，扩大了有效信息量，使计算结果更加贴近实际，而且提高了评价的可靠性和评价精确性。本研究采用三
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统计与决策２００８年第１５期（总第２６７期）
角模糊数法对电力需求侧管理效果各个方面的重要度与贡献度进行排序对比，从而确定企业电力需求侧管理过程中需要改进的地方。
可以将电力需求侧管理效果的测度指标表示为Ｃ＝｛Ｃ１，
Ｃ２，…，Ｃｎ｝。测度指标的权重向量表示为!
!＝（!!１，!!２，…，!!ｎ）Ｔ，其中!
!ｉ为第ｉ个指标Ｃｉ的权重。指标的具体衡量因素表示为Ｄ＝｛Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎ｝，其中Ｄｉ＝｛ｄｉ１，ｄｉ２，…，ｄｉｍ｝表示第ｉ个指标Ｃｉ的ｍ个衡量因素。测度指标Ｃｉ的权重!
!ｉ，衡量因素ｄｉｊ的相对权重!!ｉｊ
以及衡量因素的定性评价值ｘ
"ｉｊ可由专家根据事先设计好的语意评语集（如表２所示），以语意变量形式给出，并可将语
意变量转换为对应的三角模糊数。对于可精确计算出的衡量因素，评价值可以令ａ＝ｂ＝ｃ＝计算值将其三角模糊化，也可采取专家根据实际计算值加以判断后以语意变量形式给出。由于计算出的指标仅能描述电力需求侧管理现有的情况，对这一情况的评价标准很难统一，而且无法反映电力需求侧管理现实的效果。具体操作时本研究采用的是后一种方法。然后，利用三角模糊计算方法，分别计算出三角模糊重要度和三角模糊贡献度，并对其进行排序对比。评价过程如下。
第一步：计算各测度指标及其衡量因素的权重向量假定有ｌ位专家（即Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐｌ）参与评价，记专家Ｐｋ（ｋ＝１，
２，…，ｌ）给出的测度权重向量为!
!（ｋ）＝（!!１（ｋ），!!２（ｋ），…，!!ｎ（ｋ））Ｔ；!!ｉ（ｋ）；用三角模糊数表示为：
!!ｉ（ｋ）＝（ａｉ（ｋ），ｂｉ（ｋ），ｃｉ（ｋ）），ｉ＝１，２，…，ｎ（１）则综合各位专家给出的权重，得到最终的权
重向量!
!＝（!!１，!!２，…，!!ｎ）Ｔ其中：!
!ｉ（１／ｌ）#［!!ｉ（１）$!!ｉ（２）$……$!!ｉ（ｌ）］，ｉ＝１，２，…，ｎ（２）式中，符号“#”和“$”
分别表示模糊数乘法和加法运算，下同。
根据扩展原理，!ｉ仍为三角模糊数。记
!
!ｉ＝（ａｉ，ｂｉ，ｃｉ），其中：ａｉ＝１ｌ
ｌ
ｋ＝１%ａｉ
（ｋ&’）ｂｉ＝１
ｌ
ｌ
ｋ＝１
%ｂｉ
（ｋ&(
）ｃｉ
＝１ｌｌ
ｋ＝１
%
ｃｉ
（ｋ&(），ｉ＝１，２，…
，ｎ测度的权重向量表示了各指标的重要性，这里我们将指标的权重定义为指标的重要度。按照同样的方法可以计算出各指标的衡量因素权重向量。第二步：获取各测度指标衡量因素的评价向量设专家Ｐｋ给出的测度指标Ｃｉ的衡量因素评价
向量Ｘ
!ｉ（ｋ）＝（ｘ"ｉ１（ｋ），ｘ"ｉ２（ｋ），…，ｘ"ｉｍ（ｋ））Ｔ。其中：ｘ
"ｉ１（ｋ）＝（ｅｉｊ（ｋ），ｆｉｊ（ｋ），ｇｉｊ（ｋ）），ｊ＝１，２，…，ｍ（３）
将每位专家给出的评价信息分别集结为群的
评价向量Ｘ
!ｉ＝（ｘ"ｉ１，ｘ"ｉ２，…，ｘ"ｉｍ）Ｔ其中：ｘ
"ｉｊ＝（１／ｌ）#［ｘ"ｉｊ（１）$ｘ"ｉｊ（２）$…$ｘ"ｉｊ（ｌ）］，ｊ＝１，２，…，ｍ（４）
记ｘ"ｉｊ＝（ｅｉｊ，ｆｉｊ，ｇｉｊ），则：ｅｉｊ＝１ｌ
ｌ
ｋ＝１
%ｅｉ
（ｋ&(）
ｂｉ＝１
ｌ
ｌ
ｋ＝１
%ｆｉ
（ｋ&(）ｃｉ＝１ｌ
ｌ
ｋ＝１
%ｇｉ
（ｋ&(
），ｉ＝１，２，…，ｎ（５）
依次计算出ｎ个指标的衡量因素评价向量。第三步：计算各测度指标的三角模糊贡献度
为了评价电力需求侧管理效果的各指标的现实状况，本文提出模糊贡献度的概念。这里的模糊贡献度用各测度指标的综合三角模糊评价值来表示。记测度指标Ｃｉ的三角模糊
贡献度为ｕ
)ｉ。则：ｕ)ｉ＝（ｘ"ｉ１#!!ｉ１）$（ｘ"ｉ２#!!ｉ２）$…$（ｘ"ｉｍ#!!ｉｍ）由扩展原理可知，ｕ
)ｉ为非线性模糊数，为了简化计算，通常在实际应用中可以将其近似表示为三角形模糊数，即ｕ
)ｉ≈（"ｉ，#ｉ，$ｉ），其中：
%ｉ＝１
ｍ
ｍ
ｊ＝１
%ｅｉｊａｉｊ
+(&ｉ＝１
ｍ
ｍ
ｊ＝１
%ｆｉｊｂｉｊ
&($ｉ＝１ｍ
ｍ
ｊ＝１
%ｇｉｊｃｉｊ
&(
（６）
第四步：计算各测度指标模糊重要度、模糊贡献度的期
望值
由于以权重!
!ｉ表示的测度指标Ｃｉ的重要度，和以ｕ)ｉ表示的测度指标Ｃｉ的贡献度都以三角模糊数形式给出，难以直接比较其大小，因此需要计算相应的期望值。这里给出的一种
计算三角模糊数期望值的方法，以评价值ｕ)ｉ为例。对于评价值ｕ
)ｉ＝（%ｉ，&ｉ，$ｉ）其隶属函数可以表示为：ｆｕｉ
（ｘ）＝０ｘ＜%ｉ
（ｘ－%ｉ）／（&ｉ－%ｉ）%ｉ≤ｘ≤&ｉ
（ｘ－$ｉ）／（&ｉ－$ｉ）&ｉ≤ｘ≤$ｉ
０
$ｉ＜-/
///.////0
ｘ（７）
由式（２￣７），电力需求侧管理效果的左隶属函数和右隶属
等级Ａ
ＢＣＤＥＦＧ
指标的权重集
很低低中低中中高高很高
指标的评语集
很差差中下中中上好很好
对应的三角模糊数
（０，０，０．１）（０，０．１，０．３）（０．１，０．３，０．５）（０．３，０．５，０．７）（０．５，０．７，０．９）（０．７，０．９，１．０）（０．９，１．０，１．０）
表２
评价指标权重和评价指标的评语的三角模糊数
目标
电力需求侧管理实施效果
准则发电侧
电网侧
大用户
居民生活社会
指标
可避免峰荷容量费用
可避免燃料成本费用可避免电网投资费用
可避免电力运行和检修费用提高负荷率平均投资回收期避免的强行限电成本获得的补偿
减少的电力费用
减少的废气排放量减少的固体废物排放量
减少的废水排放量对可持续发展的贡献对经济稳定发展的贡献对树立政府形象的贡献
计算方法（描述）
可避免峰荷容量系数×终端可避免峰荷电力（终端节约的电力）×机组单位投资成本用户节能量×边际燃料成本可避免峰荷容量×电网投资总费用
电网总容量
可避免峰荷容量×总电力运行和检修费用
电网总容量
本年负荷率－前一年负荷率指节能设备收回成本所需年限
指用户因参加ＤＳＭ，合理安排生产，避免的强行限电成本
指用户参加ＤＳＭ，电力公司，政府给予的补偿（原设备功率－节能设备功率）×年运行小时燃煤含Ｓ率×Ｓ到ＳＯ２的转换系数×Ｓ释放率×标煤折发电燃煤系数×发电煤耗×供方可避免电量×１０－３
固体废物减排系数×标煤折发电燃煤系数×发电煤耗×供方可避免电量×１０－３
废水减排系数×标煤折发电燃煤系数×发电煤耗×供方可避免电量×１０－３
指实施ＤＳＭ对可持续发展的贡献指实施ＤＳＭ对经济稳定发展的贡献指实施ＤＳＭ对树立政府形象的贡献
表１电力需求侧管理效果评价指标体系
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统计与决策２００８年第１５期（总第２６７期）
发电侧（ｃ１）
ｕ
!１＝（０．４１，０．５９，０．７６）!
"１＝（０．３７，０．３４，０．３５）电网侧（ｃ２）
ｕ!
２＝（０．４３，０．７１，０．５４）!"
２
＝（０．５１，０．４３，０．６６）大用户（ｃ３）ｕ
!３＝（０．２７，０．５３，０．６４）!
"３＝（０．９２，０．８６，０．６１）居民生活（ｃ４）ｕ
!４＝（０．５４，０．６４，０．５３）!
"４＝（０．３４，０．５７，０．７４）社会（ｃ５）
ｕ
!５＝（０．５１，０．４２，０．３４）!
"５＝（０．４２，０．６３，０．３２）可避免峰荷容量费用（ｄ１１）可避免燃料成本费用（ｄ１２）
可避免电网投资费用（ｄ２１）
可避免电力运行和检修费用（ｄ２２）提高负荷率（ｄ２３）
平均投资回收期（ｄ３１）
避免的强行限电成本（ｄ３２）获得的补偿（ｄ３３）
减少的电力费用（ｄ４）减少的废气排放量（ｄ５１）减少的固体废物排放量（ｄ５２）
减少的废水排放量（ｄ５３）对可持续发展的贡献（ｄ５４）对经济稳定发展的贡献（ｄ５５）对树立政府形象的贡献（ｄ５６）
Ａ
地区电力需求侧管理效果体系
表３Ａ地区电力需求侧管理效果指标的模糊三角贡献度
函数分别为：
ｆｕｉ
Ｌ（ｘ）＝（ｘ－"ｉ）／（#ｉ－"ｉ），ｆｕｉ
Ｒ（ｘ）＝（ｘ－$ｉ）／（#ｉ－$ｉ）
（８）二者的逆函数分别为：
%ｕｉ
Ｌ（ｙ）＝&ｉ＋（#ｉ－&ｉ）ｙ，%ｕｉ
Ｒ（ｙ）＝$ｉ＋（#ｉ－$ｉ）ｙ
（９）
显然它们在［０，１］区间上连续、且分别严格递增和递减。则ｕｉ的左期望值和右期望值分别为：
ＩＬ（ｕ
!ｉ）＝１０
#%ｕｉＬ
（ｙ）ｄｙ＝１
０
#［&ｉ
＋（#ｉ
－&ｉ
）ｙ］ｄｙ＝（&ｉ
＋#ｉ
）／２ｉ＝１，２，…，ｎ（１０）ＩＲ
（ｕ!ｉ
）＝１
０
#%ｕｉＲ
（ｙ）ｄｙ＝１
０
#
［$ｉ
＋（#ｉ
－$ｉ
）ｙ］ｄｙ＝（#ｉ
＋$ｉ
）／２ｉ＝１，２，…，ｎ（１１）
将左、右期望值进行集成可得出关于ｕｉ的期望值，即：
Ｉ（ｕ!ｉ）＝’ＩＬ（ｕｉ）＋（１－’）ＩＲ（ｕｉ），０≤’≤１，ｉ＝１，２，…，ｎ（１２）
式中’为乐观－悲观系数。如果’＞０．５，则表明评价者是悲观的；如果’＝０．５，则表明评价者是中性的；如果’＜０．５表
明评价者是乐观的。通常，当由于某种原因评价者难于确定时，可取’＝０．５［４］
。
３实例分析
本文调研了１０个地区的ＤＳＭ实施情况，现以Ａ地区为
例，运用上述评价的原理，对Ａ地区的ＤＳＭ实施状况作全面的评估。
第一步，根据专家评判，计算出测度指标及其衡量因素的权重向量，可得出各测度指标的模糊三角重要度。第二步，计算出衡量因素评价向量。我们的实证分析是３０个专家对
Ａ地区的电力需求侧管理效果进行的评价。具体评价时，每个专家都要对Ａ地区的电力需求侧管理效果评价，在发放调
查问卷时根据专家的情况，有选择性地发放了问卷。数据处理时将评价结果视为３０个专家对Ａ地区的评价，计算得出的衡量因素评价向量。第三步，计算得出各测度构面的模糊三角贡献度［５］（如表３）。
我们选定乐观—悲观系数＝０．５，根据专家打分法计算出各测度指标的三角模糊重要度依次为０．５２，０．３４，０．６７，０．９４，０．７５。
由此对于Ａ地区电力需求侧管理效果来说，测度指标的重要性由大到小排序为Ｃ２，Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ４。
计算得到的模糊贡献度依次为：０．６７，０．８４，０．９４，０．５４，０．３４。由此，相应的排序为：Ｃ３，Ｃ２，Ｃ１，Ｃ４，Ｃ５。
运用本文研究得出的Ａ地区电力需求侧管理效果的三角模糊评价方法，我们评价了Ａ地区电力需求侧管理效果，结果显示Ａ地区的ＤＳＭ实施效果较差，其主要原因是节能项目少，没有给社会各方带来明显的效益。我们分析节能项目少的原因主要有以下两点：第一，缺乏法规及资金保证，配套政策支持不够。电网公司是ＤＳＭ的实施主体，这不仅是国际上通行的做法，更是由电力生产的特点所客观决定的。但由于ＤＳＭ实施导致电网企业售电量和经济效益下降，而且启动ＤＳＭ项目需要较大的一次性投入，目前我国缺乏稳定的专项资金来源，影响了电力公司实施ＤＳＭ的积极性。缺乏财政、税务、物价等相关部门的配套政策支持也是造成电力公司和电力客户积极性不高的主要原因之一；第二，宣传力度不够。虽然ＤＳＭ在我国开展了１０多年，但与发达国家相比，宣传的力度还远远不够，还没有引起全社会的足够重视。
４
结论
及建议
本研究建立了有效的电力需求侧管理效果
评价体系，由于电力需求侧管理针对不同主体，包括社会、政府、电力用户、供电公司和发电厂，其实施效果评价指标不同，所以对其
效果的评价也必须遵照各个不同主体的不同要求［６］。主要结论如下：
（１）建立了ＤＳＭ效果的评价指标体系。指标体系是综合评价的基础，指标是否科学影响到评价结果的科学性，而
ＤＳＭ是一项全社会的工程，它的实施影响是多方面的，本文
在综合考虑实施ＤＳＭ给社会各方面带来的影响和参考大量文献、咨询各方面专家意见的基础上，建立了ＤＳＭ的指标体
系，为最后的综合评价奠定了基础。
（２）将三角模糊数评判方法应用到电力ＤＳＭ效果的评价中。在电力ＤＳＭ效果的评价中，运用隶属函数隶属度方法解决了定量指标的计分问题，用模糊统计方法解决了定性指标的计分问题。运用模糊综合评判解决了定量指标与定性指标综合计分问题。
我国的电力ＤＳＭ应当坚持政府主导，制定ＤＳＭ法规及相关配套政策；运用经济杠杆，引导电力消费；建立激励性机制，理顺资金来源；倡导研究新技术、开发节能新产品等。并在此基础上把握有利时机，充分挖掘需求侧资源潜力，建立
ＤＳＭ长效管理机制，实现ＤＳＭ发展战略目标。
参考文献：
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［３］曾鸣．电力需求侧管理的激励机制及其应用［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００１．［４］杨志荣，劳德容．需求方管理（ＤＳＭ）及其应用［Ｍ］．北京：中国电力出版社，１９９９．
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［６］卢志刚，张炜等．多目标多层次模糊综合评价在电力企业运营状况评价中的应用［Ｊ］．电网技术，２００２，２６（２）．
（责任编辑／易永生）
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