一种换热站电制热补热系统的综合评价方法与流程

1.本发明涉及换热站电制热补热领域，具体涉及一种基于云模型和变异系数法-g1法的电制热补热系统的综合评价方法。


背景技术：

2.在响应节能环保政策的当下，我国城市能源供能方式引起了业界的广泛关注。为了减少化石能源引起的环境污染问题，可通过以电代煤、以电代气、以电代油等方式，推动能源结构性改革，实现能源供应清洁化。而电制热技术不但能够根据用户的需求，系统地供应热能，还能极大程度地节约了能源。利用电制热技术不仅可以充分利用低谷盈余的电力资源，与使用燃煤等方式制热相比还具有环保的优点。
3.目前的研究更侧重于对电制热系统本身的效益进行评价，缺乏对电制热系统和其蓄热装置的对比研究以及合理选用的方法。因此，需要一套全面、客观、合理的电制热补热系统综合评价指标体系与方法，对城市供暖电制热补热的影响因素以及不同电制热电制热补热方案孰优孰劣来进行有效评价与分析。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一套全面、客观、合理的电制热补热系统综合评价指标体系与方法，为系统优化设计和优化运行提供科学指导。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种换热站电制热补热系统的综合评价方法，所述方法包括以下步骤：
6.s1,构建换热站电制热补热系统的综合评价体系，综合评价体系包括技术性评价指标、经济性评价指标、环境性评价指标、安全可靠性评价指标；技术性评价指标包括建立设备运行效率、建筑供暖能耗、蓄热效率、技术成熟度四个二级指标；经济性评价指标包括建立初投资成本、运行成本、静态投资回收期三个二级指标；环境性评价指标包括政府补贴、二氧化碳减排量、氮氧化物减排量三个二级指标；安全可靠性评价指标包括无事故工作概率、安全程度二个二级指标；
7.s2,对s1中的定性指标技术成熟度和安全程度采用云模型进行量化，将定性指标转化为定量指标；
8.s3,基于变异系数法及g1法分别确定步骤s1中各二级指标的客观权重、主观权重，并依据主观权重和客观权重确定各二级指标的综合权重；
9.s4，获取各个电制热补热方案，根据各二级评价指标的权重，使用秩和比法对不同电制热补热方案进行分档排序，将排序最靠前的补热方案为最佳方案。
10.优选的，步骤s1中(1)设备运行效率的定量表达式如下：
[0011][0012]
式中：cop为设备运行效率；qh为系统制热量；q1为系统耗电量；
[0013]
(2)建筑供暖能耗的定量表达式如下：
[0014]
p
总
＝p
电
+p
风
+p
泵
[0015]
式中：p
总
为建筑供暖能耗；p
电
为电制热设备供暖能耗；p
风
为风机供暖能耗；p
泵
为循环水泵供暖能耗；
[0016]
(3)蓄热效率的定量表达式如下：
[0017][0018]
式中：q为蓄热罐容量；q为热用户热负荷；te为电制热设备运行小时数；η
x
为蓄热罐蓄热效率；ηw为供热管网效率；
[0019]
优选的，(4)初投资成本的定量表达式如下：
[0020][0021]
式中：c1为系统初投资成本；ii为第i种设备的单位投资，vi为第i种设备容量；n0为设备总数；
[0022]
(5)运行成本的定量表达式如下：
[0023][0024]
式中：c2为年运行成本；qi为i时刻热负荷；n为供暖季总供热小时数；p为电价；scop为供暖季机组综合效率；
[0025]
(6)静态投资回收期的定量表达式如下：
[0026][0027]
式中：n1为电热机组静态投资回收期；i为电制热补热系统总投资成本；m0为电热机组在不同电热价差下的年收益；
[0028][0029]
式中：s为供热面积，t1为不同工况供热时间，q
dav
为不同工况平均热指标；λ
盈亏
、λ
现行
为盈亏电价和现行电价；cop为设备运行效率；
[0030]
优选的，(7)政府补贴的定量表达式如下：
[0031]
采用空气源热泵制热，政府按取暖面积每平方米100元的标准进行补贴。采用水源热泵及电锅炉制热，政府补贴设备购置费用的三分之一；
[0032]
(8)二氧化碳减排量的定量表达式如下：
[0033][0034]
式中：为电制热补热的co2减排量；ce为电网供电量；为单位电量co2减排量。
[0035]
(9)氮氧化物减排量的定量表达式如下：
[0036]snox
＝ce×
λ
nox
[0037]
式中：s
nox
为电制热补热的nox减排量；ce为电网供电量；λ
nox
为单位电量的nox减排量；
[0038]
(10)无事故工作概率的定量表达式如下：
[0039][0040]
式中：r为无事故工作概率指标；λi为供热管网第i个元件的故障率；δqi为第i个元件故障导致的供热负荷不足量；q0为供热系统的设计热负荷；t为供暖期延续时间与全年时间的比值；s为供热管网可发生故障的元件数量。
[0041]
优选的，所述步骤s2中采用云模型分别对s1中的技术成熟度和安全程度进行量化，将技术成熟度和安全程度对应的定性指标转化为定量指标，包括：获取专家分别对各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的评估意见；利用使用云模型对各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的评估意见进行识别处理，得到各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度所归属的级别，根据各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程所归属的级别，确定各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的云数字特征；根据各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的云数字特征，确定各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的定量指标。
[0042]
优选的，步骤s3中具体包括：
[0043]
s31,使用变异系数法计算步骤s1中各二级指标的客观权重，具体采用如下步骤：
[0044]
(1)整理指标数据
[0045]
假设有n项待评估指标，形成原始指标数据集x。
[0046]
x＝(x1，x2，...，xj，...，xn)
[0047]
其中，xj表示第j项评估指标数值；
[0048]
(2)计算原始指标数据集x的均值和标准差。
[0049][0050]
其中，表示原始指标数据集x的均值，sj表示原始指标数据集x的标准差；
[0051]
(3)根据原始指标数据集x的均值和标准差，计算原始指标数据集中各待评估指标的变异系数
[0052][0053]
其中，vj为第j项待评估指标的变异系数，反应指标具体数据的相对变异程度；
[0054][0055]
(4)对各待评估指标的变异系数进行归一化处理
[0056][0057]
其中，为第j项待评估指标的客观权重；
[0058]
s32，使用g1法计算步骤s1中各二级指标体系的主观权重，具体采用如下步骤：
[0059]
(1)确定指标重要性排序
[0060]
获取专家对原始指标数据集x中各待评估指标的的重要性主观评价，按照各待评估指标的重要性大小对各待评估指标进行排序，得到新的数据集x
′
；
[0061]
(2)确定相邻待评估指标之间的相对重要度
[0062]
令xj′
与x
′
j-1
的相对重要程度为rj，那么
[0063][0064]
其中，表示第j项待评估指标的主观权重；表示第j-1项待评估指标的主观权重；
[0065]
第n项待评估指标的主观权重为：
[0066][0067]
依据主观权重和客观权重确定各指标的综合权重，包括：采用如下公式将各待评估指标的主观权重和客观权重进行线性组合，得到各待评估指标的综合权重：
[0068][0069]
式中，wj表示第j项待评估指标的综合权重；α1和α2为分别为主观权重，客观权重的权重系数，且满足α1+α2＝1。
[0070]
主观权重，客观权重的权重系数的确定方式为：
[0071]
(1)设置模拟退火算法中的初始温度t0，终止温度t
final
，温度衰减系数λ，内循环次数l,选定一个初始解并计算模拟退火算法对应的目标函数值w(x0)；
[0072]
(2)对当前解x
t
施加随机扰动δx，得到一个新的状态x
t+1
，目标函数从w(x
t
)变为w(x
t+1
)，可计算：δw＝w(x
t+1
)-w(x
t
)的值；
[0073]
如果δw＜0，则下一状态值为x
t+1
；
[0074]
如果δw＞0，根据metropolis准则，则将与随机数ξ(0＜ξ＜1)作比较。若p＜ξ，则下一状态值仍为x
t
；反之，下一状态值为x
t+1
；
[0075]
(3)更新最新(x
t
,w(x
t
))，判断是否达到迭代次数，若是，则进行第下一步，若否，则回到第二步；
[0076]
(4)判断温度是否达到终止温度t
final
水平，若是，则终止算法，得到最优解x；否则，利用tn＝λt0，n＝1，2，...，降低温度t，然后回到第二步；
[0077]
其中，最优解x＝(α1,α2)，即为所求综合权重系数；可得到综合权重向量wj；
[0078]
优选的，步骤s4中具体包括：
[0079]
(1)将所有电制热补热方案中相同类型的二级评价指标的目标值按预设编秩原则进行编秩，得到所有电制热补热方案中各二级评价指标的秩次；
[0080]
(2)根据所有电制热补热方案中各二级评价指标的秩次，及各二级评价指标的综合权重，采用如下公式计算各电制热补热方案的加权秩和比wrsr
[0081][0082]
其中，wrsri表示为第i个电制热补热方案的加权秩和比；wj表示第j项待评估指标的综合权重，r
ij
为第i行第j列元素的秩次，n为评价指标数量，m为电制热补热方案数量；
[0083]
s5、根据回归方程对评估对象进行分档排序，得到评价结果
[0084]
(3)确定各电制热补热方案的加权秩和比的分布
[0085]
将各电制热补热方案的加权秩和比从小到大排列，计算各电制热补热方案向下累计频率并转化为概率单位probit；
[0086]
(4)求解线性回归方程
[0087]
利用各电制热补热方案的概率单位及加权秩和比，构造线性回归方程
[0088]
wrsr＝a+b
×
probit
[0089]
采用最小二乘法求得a,b的值；
[0090]
(5)分档排序
[0091]
根据加权秩和比wrsr、probit以及线性回归方程对各二级评价指标进行分档排序，排序最靠前的补热方案，即为最佳电制热补热方案。
[0092]
本发明提供了一种换热站电制热补热系统的综合评价方法。具备以下有益效果：
[0093]
1.建立了以技术指标，经济性指标，环境指标，安全可靠性指标为一级指标，设备运行效率、建筑供暖能耗、蓄热效率、技术成熟度、初投资成本、运行成本、静态投资回收期、政府补贴、二氧化碳减排量、氮氧化物减排量、无事故工作概率、安全程度作为二级指标的综合评价体系。该评价体系全面合理地展现了电制热补热系统性能的优劣。
[0094]
2.利用基于变异系数法和g1法的分析方法，其中，变异系数法根据各评价指标当前值与目标值的变异程度来对各指标进行赋权，能够客观地反应指标数据的变化信息。采用g1法适用于指标数较多的决策过程，它可以更好地体现指标间的序关系，克服了其他客观评价方法由于指标过多导致工作量大而难以通过一致性检验的弊端。
[0095]
3.本发明同时也结合了秩和比法对不同电制热补热方案进行评价，秩和比法是一种综合了经典参数估计和现代非参数统计优点的统计分析方法。本发明所使用的非整数秩和比方法是对秩和比方法的改进，其秩次与原始指标值之间存在定量线性关系，克服了秩和比法中损失原始指标值定量信息的缺点。这些方法的有效结合能较为客观地利用已知的指标数据进行综合评价。
附图说明
[0096]
图1为本发明换热站电制热补热系统综合评价指标体系示意图。
[0097]
图2为本发明换热站电制热补热系统综合评价方法示意图。
[0098]
图3为本发明云模型示意图。
具体实施方式
[0099]
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0100]
s1,获取各个电制热补热方案，利用构建换热站电制热补热系统的综合评价体系，确定各电制热补热方案在综合评价体系中各二级指标的目标值，综合评价体系包括技术性评价指标、经济性评价指标、环境性评价指标、安全可靠性评价指标；技术性评价指标包括建立设备运行效率、建筑供暖能耗、蓄热效率、技术成熟度四个二级指标；经济性评价指标包括建立初投资成本、运行成本、静态投资回收期三个二级指标；环境性评价指标包括政府补贴、二氧化碳减排量、氮氧化物减排量三个二级指标；安全可靠性评价指标包括无事故工作概率、安全程度二个二级指标；
[0101]
(1)设备运行效率的定量表达式如下：
[0102][0103]
式中：cop为设备运行效率；qh为系统制热量；q1为系统耗电量；
[0104]
(2)建筑供暖能耗的定量表达式如下：
[0105]
p
总
＝p
电
+p
风
+p
泵
[0106]
式中：p
总
为建筑供暖能耗；p
电
为电制热设备供暖能耗；p
风
为风机供暖能耗；p
泵
为循环水泵供暖能耗；
[0107]
(3)蓄热效率的定量表达式如下：
[0108][0109]
式中：q为蓄热罐容量；q为热用户热负荷；te为电制热设备运行小时数；η
x
为蓄热罐蓄热效率；ηw为供热管网效率；
[0110]
(4)初投资成本的定量表达式如下：
[0111][0112]
式中：c1为系统初投资成本；ii为第i种设备的单位投资，vi为第i种设备容量；n0为设备总数；
[0113]
(5)运行成本的定量表达式如下：
[0114][0115]
式中：c2为年运行成本；qt为t时刻热负荷；n为供暖季总供热小时数；p为电价；scop为供暖季机组综合效率；
[0116]
(6)静态投资回收期的定量表达式如下：
[0117][0118]
式中：n1为电热机组静态投资回收期；i为电制热补热系统总投资成本；m0为电热机组在不同电热价差下的年收益；
[0119][0120]
式中：s为供热面积，t1为不同工况供热时间，q
dav
为不同工况平均热指标；λ
盈亏
、λ
现行
为盈亏电价和现行电价；cop为设备运行效率；
[0121]
(7)政府补贴的定量表达式如下：
[0122]
采用空气源热泵制热，政府按取暖面积每平方米100元的标准进行补贴。采用水源热泵及电锅炉制热，政府补贴设备购置费用的三分之一。
[0123]
(8)二氧化碳减排量的定量表达式如下：
[0124][0125]
式中：为电制热补热的co2减排量；ce为电网供电量；为单位电量co2减排量。
[0126]
(9)氮氧化物减排量的定量表达式如下：
[0127]snox
＝ce×
λ
nox
[0128]
式中：s
nox
为电制热补热的nox减排量；ce为电网供电量；λ
nox
为单位电量的nox减排量；
[0129]
(10)无事故工作概率的定量表达式如下：
[0130][0131]
式中：r为无事故工作概率指标；λi为供热管网第i个元件的故障率；δqi为第i个元件故障导致的供热负荷不足量；q0为供热系统的设计热负荷；t为供暖期延续时间与全年时间的比值；s为供热管网可发生故障的元件数量。
[0132]
s2,采用云模型分别对s1中的技术成熟度和安全程度进行量化，将技术成熟度和安全程度对应的定性指标转化为定量指标；包括：获取专家分别对各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的评估意见；利用使用云模型对各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的评估意见进行识别处理，得到各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度所归属的级别，根据各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程所归属的级别，确定各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的云数字特征；根据各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的云数字特征，确定各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的定量指标。
[0133]
具体的，采用优、良、中、差四级作为定性指标的评价标准对技术成熟度和安全程度进行评估；对s1中的两个定性指标技术成熟度和安全程度采用云模型量化，将定性指标转化为定量指标；具体步骤如下：获取专家对各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的评估意见，使用云模型对评估意见进行识别，从优、良、中、差中确定评估意见对应的及目标级别；根据目标级别所对应的上下界的指标，确定技术成熟度及安全程度的评估意见对应的云的期望ex、熵en和超熵he，其中，超熵he取一常数；根据技术成熟度及安全程度的评估意见对应的云的期望ex、熵en和超熵he，确定各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的定量指标，其中，优、良、中、差中各级别均设置有对应的双边约束，即上下界指标，通过对各级别设置了双边约束，可将技术成熟度及安全程度的评估意见相应的定性评估结
果制约在[0,1]的区间内。
[0134]
其中，技术成熟度及安全程度的评估意见对应的云的期望ex、熵en和超熵he，具体可采用如下公式进行确定，
[0135][0136]
其中，d
max
和d
min
分别为目标级别的上下界的指标。
[0137]
将上述计算得到的云数字特征使用云发生器进行转换，得到云图，从而将定性评估的评估意见转换为定量指标。
[0138]
s3,基于变异系数法确定步骤s1各二级指标的客观权重，基于g1法确定步骤s1各二级指标的主观权重，并依据主观权重和客观权重确定各指标的综合权重。
[0139]
s31,使用变异系数法计算步骤s1中各二级指标的客观权重，具体采用如下步骤：
[0140]
(1)整理指标数据。
[0141]
假设有n项待评估指标，形成原始指标数据集x。
[0142]
x＝(x1，x2，...，xj，...，xn)
[0143]
其中，xj表示第j项待评估指标数值。
[0144]
(2)计算原始指标数据集x的均值和标准差；
[0145][0146]
其中，表示原始指标数据集x的均值，sj表示原始指标数据集x的标准差。
[0147]
(3)根据原始指标数据集x的均值和标准差，计算原始指标数据集中各待评估指标的变异系数。
[0148][0149]
其中，vj为第j项待评估指标的变异系数，反映指标具体数据的相对变异程度。
[0150]
(4)对各待评估指标的变异系数进行归一化处理。
[0151][0152]
其中，为第j项待评估指标具体数据的客观权重。
[0153]
s32，使用g1法计算步骤s1中各二级指标体系的主观权重，具体采用如下步骤：
[0154]
(1)确定指标重要性排序
[0155]
根据s3建立的指标集x＝{x1，x2，...，xn}，邀获取专家所选出的主观最重要指标x
′1，再在剩下的指标中重复上述操作，选出x
′2，以此类推，直至选出x
′n，得到新的指标集x＝{x
′1，x
′2，...，x
′n}。
[0156]
(2)确定相邻指标间的指标相对重要度
[0157]
令xj′
与x
′
j-1
的相对重要程度为rj，那么
[0158][0159]
其中，表示第j项待评估指标的主观权重；表示第j-1项待评估指标的主观权重；
[0160]
第n项待评估指标的主观权重为：
[0161][0162]
将各待评估指标的主观权重和客观权重进行线性组合，得到各待评估指标的综合权重如下：
[0163][0164]
式中，wj表示第j项待评估指标具体数据的综合权重；α1和α2为分别为主观权重，客观权重的权重系数，且满足α1+α2＝1。
[0165]
主观权重，客观权重的权重系数的确定方式为：(1)设置模拟退火算法中的初始温度t0，终止温度t
final
，温度衰减系数λ，内循环次数l,选定一个初始解并计算模拟退火算法对应的目标函数值w(x0)。
[0166]
(2)对当前解x
t
施加随机扰动δx，得到一个新的状态x
t+1
，目标函数从w(x
t
)变为w(x
t+1
)，可计算：δw＝w(x
t+1
)-w(x
t
)的值；
[0167]
如果δw＜0，则下一状态值为x
t+1
；
[0168]
如果δw＞0，根据metropolis准则，则将与随机数ξ(0＜ξ＜1)作比较。若p＜ξ，则下一状态值仍为x
t
；反之，下一状态值为x
t+1
。
[0169]
(3)更新最新(x
t
,w(x
t
))，判断是否达到迭代次数，若是，则进行第下一步，若否，则回到第二步；
[0170]
(4)判断温度是否达到终止温度t
final
水平，若是，则终止算法，得到最优解x；否则，利用tn＝λt0，n＝1，2，...，降低温度t，然后回到第二步；
[0171]
其中，最优解x＝(α1,α2)，即为主观权重及客观权重的权重系数。
[0172]
s4，使用秩和比法对不同电制热补热方案进行排序，寻找最佳方案。
[0173]
秩和比法是一种综合了经典参数估计和现代非参数统计优点的统计分析方法。其主要思想是：在一个行列矩阵中，通过秩转换获得对象的无量纲统计量，在此基础上，运用参数统计分析的概念与方法，以wrsr值对评价对象的优劣直接排序或分档排序。而本发明所使用的非整数秩和比方法是对秩和比方法的改进。其秩次与原始指标值之间存在定量线性关系，克服了秩和比法中损失原始指标值定量信息的缺点。具体实施步骤如下：
[0174]
(1)将所有电制热补热方案中相同类型的二级评价指标的目标值按以下编秩原则进行编秩，得到秩矩阵a；
[0175]
将所有二级评价指标分为高优型和低优型。其中高优型指标的值越高则电制热补热系统效益越好；低优型指标的值越低则电制热补热系统效益越好。表1各供热评价指标类型。
[0176]
表1各供热评价指标类型
[0177][0178][0179]
编秩原则为，高优型的评估指标按秩次从小到大编秩，低优型的评估指标则按秩次从大到小编秩，若评价对象的同一指标数据相同，则取平均秩次。
[0180]
计算各个二级指标的秩次r
ij
，
[0181]
对于高优型的二级指标：
[0182][0183]
对于低优型的二级指标：
[0184][0185]
其中r
ij
为第i行第j列元素的秩次，m为电制热补热方案数量，n为评价指标数量，a
ij
为第i个方案中第j个指标值，分别为在所有方案中，第j个指标的最大值和最小值。
[0186]
(2)计算不同方案的加权秩和比wrsr.
[0187]
由于各评价指标的综合权重不同，则需要求解评价指标的加权秩和比，第i个方案的加权秩和比如下：
[0188][0189]
其中，wrsri表示为第i个方案的加权秩和比；wj表示评价指标集中第j个指标的综合权重，r
ij
为第i行第j列元素的秩次，n为评价指标数量，m为电制热补热方案数量。
[0190]
(3)确定秩和比的分布。
[0191]
将各电制热补热方案的加权秩和比从小到大排列，计算向下累计频率。
[0192]
前m-1个电制热补热方案评价对象的向下累计频率为：
[0193]
其中，pi表示前m-1个电制热补热方案评价对象的向下累计频率,为加权秩和比的平均秩次，可由加权秩和比的频率分布表得出。
[0194]
最后一个方案的向下累计频率为：pm表示最后一个电制热补热方案的向下累计频率。根据各电制热补热方案的向下累计频率，从百分数与概率单位对照表中获取电制热补热方案的向下累计频率对应的概率单位，可得到各电制热补热方案的概率单位probit，如表2。
[0195]
(4)求解线性回归方程。
[0196]
利用各电制热补热方案的概率单位及加权秩和比，构造线性回归方程，其中，以概率单位为自变量，加权秩和比为因变量。
[0197]
wrsr＝a+b
×
probit
[0198]
采用最小二乘法求得a,b的值。
[0199]
(5)分档排序
[0200]
根据加权秩和比wrsr、probit以及线性回归方程对各二级评价指标进行分档排序，排序最靠前则表明该电制热补热方案与理想方案最接近，即为最佳电制热补热方案。分档数及对应概率单位probit关系通常由表2定义，表2为常用分档情况下的百分位数临界值及其对应的概率单位probit。
[0201]
表2常用分档情况下的百分位数临界值及其对应的概率单位probit值
[0202]
[0203][0204]
综上所述，本发明提供的换热站电制热补热系统综合评价综合评价方法以技术指标，经济性指标，环境指标，安全可靠性指标为一级指标，设备运行效率、建筑供暖能耗、蓄热效率、技术成熟度、初投资成本、运行成本、静态投资回收期、政府补贴、二氧化碳减排量、氮氧化物减排量、无事故工作概率、安全程度作为二级指标的综合评价体系。该评价体系全面合理地展现了电制热补热系统性能的优劣，利用基于变异系数法和g1法的分析方法，其中，变异系数法根据各评价指标当前值与目标值的变异程度来对各指标进行赋权，能够客观地反应指标数据的变化信息。采用g1法适用于指标数较多的决策过程，它可以更好地体现指标间的序关系，同时也结合了秩和比法对不同电制热补热方案进行评价，这些方法的有效结合能较为客观地利用已知的指标数据进行综合评价。
[0205]
最后应说明的是:所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

技术特征：
1.权利要求1要求保护一种换热站电制热补热系统的综合评价方法，所述方法包括以下步骤：s1,获取各个电制热补热方案，利用构建换热站电制热补热系统的综合评价体系，确定各电制热补热方案在综合评价体系中各二级指标的目标值，综合评价体系包括技术性评价指标、经济性评价指标、环境性评价指标、安全可靠性评价指标；技术性评价指标包括建立设备运行效率、建筑供暖能耗、蓄热效率、技术成熟度四个二级指标；经济性评价指标包括建立初投资成本、运行成本、静态投资回收期三个二级指标；环境性评价指标包括政府补贴、二氧化碳减排量、氮氧化物减排量三个二级指标；安全可靠性评价指标包括无事故工作概率、安全程度二个二级指标；s2,采用云模型分别对s1中的技术成熟度和安全程度进行量化，将技术成熟度和安全程度对应的定性指标转化为定量指标；s3,基于变异系数法及g1法分别确定步骤s1中各二级指标的客观权重、主观权重，并依据主观权重和客观权重确定各二级指标的综合权重；s4，根据各电制热补热方案在综合评价体系中各二级指标的目标值，根据各二级评价指标的综合权重，使用秩和比法对不同电制热补热方案进行分档排序，将排序最靠前的电制热补热方案为最佳方案。2.根据权利要求1所述的换热站电制热补热系统的综合评价方法，(1)设备运行效率的定量表达式如下：式中：cop为设备运行效率；qh为系统制热量；q1为系统耗电量；(2)建筑供暖能耗的定量表达式如下：p
总
＝p
电
+p
风
+p
泵
式中：p
总
为建筑供暖能耗；p
电
为电制热设备供暖能耗；p
风
为风机供暖能耗；p
泵
为循环水泵供暖能耗；(3)蓄热效率的定量表达式如下：式中：q为蓄热罐容量；q为热用户热负荷；t
e
为电制热设备运行小时数；η
x
为蓄热罐蓄热效率；η
w
为供热管网效率。3.根据权利要求1所述的换热站电制热补热系统的综合评价方法，(4)初投资成本的定量具体表达式如下：式中：c1为系统初投资成本；ii为第i种设备的单位投资，vi为第i种设备容量；n0为设备总数；(5)运行成本定量具体表达式如下：
式中：c2为年运行成本；q
i
为i时刻热负荷；n为供暖季总供热小时数；p为电价；scop为供暖季机组综合效率；(6)静态投资回收期定量具体表达式如下：式中：n1为电热机组静态投资回收期；i为电制热补热系统总投资成本；m0为电热机组在不同电热价差下的年收益；式中：s为供热面积，t1为不同工况供热时间，q
dav
为不同工况平均热指标；λ
盈亏
、λ
现行
为盈亏电价和现行电价；cop为设备运行效率。4.根据权利要求1所述的换热站电制热补热系统的综合评价方法，(7)政府补贴的定量具体表达式如下：采用空气源热泵制热，政府按取暖面积每平方米100元的标准进行补贴；采用水源热泵及电锅炉制热，政府补贴设备购置费用的三分之一；(8)二氧化碳减排量的定量具体表达式如下：式中：为电制热补热的co2减排量；ce为电网供电量；为单位电量co2减排量；(9)氮氧化物减排量的定量具体表达式如下：式中：为电制热补热的nox减排量；ce为电网供电量；为单位电量的nox减排量。5.根据权利要求1所述的换热站电制热补热系统的综合评价方法，(10)无事故工作概率的定量具体表达式如下：式中：r为无事故工作概率指标；λ
i
为供热管网第i个元件的故障率；δq
i
为第i个元件故障导致的供热负荷不足量；q0为供热系统的设计热负荷；t为供暖期延续时间与全年时间的比值；s为供热管网可发生故障的元件数量。6.根据权利要求1所述的换热站电制热补热系统的综合评价方法，所述步骤s2中采用云模型分别对s1中的技术成熟度和安全程度进行量化，将技术成熟度和安全程度对应的定性指标转化为定量指标，包括：获取专家分别对各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的评估意见；利用使用云模型对各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的评估意见进行识别处理，得到各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度所归属的级别，根据各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程所归属的级别，确定各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的云数字特征；根据各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度
的云数字特征，确定各个电制热补热方案在技术成熟度及安全程度的定量指标。7.根据权利要求1所述的换热站电制热补热系统的综合评价方法，所述步骤s3中具体包括：s31,使用变异系数法计算步骤s1中各二级指标的客观权重，具体采用如下步骤：(1)整理指标数据假设有n项待评估指标，形成原始指标数据集x；x＝(x1，x2，...，x
j
，...，x
n
)其中，x
j
表示第j项待评估指标的数值；(2)计算原始指标数据集x的均值和标准差；其中，表示原始指标数据集x的均值，s
j
表示原始指标数据集x的标准差；(3)根据原始指标数据集x的均值和标准差，计算原始指标数据集中各待评估指标的变异系数其中，v
j
为第j项待评估指标的变异系数；(4)对各待评估指标的变异系数进行归一化处理其中，为第j项待评估指标的客观权重；s32，使用g1法计算步骤s1中各二级指标体系的主观权重，具体采用如下步骤：(1)确定指标重要性排序获取专家对原始指标数据集x中各待评估指标的的重要性主观评价，按照各待评估指标的重要性大小对各待评估指标进行排序，得到新的数据集x
′
；(2)确定相邻待评估指标之间的相对重要度令x
j
′
与x
′
j-1
的相对重要程度为r
j
，那么其中，表示第j项待评估指标的主观权重；表示第j-1项待评估指标的主观权重；第n项待评估指标的主观权重为：8.根据权利要求7所述的换热站电制热补热系统的综合评价方法，依据主观权重和客
观权重确定各指标的综合权重，包括：采用如下公式将各待评估指标的主观权重和客观权重进行线性组合，得到各待评估指标的综合权重：式中，w
j
表示第j项待评估指标的综合权重；α1和α2为分别为主观权重，客观权重的权重系数，且满足α1+α2＝1。9.根据权利要求8所述的换热站电制热补热系统的综合评价方法，主观权重及客观权重的权重系数的确定方式为：(1)设置模拟退火算法中的设定初始温度t0，终止温度t
final
，温度衰减系数λ，内循环次数l,选定一个初始解并计算模拟退火算法对应的目标函数值w(x0)；(2)对当前解x
t
施加随机扰动δx，得到一个新的状态x
t+1
，目标函数从w(x
t
)变为w(x
t+1
)，可计算：δw＝w(x
t+1
)-w(x
t
)的值；如果δw＜0，则下一状态值为x
t+1
；如果δw＞0，根据metropolis准则，则将与随机数ξ(0＜ξ＜1)作比较；若p＜ξ，则下一状态值仍为x
t
；反之，下一状态值为x
t+1
；(3)更新最新(x
t
,w(x
t
))，判断是否达到迭代次数，若是，则进行第下一步，若否，则回到第二步；(4)判断温度是否达到终止温度t
final
水平，若是，则终止算法，得到最优解x；否则，利用t
n
＝λt0，n＝1，2，...，降低温度t，然后回到第二步；其中，最优解x＝(α1,α2)，即为主观权重及客观权重的权重系数。10.根据权利要求1所述的换热站电制热补热系统的综合评价方法，所述步骤s4中具体包括：(1)将所有电制热补热方案中相同类型的二级评价指标的目标值按预设编秩原则进行编秩，得到所有电制热补热方案中各二级评价指标的秩次；(2)根据所有电制热补热方案中各二级评价指标的秩次，及各二级评价指标的综合权重，采用如下公式计算各电制热补热方案的加权秩和比wrsr其中，wrsr
i
表示为第i个电制热补热方案的加权秩和比；w
j
表示第j项待评估指标的综合权重，r
ij
为第i行第j列元素的秩次，n为评价指标数量，m为电制热补热方案数量；s5、根据回归方程对评估对象进行分档排序，得到评价结果(3)确定各电制热补热方案的加权秩和比的分布将各电制热补热方案的加权秩和比从小到大排列，计算各电制热补热方案向下累计频率并转化为概率单位probit；(4)求解线性回归方程利用各电制热补热方案的概率单位及加权秩和比，构造线性回归方程
wrsr＝a+b
×
probit采用最小二乘法求得a,b的值；(5)分档排序根据加权秩和比wrsr、probit以及线性回归方程对各二级评价指标进行分档排序，排序最靠前电制热补热方案，即为最佳电制热补热方案。

技术总结
本发明公开了一种换热站电制热补热系统的综合评价方法，构建换热站电制热补热系统的综合评价体系，综合评价体系包括技术性评价指标、经济性评价指标、环境性评价指标、安全可靠性评价指标；技术性评价指标包括建立设备运行效率、建筑供暖能耗、蓄热效率、技术成熟度；经济性评价指标包括建立初投资成本、运行成本、静态投资回收期；环境性评价指标包括政府补贴、二氧化碳减排量、氮氧化物减排量；安全可靠性评价指标包括无事故工作概率、安全程度；并利用变异系数法和G1法的分析方法，来对各指标进行赋权，并结合了秩和比法对不同电制热补热方案进行评价，对各优化方案排序并决策。对各优化方案排序并决策。对各优化方案排序并决策。


技术研发人员：瞿世鹏 齐丽勇 王风雷 李姊乐
受保护的技术使用者：国网综合能源服务集团有限公司
技术研发日：2023.02.02
技术公布日：2023/7/11