一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310294033.7	申请日：	2013.07.12
公开号：	CN103345662A	公开日：	2013.10.09
当前法律状态：	驳回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G06Q 10/04申请公布日:20131009\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):G06Q 10/04申请日:20130712\|\|\|公开
IPC分类号：	G06Q10/04(2012.01)I	主分类号：	G06Q10/04
申请人：	国家电网公司; 冀北电力有限公司张家口供电公司
发明人：	李慧玲; 王鑫; 张国忠; 刘爱民; 段丽荣; 辛五一; 张建华; 曾博; 许健; 杨煦; 刘大川
地址：	100031 北京市西城区西长安街86号
优先权：
专利代理机构：	石家庄科诚专利事务所 13113	代理人：	马淑文
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内容摘要

本发明涉及一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法，该方法包括以下步骤：1）建立能效项目综合评价指标体系；2）计算综合评价指标体系各单项指标值；3）运用小波网络的方法确定各指标的最佳权重；4）计算各备选方案的综合评价值，输出最优方案。本发明采用小波网络法对网络参数wij、rj、bj、aj进行迭代计算，从而找到与各训练方案的专家打分最接近的参数值，最终得到各能效方案的综合评价结果，综合不同方案的不同特点，全面系统的衡量各方案的优劣，给出量化的评价结果，使得项目决策者能够直截了当的比较出各个方案的总体优劣情况，从而进行能效方案选择。小波网络法应用于商业能效综合评价，计算误差小，收敛速度快。

权利要求书

权利要求书
1.  一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）建立能效项目综合评价指标体系；
（2）计算综合评价指标体系各单项指标值；
（3）运用小波网络的方法确定各指标的最佳权重；
（4）计算各备选方案的综合评价值，输出最优方案。

2.  根据权利要求1所述的一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法，其特征在于：所述步骤（1）建立能效项目综合评价指标体系包括一级指标及其相应的二级指标，每一个二级指标又各自扩展成体现本级指标具体内容的三级指标，即形成了自上而下支配的三级层次结构。

3.  根据权利要求2所述的一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法，其特征在于：所述一级指标内容包括：电网运行、环境效应、经济效益及资源利用效率四个方面。

4.  根据权利要求2所述的一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法，其特征在于：所述二级指标由电网可靠性评价及负荷整形能力评价两方面内容组成；所述一级指标中的环境效应部分包括污染物排放和碳排放两方面内容；所述一级指标中的经济效益部分由主要包括财务评价、投资收益评价和全寿命周期成本分析三个方面内容组成；所述一级指标中的资源利用效率部分包括节能效果及电网侧资源使用两方面内容。

5.  根据权利要求2所述的一种基于小波网络法的商业能效项目评价方法，其特征在于：所述建立的综合评价指标体系的二级指标的可靠性评价包含系统平均缺电电量ASCI变化率及系统总电量不足量ENS变化率两项指标；所述二级指标中的负荷整形能力部分包含日负荷率、日峰谷差率、年负荷率及年最大峰谷差率变化四项指标；所述二级指标中的污染物排放部分包含氮氧化物减排量、硫氧化物减排量、粉尘减排量以及PM2.5减排量四项指标；所述二级指标中的碳排放一层对应为CO2减排量指标；所述二级指标中的财务评价部分由净现值、内部收益率以及投资回收期三项指标进行系统分析计算；所述二级指标中的投资收益部分选取收益费用比率PCR及可避免用电成本AC2项指标以衡量能效项目的投资收益情况；所述二级指标中的全寿命周期成本部分采用寿期成本下降率作为衡量能效项目全寿命周期经济性的评价指标；所述二级指标中的节能效果部分扩展为终端年节电量及用电收益效率差值两项指标。

6.  根据权利要求2所述的一种基于小波网络法的商业能效项目评价方法，其特征在于：所述评价指标体系中三级指标权重值采用小波网络的方法求解能效，然后采用线性加权综合法对备选方案进行综合性评分，选取综合评分最高者为最优方案，具体实施步骤为：
1)收集商业能效项目的基础资料，计算综合评价指标体系中的三级指标值；
2)根据专家意见，给可选能效方案初步打分，得到各方案的专家评议分数集合
3)将步骤1）中计算出的各值属性值向量{xk(i)}转化为指标属性一致的数据{rk(i)}；
将三种类型的指标做如下处理：

式中：rij为第i个方案中第j个指标值，rij*为rij经处理的值；m为规划方案个数；rj为第j个指标的理想数值；
4)赋予小波网络参数wij、rj、bj、aj的随机初始值并赋予最大计算次数N；
5)将各评价方案的一致化指标值{rk(i)}输入到小波网络计算公式中，求得相应的综合评价值yi并计算相应的能量误差E；
小波网络计算公式为：
yk=Σj=1nrjh[Σi=1mwijrk(i)-bjaj]]]>
网络的误差能量函数为：
E=12Σk=1P(y^k-yk)2]]>
6）计算小波网络的梯度向量；
令
λk(j)Σi=1mwijrk(i)-bjaj]]>
有：
g(wij)=&PartialD;E&PartialD;wij=Σk=1P(y^k-yk)(Σj=1nrj&PartialD;h&PartialD;λk(j)rk(i)aj)]]>
g(rj)=&PartialD;E&PartialD;rj=Σk=1P(y^k-yk)h(λk(j))]]>
g(aj)=&PartialD;E&PartialD;aj=-Σk=1P(y^k-yk)(Σj=1nrj&PartialD;h&PartialD;λk(j)λk(i)aj)]]>
g(bj)=&PartialD;E&PartialD;bj=-Σk=1P(y^k-yk)(Σj=1nrj&PartialD;h&PartialD;λk(j)1aj)]]>
其中，
&PartialD;h&PartialD;λk(j)=-cos(1.75λk(j))exp(-λk2(j)2)λk(j)-1.75sin(1.75λk(j))exp(-λk2(j)2)]]>
7)采用共轭梯度法调整网络参数，t为迭代次数：令
St(wij)=-gt(wij),t=1-gt(wij)+||gt(wij)||||gt-1(wij)||St-1(wij),t>1]]>
同理，可计算St(rj)、St(aj)、St(bj)；
则网络参数的调节如下：
w(t)ij＝w(t-1)ij+αSt-1(wij)
r(t)j＝r(t-1)j+βSt-1(rj)
a(t)j＝a(t-1)j+γSt-1(aj)
b(t)j＝b(t-1)j+ηSt-1(bj)
8)返回步骤4)，直到网络的误差能量函数值不大于给定值ε或计算次数超过最大计算次数N为止。
9)根据步骤8）中确定的指标权重值，采用线性加权的方法计算各方案的综合评价值，选取分数最高方案为最优方案。

说明书

说明书一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法
技术领域
本发明涉及能效项目综合评价方法领域，特别是涉及一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法。
背景技术
对能效项目进行综合评价的目的是为了衡量拟实施项目对投资方、电网公司、终端用户及全社会的预期贡献效果并明确项目所能带来的相关经济、环境及社会效益。评价指标是进行上述科学评价的基础。
现阶段在工业、建筑领域的能效项目评估方法相对比较成熟，中小型企业中的常用生产设备,如锅炉及蒸汽系统,水泵、风机和空气压缩机等电机系统,照明系统,暖通空调系统,都建立了相应的效率计算和节能效果分析模型。但这些计算模型仅仅从设备的节电水平和经济程度出发，忽略了能效提高带来的环境效益和社会效益，评价内容缺乏完整性。
与此类似，现有的商业领域的能效评价指标往往只局限于各终端用电设备的节电能力，如空调，电冰箱，洗衣机，变压器的能效评价，并没有考虑能效项目实施后对投资方、电网公司的经济、环境和社会效益的影响，或是未设定相应的量化值，使得各能效方案没有统一的评判标准，各种独立的能效指标反应出的某项目的能效特点不能提供项目决策者和投资者选择投资方案的有效建议。
发明内容
本发明首次提出了能够对不同能效方案进行全面、科学、客观评价的综合能效指标体系，采用小波网络法对网络参数wij、rj、bj、aj进行迭代计算，从而找到与各训练方案的专家打分最接近的参数值，最终得到各能效方案的综合评价结果，综合不同方案的不同特点，全面系统的衡量各方案的优劣，给出量化的评价结果，使得项目决策者能够直截了当的比较出各个方案的总体优劣情况，从而进行能效方案选择。小波网络法应用于商业能效综合评价，计算误差小，收敛速度快。
本发明为了得到科学、客观、正确的评价结果以指导做出针对当前能效限制因素的最佳工程决策，紧紧抓住了能效工程项目的目的来设计评价指标，把每一项指标的选取都围绕在能效项目所产生的经济性、收益性以及外部社会效益等方面进行考虑。另外，指标的设计全部具有实际应用性，这样有助于数据的采集和量化，从而把概念化的评价指标转换成我们所容易理解及获得的指标进行处理。
小波网络（wavelet network，WN）是小波理论与神经网络相结合的产物，它是小波分解与前馈神经网络的融合。由于兼备了小波变换良好的时频局域化性质与神经网络自学习功能,小波网络已逐步成为评价、预测领域所采用的新方法。对于复杂对象系统的多属性综合评价，在统一指标类型的基础上，利用评价指标的无量纲数据，通过小波网络的学习，得到专家知识，建立由评价指标属性值到输出综合评价值的非线性映射关系。在对其他类似问题进行评价时，输入待评价对象的指标数据向量，即可经网络计算得到其综合评价值，从而达到自动运行，快速评价及决策支持的目的。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法包括以下步骤：
1）建立能效项目综合评价指标体系；
2）计算综合评价指标体系各单项指标值；
3）运用小波网络的方法确定各指标的最佳权重；
4）计算各备选方案的综合评价值，输出最优方案。
所述步骤（1）建立能效项目综合评价指标体系包括一级指标及其相应的二级指标，每一个二级指标又各自扩展成体现本级指标具体内容的三级指标，即形成了自上而下支配的三级层次结构。
所述一级指标内容包括：电网运行、环境效应、经济效益及资源利用效率四个方面。
所述二级指标由电网可靠性评价及负荷整形能力评价两方面内容组成；所述一级指标中的环境效应部分包括污染物排放和碳排放两方面内容；所述一级指标中的经济效益部分由主要包括财务评价、投资收益评价和全寿命周期成本分析三个方面内容组成；所述一级指标中的资源利用效率部分包括节能效果及电网侧资源使用两方面内容。
所述建立的综合评价指标体系的二级指标的可靠性评价包含系统平均缺电电量ASCI变化率及系统总电量不足量ENS变化率两项指标；所述二级指标中的负荷整形能力部分包含日负荷率、日峰谷差率、年负荷率及年最大峰谷差率变化四项指标；所述二级指标中的污染物排放部分包含氮氧化物减排量、硫氧化物减排量、粉尘减排量以及PM2.5减排量四项指标；所述二级指标中的碳排放一层对应为CO2减排量指标；所述二级指标中的财务评价部分由净现值、内部收益率以及投资回收期三项指标进行系统分析计算；所述二级指标中的投资收益部分选取收益费用比率PCR及可避免用电成本AC2项指标以衡量能效项目的投资收益情况；所述二级指标中的全寿命周期成本部分采用寿期成本下降率作为衡量能效项目全寿命周期经济性的评价指标；所述二级指标中的节能效果部分扩展为终端年节电量及用电收益效率差值两项指标。
所述评价指标体系中三级指标权重值采用小波网络的方法求解，然后采用线性加权综合法对备选方案进行综合性评分，选取综合评分最高者为最优方案，具体实施步骤为：
1)收集商业能效项目的基础资料，计算综合评价指标体系中的三级指标值；
2)根据专家意见，给可选能效方案初步打分，得到各方案的专家评议分数集合
3)将步骤1）中计算出的各值属性值向量{xk(i)}转化为指标属性一致的数据{rk(i)}；
将三种类型的指标做如下处理：

式中：rij为第i个方案中第j个指标值，rij*为rij经处理的值；m为规划方案个数；rj为第j个指标的理想数值；
4)赋予小波网络参数wij、rj、bj、aj的随机初始值并赋予最大计算次数N；
5)将各评价方案的一致化指标值rk(i)输入到小波网络计算公式中，求得相应的综合评价值yi并计算相应的能量误差E；
小波网络计算公式为：
yk=Σj=1nrjh[Σi=1mwijrk(i)-bjaj]]]>
网络的误差能量函数为：
E=12Σk=1P(y^k-yk)2]]>
6）计算小波网络的梯度向量；
令
λk(j)=Σi=1mwijrk(i)-bjaj]]>
有：
g(wij)=&PartialD;E&PartialD;wij=Σk=1P(y^k-yk)(Σj=1nrj&PartialD;h&PartialD;λk(j)rk(i)aj)]]>
g(rj)=&PartialD;E&PartialD;rj=Σk=1P(y^k-yk)h(λk(j))]]>
g(aj)=&PartialD;E&PartialD;aj=-Σk=1P(y^k-yk)(Σj=1nrj&PartialD;h&PartialD;λk(j)λk(i)aj)]]>
g(bj)=&PartialD;E&PartialD;bj=-Σk=1P(y^k-yk)(Σj=1nrj&PartialD;h&PartialD;λk(j)1aj)]]>
其中，
&PartialD;h&PartialD;λk(j)=-cos(1.75λk(j))exp(-λk2(j)2)λk(j)-1.75sin(1.75λk(j))exp(-λk2(j)2)]]>
7)采用共轭梯度法调整网络参数，t为迭代次数：令
St(wij)=-gt(wij),t=1-gt(wij)+||gt(wij)||||gt-1(wij)||St-1(wij),t>1]]>
同理，可计算St(rj)、St(aj)、St(bj)；
则网络参数的调节如下：
w(t)ij＝w(t-1)ij+αSt-1(wij)
r(t)j＝r(t-1)j+βSt-1(rj)
a(t)j＝a(t-1)j+γSt-1(aj)
b(t)j＝b(t-1)j+ηSt-1(bj)
8)返回步骤4)，直到网络的误差能量函数值不大于给定值ε或计算次数超过最大计算次数N为止。
9)根据步骤8）中确定的指标权重值，采用线性加权的方法计算各备选方案的综合评价值，选取分数最高方案为最优方案。
本发明的优点在于：
1)本发明遵循评价指标体系的设置原则及基本方法，结合我国实际能效工程的特点，从电网运行、环境效应、经济效益及资源利用效率四个方面出发，通过综合考虑，首先提出一套定量与定性分析相结合的居民及商业能效项目评价指标体系，全面、客观、准确地反应各能效方案的各个方面，充分兼顾了能效项目为电力用户、电力公司、能源服务公司（ESCO）以及全社会等不同参与主体带来的利益情况，可全面衡量预期产出（包括直接和间接效益）是否能够达到投资决策者的预期效果。
2）本发明克服了传统评价方法的主观性，通过小波网络的方法，找到了与专家经验相适应的各底层指标权重值，使得评价结果既符合专家经验，又通过归一化将不同指标反应的内容量化到具体数值，对于不同的备选方案，项目投资者可以直接从最终的综合评分情况得出最优方案。
3)本发明促使参与能效计划的电力用户通过采用科学管理方法和先进的技术设备节约电量和减少电力需求，从而期望在全寿命周期内获得最大的电费节约；能效项目实施能有效地改变原有负荷特性，实现“削峰”以降低高峰时段负荷水平，提高电网负荷率，优化电网运行，提高电力系统运行的稳定性、可靠性和经济性。终端电力用户能够以更少的能源投入满足其自身对电力效用的需求，能源使用量的降低将推动国家能源供应的高质量和安全性。
附图说明
图1是小波网络法步骤示意图；
图2是具体实施步骤；
图3是综合评价指标体系。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明，图1是小波网络法步骤示意图,图1中将各属性值向量{xk(i)}（共m个）进行指标一致化处理，得到指标属性一致的数据{rk(i)},将各评价方案的一致化指标值rk(i)输入到小波网络计算公式中，求得相应的综合评价值yi并计算相应的能量误差E。
如图2本发明基于小波网络法的商业能效项目评价方法，其中能效项目的综合评价方法应该至少包括：建立能效指标评价体系、计算综合评价指标体系各单项指标值、运用小波网络的方法确定各指标的最佳权重、计算各备选方案的综合评价值、输出最优方案等几部分内容：
一、综合评价指标体系的建立。
结合我国实际能效工程的特点，本发明从电网运行、环境效应、经济效益及资源利用效率等四个方面出发，通过综合考虑，首先提出一套定量与定性分析相结合的居民及商业能效项目评价指标体系，如下表所示。如图3该体系包括4个一级指标，9个二级指标和20个三级指标。其中，然后在此基础上，再对每一类指标作简要分析及说明。
商业能效项目评价指标体系

1.电网运行
本发明主要从可靠性及负荷整形能力2个方面对能效工程对电网运行的影响进行评价分析。
针对能效项目对电网运行可靠性水平的影响，本发明中主要分析系统平均缺电电量（ASCI）变化率及系统总电量不足量(ENS)变化率两项指标。前者表征在规定的时间内，系统中平均每个用户缺损电量的变化程度；后者则是指系统在规定时间内总的电量供给不足量变化比例。
（1）系统平均缺电电量变化率
系统平均缺电电量（ASCI）的计算公式如下：
PASCI=PENSΣNi=ΣtuiPiΣNi---(1-1)]]>
其中，Ni为负荷点i的用户总数（用户），PENS为系统总电量不足量（WM·h/年）；
基于式1-1，可以计算系统平均缺电电量变化率指标如下：
IASCI=PASCI2-PASCI1Δt---(1-2)]]>
其中，Δt为一规定时间段（年），分别为能效项目实施前后系统平均缺电电量值（MW·h/（用户·年））。
（2）系统总电量不足量变化率
系统总电量不足量(ENS)的计算公式如下：
PENS＝ΣtuiPi   （1-3）
其中，Pi为负荷点i的平均负荷（kW），tui为负荷点i的年平均停电时间（h/年）。
基于式1-式4，可以计算系统总电量不足量变化率指标如下：
IENS=PENS2-PENS1Δt---(1-4)]]>
其中，分别为能效项目实施前后系统总电量不足量值（kW·h/年）。
能效资源对负荷特性的影响效果主要体现在对负荷率及峰谷差的改变能力上。（1）日负荷率指日平均用电负荷与日最大负荷的比值，其计算如下：
γ＝Pd.av/Pd.max   （1-5）
其中，Pd.av为日平均负荷，Pd.max为日最大负荷；
（2）日峰谷差率指日峰谷差与日最大负荷的比值，其计算如下：
σ=Pd.max-Pd.minPd.max---(1-6)]]>
其中，Pd.min为日最小负荷；
（3）年负荷率指全年平均负荷与年最大负荷的比值，其计算如下：
δ=Py.avPy.max---(1-7)]]>
其中，Py.av为年平均负荷，Py.max为年最大负荷；
（4）年最大峰谷差率指全年日峰谷差率的平均值，其计算如下：
σ&OverBar;=Σσi365---(1-8)]]>
其中，σi为第i天的日峰谷差率。
2.环境效应
考虑到各类污染排放对社会影响程度以及我国节能减排目标等情况，本发明从污染物排放和碳排放两个方面对能效工程产生的环境效应实施评价分析。
其计算方法如下：
（1）硫氧化合物减排量

其中：
ASO2——全寿命周期SO2减排量，t；
λSO2——单位发电量SO2排放强度,t/kWh;
Wzc——终端全寿命周期可避免电量，kWh;
l——供电系统综合电量损失率，%。
（2）氮氧化合物减排量

其中：
AFC——全寿命周期粉尘减排量，t；
λFC——单位发电量粉尘排放强度，t/kWh;
（3）粉尘减排量
AFC＝λFCWzc/(1-l)   （1-11）
其中：
AFC——全寿命周期粉尘减排量，t；
λFC——单位发电量粉尘排放强度，t/kWh;
（4）PM2.5减排量
Apm2.5＝λpm2.5Wzc/(1-l)   （1-12）
其中：
Apm2.5——全寿命周期PM2.5颗粒减排量，t；
λpm2.5——单位发电量PM2.5颗粒排放强度,t/kWh;
3.经济效益
本发明对能效项目的经济性评价主要包括财务评价、投资收益评价和全寿命周期成本分析三个方面。
（1）净现值（NPV）
在投资项目评价中，净现值指标NPV是最重要的指标之一。净现值是指按电力行业的基准收益率ik，将能效项目计算期内各年的净现金流折现到投资期初的现值之和，其表达式为：
NPV=Σt=0n(CI-CO)t(1+iK)-t---(1-13)]]>
其中：
CIt——现金流入量；
COt——现金流出量；
ik——电力行业的基准收益率；
n——项目的寿命期。
（2）内部收益率（IRR）
内部收益率IRR是指使净现金流量的净现值等于零的折现率其表达式为：
Σt=0n(CI-CO)t(1+IRR)-t=0---(1-14)]]>
其中：
CI——现金流入；
CO——现金流出；
(CI-CO)t——第t年的净现金流量。
（3）静态投资回收期（Pt）
静态投资回收期Pt是在不考虑资金时间价值的条件下，以项目净收益抵偿项目全部投资所需要的时间，其表达式为：
Σt=0Pt(CI-CO)t=0---(1-15)]]>
投资收益指的是企业进行投资所获得的经济利益。在本文提出的评价指标体系中，选取收益费用比率(PCR)及可避免用电成本(AC)等2项指标以衡量能效项目的投资收益情况，其计算公式分别如下：
PCR=dz,bdz,s*100%---(1-16)]]>
AC=Σi=1nWz,idi---(1-17)]]>
其中，dz,b与dz,s分别为终端用户单位用电可避免成本（元/(kWh)）；Wz,i及di分别为终端用户因能效改造在时段i的可避免电量（kWh）及其对应的售电电价（元/(kWh)）。n则为全寿命周期内的总时段数目。总体来讲，居民及商业用户能效项目全寿命周期费用（LCC）模型可表示为：
LCC＝CI+CO+CM+CF+CD   （1-18）
其中：
LCC——设备全寿命周期成本；
CI——一次性投入成本，包括设计阶段的设计成本，建设阶段的设备采购成本、施工安装成本；
CO——运行成本，包括设备损耗、运行人员培训成本以及能耗成本；
CM——维护成本；
CF——故障成本，包括停电损失、社会影响损失等；
CD——废弃成本。
基于上式，进一步给出寿期成本下降率（LCCR）的计算公式如下：
LCCR=LCC0-LCCLCC0*100%---(1-19)]]>
其中，LCC0为普通用电设备全寿命周期成本费用；LCC为能效改造后相应设备的全寿命周期成本费用。
资源利用效率：
考虑到能效项目对于提高终端用户及电网侧资源使用效率的重要意义，本文从节能效果及电网侧资源使用效率等2个方面对此评价研究。
终端年节电量，是指各类能效设备投运前后各类终端用户总用电电量的差值，其计算公式如下：

其中，为不同用户间用电规律差异系数，用于调整不同用户间的用电同时性及一致性；F为能效项目涉及的总用户数量；Qt,i,0为终端用电环节i在时段t中的原用电电量；λi表示用电环节i的示性函数，当在该环节进行能效改造时，该变量取值为1，否则为0；αEE,i为能效设备投运后用电环节i的降耗率；ζt为终端用户中各用电环节在时段t的同时率。此外，T为研究周期内总的时段数目；K则为终端用户总的用电环节数目。
用电收益效率差值的计算公式如下：
CE=(Q0-QeEp)*100%---(1-21)]]>
其中Q0及Qe分别为能效设备投运前、后研究周期内终端用户的总用电量。Ep为经济产出总量。对于商业用户，Ep可取为研究周期内的营业额；对于居民用户，Ep可取为家庭成员数目所对应的GDP值。
针对能效投资对电网扩容的延迟作用，提出可免供电容量指标进行量化计算，其表达式如下

其中，Igrid为电网企业因终端节电而减少的累计电网扩容容量（包括对应的备用容量）；为电网备用容量的比例。
在以上提出的综合评价指标体系中，充分兼顾了能效项目为电力用户、电力公司、能源服务公司（ESCO）以及全社会等不同参与主体带来的利益情况。在实际工程应用中，需要根据项目的实施目的及不同主体的受益条件，从中灵活选择所适合的指标，进一步实施计算分析。
二、计算综合评价指标体系各三级指标值；
收集商业能效项目的基础资料，确定三级指标计算公式中相关计算参数，计算综合评价指标体系中的底层指标值。
三、运用小波网络的方法确定各指标的最佳权重；
1)根据专家意见，给可选能效方案初步打分，得到各方案的专家评议分数集合
2)将步骤（1）中计算出的各属性值向量{xk(i)}转化为指标属性一致的数据{rk(i)}.]]>
3)赋予小波网络参数wij、rj、bj、aj的随机初始值并赋予最大计算次数N。
4)将各评价方案的一致化指标值rk(i)输入到小波网络计算公式中，求得相应的综合评价值yi并计算相应的能量误差E。
小波网络计算公式为：
yk=Σj=1nrjh[Σi=1mwijrk(i)-bjaj]]]>
网络的误差能量函数为
E=12Σk=1P(y^k-yk)2]]>
5)计算小波网络的梯度向量。
令
λk(j)=Σi=1mwijrk(i)-bjaj]]>
有：
g(wij)=&PartialD;E&PartialD;wij=Σk=1P(y^k-yk)(Σj=1nrj&PartialD;h&PartialD;λk(j)rk(i)aj)]]>
g(rj)=&PartialD;E&PartialD;rj=Σk=1P(y^k-yk)h(λk(j))]]>
g(aj)=&PartialD;E&PartialD;aj=-Σk=1P(y^k-yk)(Σj=1nrj&PartialD;h&PartialD;λk(j)λk(i)aj)]]>
g(bj)=&PartialD;E&PartialD;bj=-Σk=1P(y^k-yk)(Σj=1nrj&PartialD;h&PartialD;λk(j)λk(i)aj)]]>
其中，
&PartialD;h&PartialD;λk(j)=-cos(1.75λk(j))exp(-λk2(j)2)λk(j)-1.75sin(1.75λk(j))exp(-λk2(j)2)]]>
6)采用共轭梯度法（Fletcher-Reeves公式）调整网络参数（t为迭代次数）：
令
St(wij)=-gt(wij),t=1-gt(wij)+||gt(wij)||||gt-1(wij)||St-1(wij),t>1]]>
同理，可计算St(rj)、St(aj)、St(bj)；
则网络参数的调节如下：
w(t)ij＝w(t-1)ij+αSt-1(wij)
r(t)j＝r(t-1)j+βSt-1(rj)
a(t)j＝a(t-1)j+γSt-1(aj)
b(t)j＝b(t-1)j+ηSt-1(bj)
7)返回步骤(4)，直到网络的误差能量函数值不大于给定值ε或计算次数超过最大计算次数N为止。
四、计算各备选方案的综合评价值，输出最优方案
依据之前确定的指标权重值，采用线性加权的方法计算各方案的综合评价值，选取分数最高方案为最优方案。
如图3所示为多指标综合评价的小波网络结构图，图中输入层、隐层和输出层分别有m、n和1个单元节点。这里取
yk=Σj=1nrjh[Σi=1mwijrk(i)-bjaj]]]>
式中，xk(i)、rk(i)分别表示输入样本k的指标i的原始数据和无量纲化数据。wij、rj表示权重系数，bj、aj分别表示小波基的平移因子和伸缩因子。此处的基本小波采用国外常使用的余弦调制的高斯波：Morlet母小波。其形式为
h(t)=cos(1.75t)exp(-t22)]]>
将复杂对象系统的评价样本k所对应的指标属性值向量{rk(i)}作为小波网络的输入，与之对应的综合评价值作为网络的期望输出。定义网络的误差能量函数为：
E=12Σk=1P(y^k-yk)2]]>
式中，yk为评价样本k评价实际值，为网络输出值。P为评价样本总数。通过网络参数wij、rj、bj、aj的调整，使得网络的误差能量函数达到最低。
本发明将提出的基于小波网络法的商业能效项目的评价方法应用在实际能效项目评估中示例如下：
1.本发明以某商业区的能效改造为例，在规划区提出了8套能效改造方案，用P1～P8表示。
2.计算综合评价指标体系各单项指标值
本次评价过程选取环境效应、经济效益、资源利用率三方面的内容作为比较对象，共涉及三级评价指标8个，用R1～R8表示。根据收集的相关数据和专家打分，并根据前述方法分别对能效改造方案的各单项指标进行无量纲处理，得到以下数据，具体如表1所示：
表1各能效方案评价数据
指标R1R2R3R4R5R6R7R8得分P10.780.800.921.000.400.580.670.770.83P20.880.671.000.560.690.290.500.910.78P30.920.890.940.881.000.860.980.780.93P41.000.890.970.660.870.960.790.950.92P50.891.000.830.780.960.970.840.780.89P60.830.780.790.680.930.890.940.880.83P70.930.980.860.890.930.790.831.000.95P80.870.950.890.930.921.000.970.960.94
3.运用基于小波网络法的商业能效综合评价方法确定各指标的最佳权重
以表1中前5组作为已经选择的能效改造项目的数据，作为训练集训练该小波网络，后3组为待评价对象。训练结果如表2所示，他们与期望的输出非常接近。
表2训练结果
方案编号P1P2P3P4P5期望输出0.830.780.930.920.89训练结果0.82770.79390.93120.92420.8921相对误差/%0.2770.7820.1290.4570.236
4.计算各备选方案的综合评价值，输出最优方案。
对未经训练的3组测试集仿真评价的结果如表3所示，其中能效改造项目按优到劣的顺序依次为p7,p8,p6。
表3测试结果与专家打分比较
方案编号P6P7P8期望输出0.830.950.94训练结果0.82770.95390.9312相对误差/%0.2770.4110.936
据此，得到最优能效方案为p7。
整个过程用Matlab7.2软件编制小波网络模型，网络训练1863次，训练时间耗时2.37s，结果较为理想。
5.与前馈神经网络法的比较
为了说明使用小波网络进行商业能效综合评价的优越性质，将小波网络与BP神经网络在同一迭代次数下的误差进行了比较，小波网络的平均误差为0.00478，最小误差为0.00277，最大误差为0.00936；传统BP网络平均误差为0.028176，最小误差为0.026317，最大误差为0.029628.显然，小波网络的精度明显优于BP神经网络，也更适合商业能效项目综合评价这类评价指标体系繁杂的领域
用同样的样本数据对两种网络进行收敛性研究，取相对误差指标为0.5‰，小波网络经732次迭代收敛，BP神经网络经903次迭代收敛。证明小波网络的收敛性也优于BP神经网络。
应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 103345662 A (43)申请公布日 2013.10.09 CN 103345662 A *CN103345662A* (21)申请号 201310294033.7 (22)申请日 2013.07.12 G06Q 10/04(2012.01) (71)申请人国家电网公司地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号申请人冀北电力有限公司张家口供电公司 (72)发明人李慧玲王鑫张国忠刘爱民段丽荣辛五一张建华曾博许健杨煦刘大川 (74)专利代理机构石家庄科诚专利事务所 13113 代理人马淑文 (54) 发明名称一种基于小波网。

2、络法的商业能效综合评价方法 (57) 摘要本发明涉及一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法，该方法包括以下步骤： 1）建立能效项目综合评价指标体系； 2）计算综合评价指标体系各单项指标值； 3）运用小波网络的方法确定各指标的最佳权重； 4）计算各备选方案的综合评价值，输出最优方案。本发明采用小波网络法对网络参数 wij、 rj、 bj、 aj进行迭代计算，从而找到与各训练方案的专家打分最接近的参数值，最终得到各能效方案的综合评价结果，综合不同方案的不同特点，全面系统的衡量各方案的优劣，给出量化的评价结果，使得项目决策者能够直截了当的比。

3、较出各个方案的总体优劣情况，从而进行能效方案选择。小波网络法应用于商业能效综合评价，计算误差小，收敛速度快。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页说明书 14 页附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书3页说明书14页附图3页 (10)申请公布号 CN 103345662 A CN 103345662 A *CN103345662A* 1/3 页 2 1. 一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法，其特征在于包括以下步骤：（1）建立能效项目综合评价指标体系；（2）计算综合评价指标体系各单项指标值；（3）。

4、运用小波网络的方法确定各指标的最佳权重；（4）计算各备选方案的综合评价值，输出最优方案。 2. 根据权利要求 1 所述的一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法，其特征在于：所述步骤（1）建立能效项目综合评价指标体系包括一级指标及其相应的二级指标，每一个二级指标又各自扩展成体现本级指标具体内容的三级指标，即形成了自上而下支配的三级层次结构。 3. 根据权利要求 2 所述的一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法，其特征在于：所述一级指标内容包括：电网运行、环境效应、经济效益及资源利用效率四个方面。 4. 根据权利要求 2 所述的一种基于小波网络法的商。

5、业能效综合评价方法，其特征在于：所述二级指标由电网可靠性评价及负荷整形能力评价两方面内容组成；所述一级指标中的环境效应部分包括污染物排放和碳排放两方面内容；所述一级指标中的经济效益部分由主要包括财务评价、投资收益评价和全寿命周期成本分析三个方面内容组成；所述一级指标中的资源利用效率部分包括节能效果及电网侧资源使用两方面内容。 5. 根据权利要求 2 所述的一种基于小波网络法的商业能效项目评价方法，其特征在于：所述建立的综合评价指标体系的二级指标的可靠性评价包含系统平均缺电电量 ASCI 变化率及系统总电量不足量 ENS 变化率两项指标；所述二级指标中的负。

6、荷整形能力部分包含日负荷率、日峰谷差率、年负荷率及年最大峰谷差率变化四项指标；所述二级指标中的污染物排放部分包含氮氧化物减排量、硫氧化物减排量、粉尘减排量以及 PM2.5 减排量四项指标；所述二级指标中的碳排放一层对应为 CO2减排量指标；所述二级指标中的财务评价部分由净现值、内部收益率以及投资回收期三项指标进行系统分析计算；所述二级指标中的投资收益部分选取收益费用比率PCR及可避免用电成本AC2项指标以衡量能效项目的投资收益情况；所述二级指标中的全寿命周期成本部分采用寿期成本下降率作为衡量能效项目全寿命周期经济性的评价指标；所述二级指标中的节能。

7、效果部分扩展为终端年节电量及用电收益效率差值两项指标。 6. 根据权利要求 2 所述的一种基于小波网络法的商业能效项目评价方法，其特征在于：所述评价指标体系中三级指标权重值采用小波网络的方法求解能效，然后采用线性加权综合法对备选方案进行综合性评分，选取综合评分最高者为最优方案，具体实施步骤为： 1) 收集商业能效项目的基础资料，计算综合评价指标体系中的三级指标值； 2) 根据专家意见，给可选能效方案初步打分，得到各方案的专家评议分数集合 3) 将步骤 1）中计算出的各值属性值向量 xk(i) 转化为指标属性一致的数据 rk(i) ；将三种类型的指标做如下处理：。

8、权利要求书 CN 103345662 A 2 2/3 页 3 式中： rij为第 i 个方案中第 j 个指标值， rij*为 rij经处理的值； m 为规划方案个数； rj 为第 j 个指标的理想数值； 4) 赋予小波网络参数 wij、 rj、 bj、 aj的随机初始值并赋予最大计算次数 N ； 5) 将各评价方案的一致化指标值 rk(i) 输入到小波网络计算公式中，求得相应的综合评价值 yi并计算相应的能量误差 E ；小波网络计算公式为：网络的误差能量函数为： 6）计算小波网络的梯度向量；令有：其中，权利要求书 CN 103345662 A。

9、 3 3/3 页 4 7) 采用共轭梯度法调整网络参数， t 为迭代次数：令同理，可计算 St(rj)、 St(aj)、 St(bj) ；则网络参数的调节如下： w(t)ij w(t-1)ij+St-1(wij) r(t)j r(t-1)j+St-1(rj) a(t)j a(t-1)j+St-1(aj) b(t)j b(t-1)j+St-1(bj) 8) 返回步骤 4)，直到网络的误差能量函数值不大于给定值或计算次数超过最大计算次数 N 为止。 9) 根据步骤 8）中确定的指标权重值，采用线性加权的方法计算各方案的综合评价值，选取分数最高方案为最优方案。权利要求。

10、书 CN 103345662 A 4 1/14 页 5 一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法技术领域 0001 本发明涉及能效项目综合评价方法领域，特别是涉及一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法。背景技术 0002 对能效项目进行综合评价的目的是为了衡量拟实施项目对投资方、电网公司、终端用户及全社会的预期贡献效果并明确项目所能带来的相关经济、环境及社会效益。评价指标是进行上述科学评价的基础。 0003 现阶段在工业、建筑领域的能效项目评估方法相对比较成熟，中小型企业中的常用生产设备 , 如锅炉及蒸汽系统 , 水泵、风机和空气压缩机等电机系统 , 照明系统 ,。

11、暖通空调系统 , 都建立了相应的效率计算和节能效果分析模型。但这些计算模型仅仅从设备的节电水平和经济程度出发，忽略了能效提高带来的环境效益和社会效益，评价内容缺乏完整性。 0004 与此类似，现有的商业领域的能效评价指标往往只局限于各终端用电设备的节电能力，如空调，电冰箱，洗衣机，变压器的能效评价，并没有考虑能效项目实施后对投资方、电网公司的经济、环境和社会效益的影响，或是未设定相应的量化值，使得各能效方案没有统一的评判标准，各种独立的能效指标反应出的某项目的能效特点不能提供项目决策者和投资者选择投资方案的有效建议。发明内容 0005 本发明首次提出了。

12、能够对不同能效方案进行全面、科学、客观评价的综合能效指标体系，采用小波网络法对网络参数 wij、 rj、 bj、 aj进行迭代计算，从而找到与各训练方案的专家打分最接近的参数值，最终得到各能效方案的综合评价结果，综合不同方案的不同特点，全面系统的衡量各方案的优劣，给出量化的评价结果，使得项目决策者能够直截了当的比较出各个方案的总体优劣情况，从而进行能效方案选择。小波网络法应用于商业能效综合评价，计算误差小，收敛速度快。 0006 本发明为了得到科学、客观、正确的评价结果以指导做出针对当前能效限制因素的最佳工程决策，紧紧抓住了能效工程项目的目的来设计评价。

13、指标，把每一项指标的选取都围绕在能效项目所产生的经济性、收益性以及外部社会效益等方面进行考虑。另外，指标的设计全部具有实际应用性，这样有助于数据的采集和量化，从而把概念化的评价指标转换成我们所容易理解及获得的指标进行处理。 0007 小波网络（wavelet network， WN）是小波理论与神经网络相结合的产物，它是小波分解与前馈神经网络的融合。由于兼备了小波变换良好的时频局域化性质与神经网络自学习功能 , 小波网络已逐步成为评价、预测领域所采用的新方法。对于复杂对象系统的多属性综合评价，在统一指标类型的基础上，利用评价指标的无量纲数据，通过小波网络的。

14、学习，得到专家知识，建立由评价指标属性值到输出综合评价值的非线性映射关系。在对其他说明书 CN 103345662 A 5 2/14 页 6 类似问题进行评价时，输入待评价对象的指标数据向量，即可经网络计算得到其综合评价值，从而达到自动运行，快速评价及决策支持的目的。 0008 本发明的目的通过以下技术方案来实现： 0009 一种基于小波网络法的商业能效综合评价方法包括以下步骤： 0010 1）建立能效项目综合评价指标体系； 0011 2）计算综合评价指标体系各单项指标值； 0012 3）运用小波网络的方法确定各指标的最佳权重； 0013 4）计算各备。

15、选方案的综合评价值，输出最优方案。 0014 所述步骤（1）建立能效项目综合评价指标体系包括一级指标及其相应的二级指标，每一个二级指标又各自扩展成体现本级指标具体内容的三级指标，即形成了自上而下支配的三级层次结构。 0015 所述一级指标内容包括：电网运行、环境效应、经济效益及资源利用效率四个方面。 0016 所述二级指标由电网可靠性评价及负荷整形能力评价两方面内容组成；所述一级指标中的环境效应部分包括污染物排放和碳排放两方面内容；所述一级指标中的经济效益部分由主要包括财务评价、投资收益评价和全寿命周期成本分析三个方面内容组成；所述一级指标中的资源利。

16、用效率部分包括节能效果及电网侧资源使用两方面内容。 0017 所述建立的综合评价指标体系的二级指标的可靠性评价包含系统平均缺电电量 ASCI 变化率及系统总电量不足量 ENS 变化率两项指标；所述二级指标中的负荷整形能力部分包含日负荷率、日峰谷差率、年负荷率及年最大峰谷差率变化四项指标；所述二级指标中的污染物排放部分包含氮氧化物减排量、硫氧化物减排量、粉尘减排量以及 PM2.5 减排量四项指标；所述二级指标中的碳排放一层对应为 CO2减排量指标；所述二级指标中的财务评价部分由净现值、内部收益率以及投资回收期三项指标进行系统分析计算；所述二级指标中的投资收。

17、益部分选取收益费用比率PCR及可避免用电成本AC2项指标以衡量能效项目的投资收益情况；所述二级指标中的全寿命周期成本部分采用寿期成本下降率作为衡量能效项目全寿命周期经济性的评价指标；所述二级指标中的节能效果部分扩展为终端年节电量及用电收益效率差值两项指标。 0018 所述评价指标体系中三级指标权重值采用小波网络的方法求解，然后采用线性加权综合法对备选方案进行综合性评分，选取综合评分最高者为最优方案，具体实施步骤为： 0019 1) 收集商业能效项目的基础资料，计算综合评价指标体系中的三级指标值； 0020 2) 根据专家意见，给可选能效方案初步打分，得到各方案。

18、的专家评议分数集合 0021 3) 将步骤 1）中计算出的各值属性值向量 xk(i) 转化为指标属性一致的数据 rk(i) ； 0022 将三种类型的指标做如下处理： 0023 说明书 CN 103345662 A 6 3/14 页 7 0024 式中： rij为第 i 个方案中第 j 个指标值， rij*为 rij经处理的值； m 为规划方案个数； rj为第 j 个指标的理想数值； 0025 4) 赋予小波网络参数 wij、 rj、 bj、 aj的随机初始值并赋予最大计算次数 N ； 0026 5) 将各评价方案的一致化指标值 rk(i) 输入到小波网络计算公式中，求得相。

19、应的综合评价值 yi并计算相应的能量误差 E ； 0027 小波网络计算公式为： 0028 0029 网络的误差能量函数为： 0030 0031 6）计算小波网络的梯度向量； 0032 令 0033 0034 有： 0035 0036 0037 0038 0039 其中，说明书 CN 103345662 A 7 4/14 页 8 0040 0041 7) 采用共轭梯度法调整网络参数， t 为迭代次数：令 0042 0043 同理，可计算 St(rj)、 St(aj)、 St(bj) ； 0044 则网络参数的调节如下： 0045 w(t)ij w(t-1)ij+St-。

20、1(wij) 0046 r(t)j r(t-1)j+St-1(rj) 0047 a(t)j a(t-1)j+St-1(aj) 0048 b(t)j b(t-1)j+St-1(bj) 0049 8) 返回步骤 4)，直到网络的误差能量函数值不大于给定值或计算次数超过最大计算次数 N 为止。 0050 9) 根据步骤 8）中确定的指标权重值，采用线性加权的方法计算各备选方案的综合评价值，选取分数最高方案为最优方案。 0051 本发明的优点在于： 0052 1) 本发明遵循评价指标体系的设置原则及基本方法，结合我国实际能效工程的特点，从电网运行、环境效应、经济效益及资源利用。

21、效率四个方面出发，通过综合考虑，首先提出一套定量与定性分析相结合的居民及商业能效项目评价指标体系，全面、客观、准确地反应各能效方案的各个方面，充分兼顾了能效项目为电力用户、电力公司、能源服务公司（ESCO）以及全社会等不同参与主体带来的利益情况，可全面衡量预期产出（包括直接和间接效益）是否能够达到投资决策者的预期效果。 0053 2）本发明克服了传统评价方法的主观性，通过小波网络的方法，找到了与专家经验相适应的各底层指标权重值，使得评价结果既符合专家经验，又通过归一化将不同指标反应的内容量化到具体数值，对于不同的备选方案，项目投资者可以直接从最。

22、终的综合评分情况得出最优方案。 0054 3) 本发明促使参与能效计划的电力用户通过采用科学管理方法和先进的技术设备节约电量和减少电力需求，从而期望在全寿命周期内获得最大的电费节约；能效项目实施能有效地改变原有负荷特性，实现 “削峰” 以降低高峰时段负荷水平，提高电网负荷率，优化电网运行，提高电力系统运行的稳定性、可靠性和经济性。终端电力用户能够以更少的能源投入满足其自身对电力效用的需求，能源使用量的降低将推动国家能源供应的高质量和安全性。附图说明 0055 图 1 是小波网络法步骤示意图； 0056 图 2 是具体实施步骤； 0057 图 3 是综合评价。

23、指标体系。说明书 CN 103345662 A 8 5/14 页 9 具体实施方式 0058 以下结合附图对本发明进行详细说明，图 1 是小波网络法步骤示意图 , 图 1 中将各属性值向量 xk(i)（共 m 个）进行指标一致化处理，得到指标属性一致的数据 rk(i), 将各评价方案的一致化指标值 rk(i) 输入到小波网络计算公式中，求得相应的综合评价值 yi并计算相应的能量误差 E。 0059 如图 2 本发明基于小波网络法的商业能效项目评价方法，其中能效项目的综合评价方法应该至少包括：建立能效指标评价体系、计算综合评价指标体系各单项指标值、运用小波网络的方法。

24、确定各指标的最佳权重、计算各备选方案的综合评价值、输出最优方案等几部分内容： 0060 一、综合评价指标体系的建立。 0061 结合我国实际能效工程的特点，本发明从电网运行、环境效应、经济效益及资源利用效率等四个方面出发，通过综合考虑，首先提出一套定量与定性分析相结合的居民及商业能效项目评价指标体系，如下表所示。如图 3 该体系包括 4 个一级指标， 9 个二级指标和 20 个三级指标。其中，然后在此基础上，再对每一类指标作简要分析及说明。 0062 商业能效项目评价指标体系 0063 0064 说明书 CN 103345662 A 9 6/14 页 10 0。

25、065 1. 电网运行 0066 本发明主要从可靠性及负荷整形能力 2 个方面对能效工程对电网运行的影响进行评价分析。 0067 针对能效项目对电网运行可靠性水平的影响，本发明中主要分析系统平均缺电电量（ASCI）变化率及系统总电量不足量 (ENS) 变化率两项指标。前者表征在规定的时间内，系统中平均每个用户缺损电量的变化程度；后者则是指系统在规定时间内总的电量供给不足量变化比例。 0068 （1）系统平均缺电电量变化率 0069 系统平均缺电电量（ASCI）的计算公式如下： 0070 0071 其中， Ni为负荷点 i 的用户总数（用户）， PENS为系统总电量。

26、不足量（WMh/ 年）； 0072 基于式 1-1，可以计算系统平均缺电电量变化率指标如下： 0073 0074 其中， t 为一规定时间段（年），分别为能效项目实施前后系统平均缺电电量值（MWh/（用户年））。 0075 （2）系统总电量不足量变化率 0076 系统总电量不足量 (ENS) 的计算公式如下： 0077 PENS tuiPi （1-3） 0078 其中， Pi为负荷点 i 的平均负荷（kW）， tui为负荷点 i 的年平均停电时间（h/ 年）。 0079 基于式 1- 式 4，可以计算系统总电量不足量变化率指标如下：说明书 CN 103。

27、345662 A 10 7/14 页 11 0080 0081 其中，分别为能效项目实施前后系统总电量不足量值（kWh/ 年）。 0082 能效资源对负荷特性的影响效果主要体现在对负荷率及峰谷差的改变能力上。（1）日负荷率指日平均用电负荷与日最大负荷的比值，其计算如下： 0083 Pd.av/Pd.max （1-5） 0084 其中， Pd.av为日平均负荷， Pd.max为日最大负荷； 0085 （2）日峰谷差率指日峰谷差与日最大负荷的比值，其计算如下： 0086 0087 其中， Pd.min为日最小负荷； 0088 （3）年负荷率指全年平均负荷与年最大负荷的比值，。

28、其计算如下： 0089 0090 其中， Py.av为年平均负荷， Py.max为年最大负荷； 0091 （4）年最大峰谷差率指全年日峰谷差率的平均值，其计算如下： 0092 0093 其中， i为第 i 天的日峰谷差率。 0094 2. 环境效应 0095 考虑到各类污染排放对社会影响程度以及我国节能减排目标等情况，本发明从污染物排放和碳排放两个方面对能效工程产生的环境效应实施评价分析。 0096 其计算方法如下： 0097 （1）硫氧化合物减排量 0098 0099 其中： 0100 ASO2全寿命周期 SO2减排量， t ； 0101 SO2单位发电量 SO2排放强。

29、度 ,t/kWh; 0102 Wzc终端全寿命周期可避免电量， kWh; 0103 l供电系统综合电量损失率， %。 0104 （2）氮氧化合物减排量 0105 0106 其中： 0107 AFC全寿命周期粉尘减排量， t ；说明书 CN 103345662 A 11 8/14 页 12 0108 FC单位发电量粉尘排放强度， t/kWh; 0109 （3）粉尘减排量 0110 AFC FCWzc/(1-l) （1-11） 0111 其中： 0112 AFC全寿命周期粉尘减排量， t ； 0113 FC单位发电量粉尘排放强度， t/kWh; 0114 （4） PM2.5 减排量。

30、0115 Apm2.5 pm2.5Wzc/(1-l) （1-12） 0116 其中： 0117 Apm2.5全寿命周期 PM2.5 颗粒减排量， t ； 0118 pm2.5单位发电量 PM2.5 颗粒排放强度 ,t/kWh; 0119 3. 经济效益 0120 本发明对能效项目的经济性评价主要包括财务评价、投资收益评价和全寿命周期成本分析三个方面。 0121 （1）净现值（NPV） 0122 在投资项目评价中，净现值指标 NPV 是最重要的指标之一。净现值是指按电力行业的基准收益率 ik，将能效项目计算期内各年的净现金流折现到投资期初的现值之和，其表达式为： 0123 。

31、0124 其中： 0125 CIt现金流入量； 0126 COt现金流出量； 0127 ik电力行业的基准收益率； 0128 n项目的寿命期。 0129 （2）内部收益率（IRR） 0130 内部收益率 IRR 是指使净现金流量的净现值等于零的折现率其表达式为： 0131 0132 其中： 0133 CI现金流入； 0134 CO现金流出； 0135 (CI-CO)t第 t 年的净现金流量。 0136 （3）静态投资回收期（Pt） 0137 静态投资回收期 Pt 是在不考虑资金时间价值的条件下，以项目净收益抵偿项目全部投资所需要的时间，其表达式为： 0138 说。

32、明书 CN 103345662 A 12 9/14 页 13 0139 投资收益指的是企业进行投资所获得的经济利益。在本文提出的评价指标体系中，选取收益费用比率 (PCR) 及可避免用电成本 (AC) 等 2 项指标以衡量能效项目的投资收益情况，其计算公式分别如下： 0140 0141 0142 其中， dz,b与 dz,s分别为终端用户单位用电可避免成本（元 /(kWh)）； Wz,i及 di分别为终端用户因能效改造在时段 i 的可避免电量（kWh）及其对应的售电电价（元 /(kWh)）。 n 则为全寿命周期内的总时段数目。总体来讲，居民及商业用户能效项目全寿命。

33、周期费用（LCC）模型可表示为： 0143 LCC CI+CO+CM+CF+CD （1-18） 0144 其中： 0145 LCC设备全寿命周期成本； 0146 CI一次性投入成本，包括设计阶段的设计成本，建设阶段的设备采购成本、施工安装成本； 0147 CO运行成本，包括设备损耗、运行人员培训成本以及能耗成本； 0148 CM维护成本； 0149 CF故障成本，包括停电损失、社会影响损失等； 0150 CD废弃成本。 0151 基于上式，进一步给出寿期成本下降率（LCCR）的计算公式如下： 0152 0153 其中， LCC0 为普通用电设备全寿命周。

34、期成本费用； LCC 为能效改造后相应设备的全寿命周期成本费用。 0154 资源利用效率： 0155 考虑到能效项目对于提高终端用户及电网侧资源使用效率的重要意义，本文从节能效果及电网侧资源使用效率等 2 个方面对此评价研究。 0156 终端年节电量，是指各类能效设备投运前后各类终端用户总用电电量的差值，其计算公式如下： 0157 0158 其中，为不同用户间用电规律差异系数，用于调整不同用户间的用电同时性及一致性； F 为能效项目涉及的总用户数量； Qt,i,0为终端用电环节 i 在时段 t 中的原用电电量； i表示用电环节 i 的示性函数，当在该环节进行能效。

35、改造时，该变量取值为 1，否则为 0 ； EE,i为能效设备投运后用电环节 i 的降耗率； t为终端用户中各用电环节在时段 t 的同时率。此外， T 为研究周期内总的时段数目； K 则为终端用户总的用电环节数目。 0159 用电收益效率差值的计算公式如下：说明书 CN 103345662 A 13 10/14 页 14 0160 0161 其中 Q0及 Qe分别为能效设备投运前、后研究周期内终端用户的总用电量。Ep 为经济产出总量。对于商业用户， Ep 可取为研究周期内的营业额；对于居民用户， Ep 可取为家庭成员数目所对应的 GDP 值。 0162 针对能效投资对。

36、电网扩容的延迟作用，提出可免供电容量指标进行量化计算，其表达式如下 0163 0164 其中， Igrid为电网企业因终端节电而减少的累计电网扩容容量（包括对应的备用容量）；为电网备用容量的比例。 0165 在以上提出的综合评价指标体系中，充分兼顾了能效项目为电力用户、电力公司、能源服务公司（ESCO）以及全社会等不同参与主体带来的利益情况。在实际工程应用中，需要根据项目的实施目的及不同主体的受益条件，从中灵活选择所适合的指标，进一步实施计算分析。 0166 二、计算综合评价指标体系各三级指标值； 0167 收集商业能效项目的基础资料，确定三级指标计算公。

37、式中相关计算参数，计算综合评价指标体系中的底层指标值。 0168 三、运用小波网络的方法确定各指标的最佳权重； 0169 1) 根据专家意见，给可选能效方案初步打分，得到各方案的专家评议分数集合 0170 2) 将步骤（1）中计算出的各属性值向量 xk(i) 转化为指标属性一致的数据 0171 3) 赋予小波网络参数 wij、 rj、 bj、 aj的随机初始值并赋予最大计算次数 N。 0172 4) 将各评价方案的一致化指标值 rk(i) 输入到小波网络计算公式中，求得相应的综合评价值 yi并计算相应的能量误差 E。 0173 小波网络计算公式为： 0174 0175 网络。

38、的误差能量函数为 0176 0177 5) 计算小波网络的梯度向量。说明书 CN 103345662 A 14 11/14 页 15 0178 令 0179 0180 有： 0181 0182 0183 0184 0185 其中， 0186 0187 6) 采用共轭梯度法（Fletcher-Reeves 公式）调整网络参数（t 为迭代次数）： 0188 令 0189 0190 同理，可计算 St(rj)、 St(aj)、 St(bj) ； 0191 则网络参数的调节如下： 0192 w(t)ij w(t-1)ij+St-1(wij) 0193 r(t)j r(t-1)j+S。

39、t-1(rj) 0194 a(t)j a(t-1)j+St-1(aj) 0195 b(t)j b(t-1)j+St-1(bj) 0196 7)返回步骤(4)，直到网络的误差能量函数值不大于给定值或计算次数超过最大计算次数 N 为止。 0197 四、计算各备选方案的综合评价值，输出最优方案 0198 依据之前确定的指标权重值，采用线性加权的方法计算各方案的综合评价值，选取分数最高方案为最优方案。 0199 如图 3 所示为多指标综合评价的小波网络结构图，图中输入层、隐层和输出层分别有 m、 n 和 1 个单元节点。这里取说明书 CN 103345662 A 15 12/。

40、14 页 16 0200 0201 式中， xk(i)、 rk(i)分别表示输入样本k的指标i的原始数据和无量纲化数据。 wij、 rj表示权重系数， bj、 aj分别表示小波基的平移因子和伸缩因子。此处的基本小波采用国外常使用的余弦调制的高斯波： Morlet 母小波。其形式为 0202 0203 将复杂对象系统的评价样本 k 所对应的指标属性值向量 rk(i) 作为小波网络的输入，与之对应的综合评价值作为网络的期望输出。定义网络的误差能量函数为： 0204 0205 式中， yk为评价样本 k 评价实际值，为网络输出值。P 为评价样本总数。通过网络参数 wij、 rj、 bj、。

41、 aj的调整，使得网络的误差能量函数达到最低。 0206 本发明将提出的基于小波网络法的商业能效项目的评价方法应用在实际能效项目评估中示例如下： 0207 1. 本发明以某商业区的能效改造为例，在规划区提出了 8 套能效改造方案，用 P1 P8 表示。 0208 2. 计算综合评价指标体系各单项指标值 0209 本次评价过程选取环境效应、经济效益、资源利用率三方面的内容作为比较对象，共涉及三级评价指标 8 个，用 R1 R8 表示。根据收集的相关数据和专家打分，并根据前述方法分别对能效改造方案的各单项指标进行无量纲处理，得到以下数据，具体如表 1 所示： 0210 。

42、表 1 各能效方案评价数据 0211 指标R1R2R3R4R5R6R7R8得分 P10.780.800.921.000.40 0.580.670.770.83 P20.880.671.000.560.69 0.290.500.910.78 P30.920.890.940.881.00 0.860.980.780.93 P41.000.890.970.660.87 0.960.790.950.92 P50.891.000.830.780.96 0.970.840.780.89 P60.830.780.790.680.93 0.890.940.880.83 说明书 CN 103345662 A。

43、 16 13/14 页 17 P70.930.980.860.890.93 0.790.831.000.95 P80.870.950.890.930.92 1.000.970.960.94 0212 3. 运用基于小波网络法的商业能效综合评价方法确定各指标的最佳权重 0213 以表 1 中前 5 组作为已经选择的能效改造项目的数据，作为训练集训练该小波网络，后 3 组为待评价对象。训练结果如表 2 所示，他们与期望的输出非常接近。 0214 表 2 训练结果 0215 方案编号P1P2P3P4P5 期望输出0.830.780.930.920.89 训练结果0.82770.79390.9。

44、3120.92420.8921 相对误差 /% 0.2770.7820.1290.4570.236 0216 4. 计算各备选方案的综合评价值，输出最优方案。 0217 对未经训练的 3 组测试集仿真评价的结果如表 3 所示，其中能效改造项目按优到劣的顺序依次为 p7,p8,p6。 0218 表 3 测试结果与专家打分比较 0219 方案编号P6P7P8 期望输出0.830.950.94 训练结果0.82770.95390.9312 相对误差 /% 0.2770.4110.936 0220 据此，得到最优能效方案为 p7。 0221 整个过程用 Matlab7.2 软件编制小波网络模型。

45、，网络训练 1863 次，训练时间耗时 2.37s，结果较为理想。 0222 5. 与前馈神经网络法的比较 0223 为了说明使用小波网络进行商业能效综合评价的优越性质，将小波网络与 BP 神经网络在同一迭代次数下的误差进行了比较，小波网络的平均误差为 0.00478，最小误差为 0.00277，最大误差为 0.00936 ；传统 BP 网络平均误差为 0.028176，最小误差为 0.026317，最大误差为 0.029628. 显然，小波网络的精度明显优于 BP 神经网络，也更适合商业能效项目综合评价这类评价指标体系繁杂的领域 0224 用同样的样本数据对两种网。

46、络进行收敛性研究，取相对误差指标为 0.5，小波网络经 732 次迭代收敛， BP 神经网络经 903 次迭代收敛。证明小波网络的收敛性也优于 BP 神经网络。 0225 应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的说明书 CN 103345662 A 17 14/14 页 18 而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。说明书 CN 103345662 A 18 1/3 页 19 图 1 说明书附图 CN 103345662 A 19 2/3 页 20 图 2 说明书附图 CN 103345662 A 20 3/3 页 21 图 3 说明书附图 CN 103345662 A 21 。

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