[发明专利]一种基于主成分分析的煤改电综合效益评价方法和系统

说明书

本发明涉及一种基于主成分分析的煤改电综合效益评价方法和系统，包括以下步骤：S1将经济效益、环境效益和社会效益作为评价指标与若干种煤改电方案一起生成输入数据矩阵；S2获得输入数据矩阵对应的主成分矩阵；S3计算主成分矩阵的累积贡献率，若累积贡献率在阈值范围内，则进入下一步；S4通过主成分矩阵中m个主成分的线性加权和计算煤改电综合效益得分。其结合环保效益、社会效益、经济效益等因素，以煤改电项目综合效益最优为优化目标，利用主成分分析方法，对煤改电进行综合效益评价分析，为工程具体实施提供优化指导与决策参考。

技术领域

本发明是关于一种基于主成分分析的煤改电综合效益评价方法和系统，属于能源综合效益评估技术领域。

背景技术

电供暖具有低碳、高效、环保等优势，但传统的煤改电方式所采用的指标大多仅考虑了经济效益等少数几个方面，难以保证对煤改电项目综合效益评价的客观性，且由于煤改电项目的评价指标之间存在相关性，传统方法难以保证结论的正确性。因此，如何快速准确地对煤改电项目综合效益进行评价成为一个重要问题。

主成分分析法(PCA)是多元统计学中一种解决多变量高维复杂系统的有效数学方法，其实质上是利用降维的思想，把多指标转化为少数几个综合指标(即主成分)，其中每个主成分都能够反映原始变量的大部分信息，且所含信息互不重复。这种方法在引进多方面变量的同时将复杂因素归结为几个主成分，使问题简单化，同时得到的结果更加科学有效的数据信息。目前，主成分分析法已经成功应用于很多领域，但尚未有将主成分分析用于能源综合效益评估的报道。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种基于主成分分析的煤改电综合效益评价方法和系统，其结合环保效益、社会效益、经济效益等因素，以煤改电项目综合效益最优为优化目标，利用主成分分析方法，对煤改电进行综合效益评价分析，为工程具体实施提供优化指导与决策参考。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于主成分分析的煤改电综合效益评价方法，包括以下步骤：S1将经济效益、环境效益和社会效益作为评价指标与若干种煤改电方案一起生成输入数据矩阵；S2获得输入数据矩阵对应的主成分矩阵；S3计算主成分矩阵的累积贡献率，若累积贡献率在阈值范围内，则进入下一步；S4通过主成分矩阵中m个主成分的线性加权和计算煤改电综合效益得分F:

其中，z_i是第i个主成分矩阵中主成分；η_i是第i个主成分对原始变量的贡献率。

进一步，经济效益包括改造成本，运行成本和维护费用，改造成本C_g的计算公式如下：

C_g＝C_k+C_d+C_n-C_b

其中，C_k为房屋改造费用，C_d为采暖设备费，C_n为配电网配套工程费用，C_b为政府补贴费用；运行成本C_r的计算公式如下：

C_r＝E_s-C_s+E_c-C_c

其中，E_s为补贴电价时段采暖设备用电量；C_s为补贴电价；E_c为正常时间采暖设备用电；C_c为正常电价；维护费用为对电采暖设备的维护费用。

进一步，环境效益通过总环境价值EV进行评价，其计算公式为：

EV＝∑Δm_i×EV_i