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I010基于层次分析法的供电企业绩效评估指标权重研究


基于层次分析法的供电企业绩效评估指标权重研究
谭志华,周 明
(华北电力大学电气与电子工程学院,河北省 保定市 071003) 摘 要: 绩效评估是促进供电企业绩效提升、 优化资源配

置、 降低供电价格的重要手段, 而合理地赋予指标权重是 量化评估的关键。 层次分析法确定指标权重具有较高的稳 定性, 被普遍应用于确定绩效评估指标的权重中。 本文首 先在电力行业出台的同业对标指标体系的基础上进行分 析筛选, 选取用于绩效评估的指标, 然后运用层次分析法 确定各指标权重。 本文运用层次分析法确定的评估指标权 重为供电企业绩效评估模型指标的选取提供了参考依据, 具有较强的实用性。 关键词:供电企业;绩效评估;指标权重;层次分析法

研究表明层次分析法和主成分分析法在确定指标 权重时具有较高的稳定性[3],因此被普遍应用于 文献[6]运用层次 确定绩效评估指标的权重中[4,5]。 分析法计算供电企业总的相对运营绩效,对供电 企业进行绩效评估, 但选取的评估指标不够全面, 也没有考虑到指标权重的问题。本文在国网公司 提出的同业对标指标体系的基础上,选取评估指 标,运用层次分析法对体系中各指标权重的确定 问题进行研究。

0 引言
电力产业改革是促进发电和售电环节竞争, 加强输电和配电环节的规制。对于输配环节进行 合理的绩效评估是规制的重要基础。而对于供电 企业,绩效评估是促进供电企业绩效提升,优化 资源配置,降低供电价格的重要手段。国内外用 于绩效评估的方法很多,主要有数据包络分析法 (DEA)、 随机前沿分析法(SFA)和修正最小二乘法 (COLS)三种方法。 前期我们采用DEA方法对供电 企业进行绩效评估, 并对指标筛选方法进行研究, 但是在建立评估模型时没有对指标加以权重区别 [1] 。实际当中,各个指标对供电企业绩效的影响 程度是不同的,因此有必要进一步研究确定各指 标相应的权重,建立更符合实际的供电企业绩效 评估模型。 2008 年 7 月国家电网公司出台 《国家电网公 司创一流同业对标指标体系(第四版)》(下文简 称“对标指标体系”),进一步增强了指标体系的 科学性和合理性。对不同级别的电力行业,涉及 到的指标数量不同,在实际应用时往往对某些指 标侧重程度不同,在具体评估时有必要用权重反 映这种侧重点。针对这种情况,本文以供电企业 为例, 对绩效评估指标权重的确定方法展开研究。 确定评估指标权重采用的方法主要有:专家 咨询法(Delphi)、专家排序法、层次分析法[2]、秩 和比法(RSR),相关系数法,主成分分析法等。 其中前两种属于主观分析方法,最后两种属于客 观分析方法,而其余两种方法介于主客观之间。

1 供电企业绩效评估指标选取
选取评估指标有 3 条基本原则: (1)目的明确 所选用的指标目的明确。 从评价的内容来看, 该指标确实能够反映有关的内容,不能将与评价 对象、评价内容无关的指标选进来。 (2)比较全面 选择的指标要尽可能地覆盖评价的内容,如 果有所遗漏,评价就会出偏差。比较全面的另一 种说法就是有代表性,所选的指标确实能反映评 价内容,虽然不是全面,但代表了某一侧面。 (3)切实可行 切实可行就是说具有可操作性。有些指标虽 然合适,但无法得到,缺乏可操作性[7]。 基于以上原则,在“对标指标体系”中供电 企业涉及到的 65 项指标的基础上进行绩效评估 指标的选取。其中“供电范围”、“供电人口” 等 6 项指标主要由地理历史因素造成,研究表明 将其用于绩效评估时指标灵敏度较低。本文将对 标指标体系中的其余 59 项指标确定为绩效评估 指标,进行下一步分析。

2 层次分析法确定指标权重
层次分析法(The Analytic Hierarchy Process, 简称 AHP)是美国著名的运筹学专家匹兹堡大学 教授 SaatyTL 于 20 世纪 70 年代提出的, 有严格 的数学依据,广泛应用于多层次、多指标复杂系 统的分析与决策。 AHP的理论核心是通过分析复杂系统的有关 要素及其相互关系,将系统简化为有序的递阶层

次结构,使这些要素归并为不同的层次,在每一 层次,可按其上一层的某一准则或要素,对该层 要素进行两两相对比较,建立判断矩阵;通过计 算判断矩阵的最大特征根及对应的正交特征向 量,得出该层要素对于该准则的权重,最后计算 出多层次要素对于总体目标的组合权重;依次下 去,得出不同方案或评价对象的优劣权值,为决 策和评选提供依据。从整体上看,AHP是一种测 度难于量化的复杂问题的手段。 从实施过程来看, 它又提供了 3 种研究方法:一是系统的层次结构 分析法;二是二元相对比较的 1~9 标度法;三是 排序权重的特征向量法[8]。 利用层次分析法对供电企业绩效评估指标权 重研究过程如下。 2.1 建立层次结构模型 对问题所涉及的因素进行分类,构造一个各 因素之间相互联系的层次结构模型。供电企业绩
一级指标(B) 二级指标(C)

效评估体系分 4 层,第一层供电企业绩效这一总 安全管理(B2)、 目标A, 第二层包括电网概况(B1)、 资产经营(B3)、营销服务(B4)、电网运行(B5)、人 力资源(B6)等六项一级指标,第三层为网架结构 (C1)、主设备(C2)、信息及自动化(C3)、人身伤亡 事故(C4)、人为原因造成的事故(C5)、设备原因造 成的事故(C6)、资产经营成本(C7)、资产经营收益 (C8)、资产经营安全性(C9)、电力营销(C10)、供电 服务质量(C11)、设备固有属性(C12)、设备运行状 况(C13)、人力资源结构(C14)、人力资源潜力(C15) 等十五项二级指标。每项指标下面又包含若干个 子指标项。则整个供电企业绩效评估指标体系的 层次结构模型是:供电企业绩效评估指标体系是 总的预定目标,第二层的电网概况等 6 个指标属 于准则层, 第三层的网架结构等 15 项指标属于子 准则层, 第四层的输电线路长度等 59 项指标属于 方案层,如表 1 所示。
三级指标(Ci-j) 输电线路长度(C1-1) [0.1624] 各指标权重(%) 0.89 1.09 1.09 1.33 1.09 0.90 0.76 0.87 0.71 1.14 1.10 1.22 0.85 1.33 1.04 1.04 3.12 2.55 2.84 2.84 2.84 2.84 1.28 2.15 1.98 1.62 2.84 1.26 1.26 1.54 1.48 1.07

表 1 供电企业绩效评估指标体系

网架结构 (C1) [0.3333]

城区电力线路电缆长度(C1-2) [0.1984] 城区 10kV供电半径(C1-3) [0.1984] 10kV配网主干线手拉手比例(C1-4) [0.2423] 10kV城区配电线路绝缘化率(C1-5) [0.1984] 变电容量(C2-1) [0.1642] 变电站数量(C2-2) [0.1390]

电网概况 (B1) [0.1646] 供 电 企 业 绩 效 评 估 指 标 体 系 A 安全管理 (B2) [0.1702]

主设备 (C2) [0.3333]

变压器数量(C2-3) [0.1588] 开关数量(C2-4) [0.1300] 10kV开关柜(C2-5) [0.2074] 10kV及以上断路器无油化率(C2-6) [0.2006] 220kV及以下变电站无人值班比例(C3-1) [0.2230] 城区 35kV及以上断路器组合化率(C3-2) [0.1555] 10kV配网自动化比例(C3-3) [0.2415] 电力主通道通信光缆化率(C3-4) [0.1900] 10kV及以上继电保护及自动装置微机化率(C3-5) [0.1900] 人身死亡事故(C4-1) [0.5498] 人身重伤事故(C4-2) [0.4502] 有人员责任重特大电网、设备事故(C5-1) [0.5000] 10kV一级商恶性误操作事故(C5-2) [0.5000] 变电事故次数(C6-1) [0.5000] 输电事故次数(C6-2) [0.5000] 资产总额(C7-1) [0.1293] 单位电量供电成本(C7-2) [0.2176] 固定资产运行维护费(C7-3) [0.2008] 人均管理费用(C7-4) [0.1644] 线损率(C7-5) [0.2879] 人均贡献毛益(C8-1) [0.1906] 成本费用利润率(C8-2) [0.1906] 年度售电量(C8-3) [0.2328] 泵售电量(C8-4) [0.2237] 单位资产售电量(C8-5) [0.1624]

信息及自动化 (C3) [0.3333]

人身伤亡事故 (C4) [0.3333] 人为原因造成的事故 (C5) [0.3333] 设备原因造成的事故 (C6) [0.3333]

资产经营成本 (C7) [0.4018] 资产经营 (B3) [0.2456] 资产经营收益 (C8) [0.2693]

续表
一级指标(B) 资产经营 (B3) [0.2456] 二级指标(C) 资产经营安全性 (C9) [0.3289] 三级指标(Ci-j) 总资金周转率(C9-1) [0.3028] 应收账款周转率(C9-2) [0.2358] 销售增长率(C9-3) [0.2134] 固定资产创收能力(C9-4) [0.2479] 当年电费回收率(C10-1) [0.3165] 电力营销 (C10) [0.4013] 供 电 企 业 绩 效 评 估 指 标 体 系 A 电网运行 (B5) [0.1646] 设备运行状况 (C13) [0.5000] 设备固有属性 (C12) [0.5000] 营销服务 (B4) [0.1945] 供电服务质量 (C11) [0.5987] 应收用户电费余额占当年月均应收用户电费比例(C10-2) [0.2591] 市场占有率(C10-3) [0.2122] 市场占有率增长量(C10-4) [0.2122] 故障停电平均持续时间(C11-1) [0.1954] 综合电压合格率(C11-2) [0.1600] 用户平均停电时间(C11-3) [0.2484] 用户平均停电次数(C11-4) [0.2484] 高压用户业扩报装平均接电时间(C11-5) [0.1477] 架空线路可用系数(C12-1) [0.1682] 变压器可用系数(C12-2) [0.2509] 断路器可用系数(C12-3) [0.2054] 母线可用系数(C12-4) [0.2138] 隔离开关可用系数(C12-5) [0.1616] 架空线路停运率(C13-1) [0.1485] 变压器停运率(C13-2) [0.2215] 断路器停运率(C13-3) [0.1813] 母线停运率(C13-4) [0.1696] 隔离开关停运率(C13-5) [0.1535] 110(66)kV级以上电网继电保护正确动作率(C13-6) [0.1257] 人力资源结构 人力资源 (B6) [0.0606] (C14) [0.4502] 人力资源潜力 (C15) [0.5498] 职工人数(C14-1) [0.4502] 人才当量密度(C14-2) [0.5498] 人才当量密度(C15-1) [0.5000] 全员培训率(C15-2) [0.5000] 各指标权重(%) 2.45 1.91 1.72 2.00 2.47 2.02 1.66 1.66 2.28 1.86 2.89 2.89 1.72 1.38 2.07 1.69 1.76 1.33 1.22 1.82 1.49 1.40 1.26 1.03 1.66 3.16 3.16 1.23

2.2 构造判断矩阵 给出递阶层次的某一层元素,则该层次的所 有指标构成评价因素集U=(u1,u2,u3,…,ui)。在AHP 中,为了使判断定量化,关键在于设法使任意两 个方案关于某一准则的相对优势程度得到定量描 述。AHP采用 1~9 标度方法,uij表示ui对uj的相对 重要性数值,uij的取值按表 2 进行。
表 2 判断矩阵标度及其含义
标度值 1 3 5 7 9 2,4,6,8 倒数 含义 表示因素ui与uj比较,具有同等的重要性 表示因素ui与uj比较,ui比uj稍微的重要 表示因素ui与uj比较,ui比uj明显的重要 表示因素ui与uj比较,ui比uj强烈的重要 表示因素ui与uj比较,ui比uj极端的重要 分别表示相邻判断 1-3,3-5,5-7,7-9 的中值 表示因素ui与uj比较得判断uij, 则ui与uj比较得 判断uji=1/uij

构造判断矩阵是层次分析法的重要环节,文 献[9]将 AHP 与 Delphi 法相结合,采用多个专家 的独立分析结果综合产生各层次的判断矩阵,避 免单一决策者或专家判断的片面性。本文根据供 电企业当前实际运营和发展情况,并咨询相关专 家后构造绩效评估体系各个层次的判断矩阵。 2.3 层次单排序及其一致性检验 层次单排序是根据判断矩阵计算对于上一层 某因素而言,本层次与之有联系的因素的重要性 次序的权值,它可以归结为计算判断矩阵 V 的特 征根问题VW=λmaxW的解W, 经正规化后所得到的 特 征 向 量 W=[W1,W2, … ,Wi]T 作 为 本 层 次 元 素 (u1,u2,u3,…,ui)对于其上一层元素的排序权值,也 就是权数分配。为进行判断矩阵的一致性检验, 需要计算一致性指标CI{CI=(λmax-n)/(n-1)},将CI 与平均随机一致性指标RI (RI可以查表获得)进行 比较,当随机一致性比率CR=CI/RI≤0.1 时,认为 层次单排序的结果具有满意的一致性,否则需要 调整判断矩阵的元素取值。 本文根据供电企业当前运营和发展的基本情

得到判断矩阵 V:
u11 u 21 L u m1 u12 L u1m u 22 L u 2 m L L u m 2 L u mm

况构造以下判断矩阵,单层排序计算结果如下所 示: (1)相对于供电企业绩效评估指标体系这一 总体目标而言,6 项一级指标之间的判断矩阵 A-B,如表 3 所示。
表 3 一级指标判断矩阵
A B1
B

B1
B

B2
B

B3
B

B4
B

B5
B

B6
B

W 0.1646 0.1703 0.2456 0.1945 0.1646 0.0606

1 1 3 2 1 1/6

1 1 2 2 1 1/7

1/3 1/3 1 1/2 1/3 1/8

1/2 1/2 2 1 1/2 1/6

1 1 3 2 1 1/6

6 7 8 6 6 1

B2
B

B3
B

B4
B

B5
B

手拉手比例、10kV 配网自动化比例和 220kV 及 以下变电站无人值班比例;而在营销服务准则层 中权重较高的指标为用户平均停电时间、用户平 均停电次数、当年电费回收率和故障停电平均持 续时间这 4 项指标。供电企业绩效评估的方法一 般是首先选取一些指标建立评估模型,然后进行 效率值计算,绩效评估体系中指标权重的确定可 以有效指导评估模型的建立,例如只选取权重较 高的某些指标进行建模,避免因数据量太大而导 致计算繁琐的问题,或者在评估模型中加入指标 权重约束,使模型更符合实际。

B6
B

CR=0.0018<0.1

3 结论
电力行业出台的同业对标指标体系中包含有 全面反映供电企业运营状况的65项指标,直接运 用这些指标对供电企业的运营绩效进行评估,存 在计算量大,难以反映评估侧重点的现象。本文 运用层次分析法建立了供电企业绩效评估指标体 系,对指标权重的确定问题进行了深入研究,得 出以下结论:指标权重的确定是绩效评估指标体 系的关键部分,运用层次分析法确定的评估指标 权重为供电企业绩效评估指标的选取提供了参考 依据,具有较强的实用性。

(2)相对于一级指标而言,二级指标之间的判 断矩阵Bi-Cj。由于涉及指标较多,在此仅以营销 服务这一指标为例给出判断矩阵B4-Cj,如表 4 所 示。
表 4 营销服务判断矩阵
B4
B

C10 1 3 CR=0<0.1

C11 1/3 1

W 0.4013 0.5987

C10 C11

(3)各三级指标之间相对于各二级指标的判 在 断矩阵Ci-Ci-j可以用上述同样的方法构造出来。 此仅以C10-C10-j、C11-C11-j为例给出权重计算结果 如表 5,略去了判断矩阵。
表 5 判断矩阵计算结果
Ci W1 W2 W5 W4 W5 CR 0 C10-C10-j 0.3165 0.2591 0.2122 0.2122 C11-C11-j 0.1954 0.1600 0.2484 0.2484 0.1477 0.0014

参考文献
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2.4 层次总排序及其一致性检验 利用各单层排序权重结果计算层次总排序, 即各单个指标在总体绩效评估指标体系中的权 重。其计算公式是Wij=WA-B×WBi-Ci×WCi-Cij,各个 指标权重计算结果已列于表 1。 层次总排序的一致性检验,这一步骤是从高 到低逐层进行,CR=∑aiCIi/∑aiRIi=0.0012<0.1,其 中CIi为单排序的一致性指标, i为单排序相对应 RI 的平均随机一致性指标。通过检验总体的一致性 满足。这样就得到了供电企业绩效评估体系中各 个指标的相对重要程度即权重。 由表 1 可见,各个评估指标相对重要程度根 据指标权重有了明显的区分,例如在电网概况准 则层下具有较高权重的指标是 10kV 配网主干线

作者简介:
谭志华(1984),女,硕士研究生,主要研究方向为电 力市场。Email:daniangua_1984@163.com。 周 明(1967),女,博士,教授,博士生导师,主要 研究方向为电力市场、 电力系统规划与可靠性、 电能质量 等。Email:zhouming@ncepu.edu.cn。


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