基于熵權(quán)理想點(diǎn)法的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型

基于熵權(quán)理想點(diǎn)法的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型隨著全球能源危機(jī)的日益加劇，風(fēng)能作為一種可再生能源備受關(guān)注。風(fēng)力發(fā)電是目前全球能源領(lǐng)域最具有潛力和發(fā)展前景的新興產(chǎn)業(yè)之一。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組作為風(fēng)力發(fā)電的核心設(shè)備，不同型號(hào)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型對(duì)于風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展和推廣至關(guān)重要。

而在實(shí)際生產(chǎn)中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組要根據(jù)風(fēng)力機(jī)場(chǎng)的特點(diǎn)以及電力市場(chǎng)的需求進(jìn)行選型，這一過(guò)程需要綜合考慮多個(gè)因素。本文將使用熵權(quán)理想點(diǎn)法，來(lái)分析風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型的主要因素。

一、熵權(quán)理想點(diǎn)法的基本原理

熵權(quán)法是將經(jīng)濟(jì)學(xué)中的熵概念引入決策科學(xué)中的一種方法，它能夠?qū)⒉煌闹笜?biāo)集成為一個(gè)統(tǒng)一的指標(biāo)體系，同時(shí)考慮到指標(biāo)之間的相對(duì)權(quán)重。熵權(quán)法的主要思路就是通過(guò)熵值的計(jì)算，對(duì)于各個(gè)指標(biāo)的重要性進(jìn)行量化，并依據(jù)這些指標(biāo)的熵值相對(duì)大小，確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

理想點(diǎn)法是基于熵權(quán)法的一種決策方法，通過(guò)尋求最優(yōu)解的途徑來(lái)進(jìn)行決策。其主要思路是通過(guò)構(gòu)建各個(gè)可行方案的指標(biāo)值向量，計(jì)算各個(gè)方案的距離，從而確定最佳方案。因?yàn)槔硐朦c(diǎn)法是在熵權(quán)法的基礎(chǔ)上建立的，所以可以很好的解決權(quán)重不確定和指標(biāo)之間相互制約的問題。

二、選取指標(biāo)

1.風(fēng)速指標(biāo)

風(fēng)速是風(fēng)力發(fā)電的最基本條件之一，不同的風(fēng)力機(jī)組對(duì)于風(fēng)速的要求不同。選取合適的風(fēng)速范圍，可以很好地提高風(fēng)力發(fā)電的高效性。因此，風(fēng)速是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型時(shí)必須考慮的一個(gè)指標(biāo)。一般而言，風(fēng)力發(fā)電的適宜風(fēng)速為4m/s-25m/s之間，而不同的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在不同的風(fēng)速范圍內(nèi)的發(fā)電效率也不同。

2.發(fā)電機(jī)電壓指標(biāo)

發(fā)電機(jī)的電壓主要受到輸出功率的限制，通常情況下，風(fēng)力機(jī)組發(fā)電的電壓為220V、380V、960V和3470V等，也有3.3kV、10kV、35kV等。而不同的發(fā)電機(jī)電壓對(duì)于整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建都有很大的影響。因此，發(fā)電機(jī)電壓也是機(jī)組選型時(shí)必須考慮的一個(gè)指標(biāo)。

3.葉片直徑指標(biāo)

葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心部件之一，在風(fēng)力發(fā)電中起到了關(guān)鍵性的作用。葉片直徑的大小直接影響到發(fā)電機(jī)組的發(fā)電能力，因此選擇合適的葉片直徑可以提高風(fēng)力發(fā)電的效率。通常而言，不同尺寸的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組擁有不同大小的葉片直徑。

4.葉輪轉(zhuǎn)速指標(biāo)

葉輪轉(zhuǎn)速是影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組性能的重要參數(shù)之一。不同轉(zhuǎn)速的葉輪具有不同的風(fēng)機(jī)效率和功率系數(shù)。因此，葉輪轉(zhuǎn)速也是機(jī)組選型時(shí)必須考慮的一個(gè)指標(biāo)。

5.發(fā)電機(jī)組件類型指標(biāo)

發(fā)電機(jī)組件類型主要分為永磁同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)。不同的發(fā)電機(jī)組件會(huì)對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率以及實(shí)際操作和維護(hù)帶來(lái)不同的影響。因此，發(fā)電機(jī)組件類型也是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型時(shí)必須考慮的一個(gè)指標(biāo)。

三、應(yīng)用熵權(quán)理想點(diǎn)法進(jìn)行選型

選取上述指標(biāo)后，需要以此構(gòu)建出一個(gè)基本的指標(biāo)矩陣。此處以四個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為例，針對(duì)五個(gè)指標(biāo)給出如下數(shù)據(jù)。


針對(duì)上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，按照熵權(quán)法的思路，可以首先計(jì)算各指標(biāo)的熵值。計(jì)算式如下：

$e_{i}=-\sum_{j=1}^{n}p_{i,j}\lnp_{i,j}$

同時(shí)需要計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重，計(jì)算式如下：

$w_{i}=\frac{1-e_{i}}{\sum_{i=1}^{m}\left(1-e_{i}\right)}$

按照計(jì)算公式，得到多尺度熵值和權(quán)重矩陣，如下表。


根據(jù)極優(yōu)解公式，我們需要計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)與矩陣之間的距離。矩陣之間的距離計(jì)算式如下：

$d\left(z_{i},y\right)=\sqrt{\sum_{j=1}^{n}w_{j}\left(z_{ij}-y_{j}\right)^{2}}$

其中，$z_{i}$為指標(biāo)矩陣，$y$為標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。按照該公式，可以得到多個(gè)指標(biāo)矩陣與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離。再根據(jù)距離選出與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)最接近的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，則為最優(yōu)解。

四、實(shí)例應(yīng)用

假設(shè)某區(qū)域針對(duì)四種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行選型，我們選取以上述鋪設(shè)在海上的風(fēng)力機(jī)場(chǎng)為例，使用熵權(quán)理想點(diǎn)法進(jìn)行選型。

1.設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)

為確定最適合的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，首先需要確定標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置需要綜合考慮到多個(gè)因素，例如心理因素、市場(chǎng)因素、競(jìng)爭(zhēng)力因素。我們可以選擇平均值作為標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，如下表：


所選標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)為（208.75,390,60,60r/min,1）。此處選取的數(shù)據(jù)，是4種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中各指標(biāo)數(shù)值的平均值。

2.數(shù)據(jù)處理

選取5個(gè)重要因素，總風(fēng)功率系數(shù)CP、葉輪轉(zhuǎn)速、葉片直徑、發(fā)電機(jī)的電壓、發(fā)電機(jī)組件類型，針對(duì)4種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，如下表。


3.數(shù)據(jù)計(jì)算

通過(guò)熵權(quán)法的計(jì)算，得到上述5個(gè)指標(biāo)的熵值和各指標(biāo)的權(quán)重，如下表所示：


按照計(jì)算公式，我們還可以計(jì)算各指標(biāo)的加權(quán)值。以第一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（EnerconE-70）為例，其加權(quán)值的計(jì)算公式為：

$f_{E}=w_{CP}\timesCP+w_{R}\timesR+w_{D}\timesD+w_{V}\timesV+w_{C}\timesC$

其中，$w_{CP}、w_{R}、w_{D}、w_{V}、w_{C}$分別為CP、R、D、V、C各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，CP、R、D、V、C分別為第一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的CP值、葉輪轉(zhuǎn)速、葉片直徑、發(fā)電機(jī)的電壓、發(fā)電機(jī)組件類型。按照以上計(jì)算方法，可以得到每一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的加權(quán)值，如下表所示：


4.距離計(jì)算

計(jì)算出加權(quán)值后，我們還需要計(jì)算每種風(fēng)力機(jī)組與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離。以第一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（EnerconE-70）為例，其與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離可按照以下公式進(jìn)行計(jì)算：

$d_{1}=\sqrt{w_{CP}\times(178.695-208.75)^{2}+w_{V}\times(2-1)^{2}+w_{D}\times(60-60)^{2}+w_{R}\times(60-60)^{2}+w_{C}\times(1-1)^{2}}=35.875$

按照上述公式，可以得到4種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離，如下表：


5.判斷最優(yōu)解

根據(jù)上述距離計(jì)算結(jié)果可以得到距離最短的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為（EnerconE-70），因此它是最優(yōu)解。

五、總結(jié)回顧

風(fēng)力發(fā)電是目前全球能源領(lǐng)域最具有潛力和發(fā)展前景的新興產(chǎn)業(yè)之一，選擇適合的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)于風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展和推廣至關(guān)重要。選型過(guò)程需要綜合考慮多個(gè)因素，并且需要建立合適的選型方法。本文采用了熵權(quán)理想點(diǎn)法進(jìn)行了分析，重點(diǎn)考慮了風(fēng)速、發(fā)電機(jī)電壓、葉輪轉(zhuǎn)速、葉片直徑和發(fā)電機(jī)組件類型五個(gè)因素對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型的影響，并得到了可靠和清晰的結(jié)果。熵權(quán)理想點(diǎn)法具有權(quán)重不確定和指標(biāo)之間相互制約時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，因此在應(yīng)用過(guò)程中可以起到不可替代的作用。為了更好地分析和理解相關(guān)數(shù)據(jù)，我們將以一個(gè)虛擬的公司為例進(jìn)行分析。該公司主要從事電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售業(yè)務(wù)。在過(guò)去的一年中，該公司取得了以下數(shù)據(jù)：

1.銷售額

在過(guò)去一年中，該公司的銷售額為1.5億美元。

2.利潤(rùn)

該公司的利潤(rùn)為3000萬(wàn)美元。

3.人力資源

該公司在全球范圍內(nèi)擁有1000名員工，其中40%的員工是研發(fā)人員，30%的員工是銷售人員，20%的員工是生產(chǎn)人員，10%的員工是行政人員。

4.產(chǎn)品線

該公司生產(chǎn)了四個(gè)產(chǎn)品系列：手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦和智能手表。銷售額的貢獻(xiàn)度依次為50%、30%、15%和5%。

5.銷售地區(qū)

該公司銷售地區(qū)主要包括北美、歐洲和亞洲，銷售額的貢獻(xiàn)度分別為40%、30%和30%。

基于以上數(shù)據(jù)，我們將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

一、銷售情況分析

從銷售額來(lái)看，該公司的銷售額為1.5億美元。然而，僅僅是分析總銷售額是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)樵摴久鎸?duì)的市場(chǎng)非常廣泛，其產(chǎn)品系列和銷售1.銷售情況分析

從以上數(shù)據(jù)中可以看出，該公司的總銷售額為1.5億美元。而根據(jù)產(chǎn)品系列和銷售地區(qū)的貢獻(xiàn)度分析，可以得出以下結(jié)論：

a.該公司的主要銷售產(chǎn)品是手機(jī)和筆記本電腦，銷售額占比達(dá)到80%。因此，該公司應(yīng)該加大對(duì)手機(jī)和筆記本電腦產(chǎn)品線的投入和推廣。

b.從銷售地區(qū)的貢獻(xiàn)度來(lái)看，北美市場(chǎng)占據(jù)了該公司銷售額的40%，是最主要的銷售地區(qū)。歐洲和亞洲市場(chǎng)各占30%。因此，該公司需要加大在北美市場(chǎng)的營(yíng)銷力度，加強(qiáng)市場(chǎng)占有率。

2.利潤(rùn)分析

該公司的利潤(rùn)為3000萬(wàn)美元。但是，僅僅從利潤(rùn)額的角度來(lái)看是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，我們還需要從投資和成本等角度進(jìn)行分析。

a.投資

該公司需要適當(dāng)提高投資水平，加大對(duì)研發(fā)和生產(chǎn)的投入，加速公司產(chǎn)品線的升級(jí)和更新，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

b.成本

該公司應(yīng)該控制好成本，降低制造成本，增加銷售利潤(rùn)率。此外，該公司也應(yīng)該注重提高管理效率，降低行政費(fèi)用等間接成本。

3.人力資源分析

從以上數(shù)據(jù)中可以看出，該公司的員工總數(shù)為1000人，其中40%的員工是研發(fā)人員，30%的員工是銷售人員，20%的員工是生產(chǎn)人員，10%的員工是行政人員。這里，我們需要從研發(fā)和銷售兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

a.研發(fā)人員

該公司需要加強(qiáng)研發(fā)人員的數(shù)量和質(zhì)量，提高產(chǎn)品技術(shù)含量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，該公司也應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)研發(fā)人員的培訓(xùn)和團(tuán)隊(duì)建設(shè)，提高工作效率和研發(fā)質(zhì)量。

b.銷售人員

該公司需要加大對(duì)銷售人員的培訓(xùn)和激勵(lì)力度，提高銷售人員的素質(zhì)和工作積極性。同時(shí)，該公司也應(yīng)該注重銷售渠道的拓展和銷售網(wǎng)絡(luò)的完善。

4.市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)分析

這里，我們需要從以下幾個(gè)角度進(jìn)行分析：