基于改进TOPSIS的楼宇多指标综合评价

doi:10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.117

上海交通大学学报 ›› 2023, Vol. 57 ›› Issue (7): 868-877.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.117

所属专题：《上海交通大学学报》2023年“新型电力系统与综合能源”专题

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基于改进TOPSIS的楼宇多指标综合评价

蒋毅¹, 傅俊诚², 李泽文², 张雨青³, 尹骏刚⁴(), 姚建刚⁴

1.国网湖南省电力有限公司,长沙 410004
2.长沙理工大学电气与信息工程学院,长沙 410114
3.三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌 443002
4.湖南大学电气与信息工程学院,长沙 410082

收稿日期:2022-04-18 修回日期:2023-01-18 接受日期:2023-02-24 出版日期:2023-07-28 发布日期:2023-07-28
通讯作者: 尹骏刚 E-mail:yinjungang126@126.com
作者简介:蒋毅(1971-),硕士,从事综合能源系统能效优化与治理研究.
基金资助:
国家自然科学基金(51877012)

A Comprehensive Evaluation Model of Buildings Based on Improved TOPSIS

JIANG Yi¹, FU Juncheng², LI Zewen², ZHANG Yuqing³, YIN Jungang⁴(), YAO Jiangang⁴

1. State Grid Hunan Electric Power Co., Ltd., Changsha 410004, China
2. School of Electrical and Information Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410114, China
3. College of Electrical Engineering and New Energy,China Three Gorges University, Yichang 443002, Hubei, China
4. College of Electrical and Information Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China

Received:2022-04-18 Revised:2023-01-18 Accepted:2023-02-24 Online:2023-07-28 Published:2023-07-28
Contact: YIN Jungang E-mail:yinjungang126@126.com

摘要/Abstract

摘要：

为综合评价大型办公楼宇在能耗、环保、经济性等方面的运行情况,提出基于改进灰色关联逼近理想解排序法(TOPSIS)的多指标综合评价模型.在对楼宇运行实际情况分析的基础上,构建包含楼宇运行能耗、环境因素、经济性的多指标评价体系;引入改进TOPSIS评价方法,利用灰色关联度算法和层次分析法-熵权法确定TOPSIS评估模型距离测度;建立楼宇多属性加权评价模型,全面分析楼宇运行状况.分析8栋电力办公楼宇单元的多指标评价可知:楼宇综合评价结果随时间变化,能耗指标评分起主要作用;与采用其他评价方法的评价结果进行对比,验证了所提楼宇多指标评价模型的有效性.

关键词: 改进灰色关联逼近理想解排序法, 层次分析法, 熵权法, 灰色关联度算法, 办公楼宇

Abstract:

In order to evaluate the operation of energy consumption, environmental protection, and economy, a multi-index comprehensive evaluation model based on an improved technique for order preference by similarity to ideal solution (TOPSIS) is proposed. Based on the analysis of building operation, a multi-index evaluation system is constructed. Then, an improved TOPSIS evaluation method is introduced and a distance measure of the TOPSIS evaluation model by the gray correlation algorithm and analytic hierarchy process (AHP)-entropy weight method is determined. Next, a multi-attribute weighted evaluation model is established to analyze the building operation comprehensively. The multi-index evaluation of eight power office buildings indicates that the building comprehensive evaluation results vary with time and the energy consumption index score plays the main role in all indexes. A comparison of the evaluation results with those obtained by other evaluation methods verifies the effectiveness of the proposed building multi-index evaluation model.

Key words: improved technique for order preference by similarity to ideal solution (TOPSIS), analytic hierarchy process (AHP), entropy weight method, gray correlation algorithm, office buildings

中图分类号:

TM925

蒋毅, 傅俊诚, 李泽文, 张雨青, 尹骏刚, 姚建刚. 基于改进TOPSIS的楼宇多指标综合评价[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(7): 868-877.

JIANG Yi, FU Juncheng, LI Zewen, ZHANG Yuqing, YIN Jungang, YAO Jiangang. A Comprehensive Evaluation Model of Buildings Based on Improved TOPSIS[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2023, 57(7): 868-877.

图/表 10

图1

表1

图2

表2

表3

表4

图3

表5

改进TOPSIS评估结果

楼宇单元	$L i +$	$L i -$	T_i	评分排序
#1	0.707	0.492	0.590	4
#2	0.617	0.529	0.538	6
#3	0.825	0.516	0.615	2
#4	0.668	0.564	0.542	5
#5	0.859	0.583	0.596	3
#6	0.776	0.451	0.632	1
#7	0.529	0.677	0.439	8
#8	0.553	0.624	0.470	7

表5

图4

表6

参考文献 22

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指标		编号	指标类型
一级	二级	编号	指标类型
E₁	投资成本	E₁₁	成本型
E₁	运维成本	E₁₂	成本型
E₁	购能成本	E₁₃	成本型
E₂	用电量	E₂₁	成本型
E₂	主要设备能效	E₂₂	效益型
E₃	CO₂年排放量	E₃₁	成本型
E₃	NO_x年排放量	E₃₂	成本型
E₃	可再生能源利用率	E₃₃	效益型

楼宇单元	投资成本	运维成本	购能成本	用电量	主要设备能效	CO₂年排放量	NO_x年排放量	可再生能源利用率
#1	0.213	0.101	0.217	0.347	0.233	0.154	0.121	0.324
#2	0.221	0.097	0.174	0.275	0.192	0.132	0.089	0.267
#3	0.304	0.114	0.193	0.288	0.214	0.201	0.096	0.421
#4	0.187	0.103	0.181	0.323	0.228	0.167	0.126	0.305
#5	0.247	0.125	0.244	0.315	0.216	0.145	0.097	0.299
#6	0.226	0.133	0.248	0.324	0.225	0.218	0.101	0.314
#7	0.277	0.159	0.251	0.297	0.195	0.199	0.124	0.322
#8	0.241	0.121	0.212	0.284	0.197	0.177	0.132	0.412

参数	第一主成分系数	第二主成分系数
投资成本	0.5112	0.2014
运维成本	-0.0025	0.0171
购能成本	0.3521	0.4428
用电量	0.2037	0.3212
主要设备能效	0.4057	-0.1546
CO₂年排放量	0.1282	0.5143
NO_x年排放量	0.2143	0.3012
可再生能源利用率	0.1733	-0.2938

基于改进TOPSIS的楼宇多指标综合评价

A Comprehensive Evaluation Model of Buildings Based on Improved TOPSIS

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楼宇单元	评分排序
楼宇单元	CCR	TOPSIS	AHP	改进TOPSIS
#1	4	4	4	4
#2	6	6	6	6
#3	3	2	2	2
#4	5	5	5	5
#5	2	3	3	3
#6	1	1	1	1
#7	8	7	7	8
#8	7	8	8	7

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专家数量	淘汰人数	保留人数
5	1	4
6	1	5
7	2	5
8	2	6
9	3	6