基于地理信息技术和模糊层次...指标体系构建：以内蒙古为例_赵振宇.pdf

科技管理研究Science and Technology Management Research2023 No.62023 年第 6 期doi:10.3969/j.issn.1000-7695.2023.6.011基于地理信息技术和模糊层次分析-模糊决策试行与评价实验方法（AHP-DEMATEL）的区域大型光伏电站选址指标体系构建：以内蒙古为例赵振宇1，2，张舒阳1，2，葛 潇1，2（1.华北电力大学经济与管理学院，北京102206；2.新能源电力与低碳发展研究北京市重点实验室，北京102206）摘要：以往关于大型光伏电站选址研究中，采用层次分析（AHP）方法的指标间相互独立，指标权重还有改进空间，同时指标间存在一定的交叉和冗余，为此，通过对在不同自然、社会条件地区建设大型光伏电站选址研究的指标进行对比和筛选，研究区域大型光伏发电站建设选址的典型指标体系。考虑到人工成本和民众接受度在区域大型光伏发电站项目建设中的重要影响，在已有主要指标基础上增设上述两个指标，构建包括资源、环境、经济、社会 4 个维度的区域大型光伏发电站选址评价指标体系，并以内蒙古为例，在地理信息技术（GIS）环境中采用 AHP 与决策试行与评价实验法（DEMATEL）对所获取的数据进行归一化处理，对有关指标赋权，从而绘制区域大型光伏发电站建设的空间适宜性分布地图，实现可视化数据分析。在综合考虑辐射强度、日照时间、坡度以及经济水平等因素后得出，选址在内蒙古西南部的适宜度高于东北部，其中最适宜地区位于巴丹吉林、腾格里、乌兰布和沙漠及毛乌素沙地；而腾格里沙漠西侧及巴丹吉林沙漠等地基础设施建设薄弱、交通不便，应稍后发展。研究结果与内蒙古已建成的大型集中式光伏发电站分布情况相符，模型的可靠性得以验证。关键词：大型光伏发电站；选址；评价指标；地理信息技术；模糊层次分析-模糊决策试行与评价实验方法；内蒙古中图分类号：F403.7；F224；G301 献标志码：A 章编号：1000-7695（2023）6-0078-10Construction of Regional Large-scale Photovoltaic Power Station Site Selection Indicator System Based on Geographic Information Technology and Fuzzy Analytic Hierarchy Process-Fuzzy Decision Making Trial and Evaluation Laboratory Methods(AHP-DEMATEL):A Case Study of Inner MongoliaZhao Zhenyu1,2,Zhang Shuyang1,2,Ge Xiao1,2(1.School of Economics and Management,North China Electronic Power University,Beijing 102206,China;2.Beijing Key Laboratory of New Energy and Low Carbon Development,Beijing 102206,China)Abstract:The indicators used in previous research on site selection for large-scale photovoltaic power stations based on the analytic hierarchy process(AHP)method are mutually independent,and there is room for improvement in the weighting of indicators,at the same time,there are certain overlaps and redundancies among the indicators.Therefore,a comparative analysis and selection of research indicators for the construction of large-scale photovoltaic power stations in different natural and social conditions are conducted,to establish a typical indicator system for regional large-scale photovoltaic power station site selection.Considering the significant impact of labor costs and public acceptance on the construction of regional large-scale photovoltaic power station projects,two additional indicators are added on the basis of the existing primary indicators,and a comprehensive indicator system for regional large-scale photovoltaic power station site evaluation is constructed,including four dimensions:resources,environment,economy,and society.Taking Inner Mongolia as an example,the data obtained are normalized by using AHP and decision making trial and evaluation laboratory(DEMATEL)methods in a geographic information system(GIS)environment,and the indicators 收稿期：2022-08-08，修回期：2022-11-02项来源：国家电网公司总部科技项目“平价时代新能源经济开发规模评价关键技术及应用研究”（4000-202157059A-0-0-00）79are weighted to generate a spatial suitability distribution map for the construction of regional large-scale photovoltaic power stations,achieving visual data analysis.After comprehensive consideration of factors such as radiation intensity,sunshine duration,slope,and economic level,it finds that the suitability in the southwestern part of Inner Mongolia is higher than the northeastern part,with the most suitable areas located in the Badain Jaran,Tengger,Ulan Buh,and Mu Us deserts;however,the infrastructure and transportation in the western part of the Tengger Desert and the Badain Jaran Desert are relatively weak,and further development should be carried out later.The research results are consistent with the distribution of existing large-scale centralized photovoltaic power stations in Inner Mongolia,verifying the reliability of the model.Key words:large photovoltaic power station;site selection;evaluation index;geographic information technology;fuzzy analytic hierarchy process-fuzzy decision making trial and evaluation laboratory methods;Inner Mongolia化石能源在全球范围的过度开采和使用引发了严重的气候问题，危及人类的可持续发展。为了应对日益严重的气候问题，我国坚定不移地推进“双碳”行动，并在中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要中提出推进能源革命，建设清洁低碳、安全高效的能源体系，提高能源供给保障能力，加快发展非化石能源。太阳能是最丰富和最易获得的清洁可再生能源，加快光伏发电站建设，做好电能就地消纳是能源绿色转型的工作重点，而如何进行大型光伏电站的科学选址是光伏发电项目开发的关键问题1。1相关献综述通常，大型光伏电站的选址需要同时满足大范围、高精度两个要求。地理信息系统（GIS）技术可以对省级区域对象进行百米级分析，因此有很多学者选择将 GIS 技术应用于区域大型光伏电站选址研究，并提出了基于 GIS 的多准则决策方法，如 Ruiz等2在 GIS 环境中应用层次分析法（AHP）确定各因素指标的权重；Zoghi 等3则将 AHP 与 GIS 中的模糊隶属度工具联合使用，提出基于 GIS 的模糊AHP 评估模型，为定性指标定量化处理提供了解决思路。应用 AHP 方法对实际问题建模需要建立适宜的指标体系。关于大型光伏电站选址指标体系（以下简称“指标体系”）的研究，如 Doljak 等4考虑了影响塞尔维亚光伏发电的太阳入射辐射、气温、日照时长、地形形态、植被覆盖等资源、环境指标；Ruiz 等2和 Zoghi 等3在资源、环境指标的基础上，加入了到道路的距离以及到居民区的距离两个经济指标；Ga parovi 等5则引入了城市用电量这一社会指标。通过从基本的资源、环境维度到引入经济、社会维度，相关指标体系渐趋全面。在评估模型和指标体系的基础上，学者们对区域光伏发电的主要影响因素进行了深入分析，分别建立了适用于特定区域的光伏电站选址决策模型，如 Ruiz 等2着重考虑印度尼西亚光伏电站建设过程中森林和生物多样性的保护问题，为热带地区的大型光伏电站的选址提供了决策支持模型；Zoghi等3研究了位于伊朗沙漠地区的大型光伏电站的选址问题，结果表明在沙漠地区建设光伏电站有利于水土保持且可防治土地沙漠化；Alami 等6研究非洲北部的摩洛哥，为非洲和欧洲地区的光伏电站选址提供了模型参考；Rios 等7研究了美洲沿海国家秘鲁的光伏电站选址问题；Doorga 等8研究了太平洋岛国毛里求斯，为合理规划岛上空间和有效利用岛上太阳能资源提供了模型参考。从现有研究看，一方面，通过在 GIS 环境中使用 AHP 法对实际问题进行简化取得了较好的效果，可为大型光伏电站选址提供参考。但 AHP 法中的指标是相互独立的，而在实际问题中，指标间常存在相互影响关系，因此对使用 AHP 法所得权重还有改进空间，可通过对指标间的相互影响关系进一步建模分析来实现。另一方面，现有研究多是针对特定区域的自然和社会特