一種應(yīng)用于配網(wǎng)建設(shè)改造方案與供電質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)的關(guān)聯(lián)影響分析模型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及配電網(wǎng)供電質(zhì)量評(píng)估領(lǐng)域，具體涉及配電網(wǎng)供電質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的 確定與建立配網(wǎng)建設(shè)改造方案與供電質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)的關(guān)聯(lián)影響分析模型。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)通常由配電變電站、饋電線路和配電變壓器等設(shè)備組成，連接著發(fā)、輸電系 統(tǒng)與用戶，直接面向社會(huì)和電力終端用戶供電，是電網(wǎng)供應(yīng)鏈的終端環(huán)節(jié)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的 快速發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，工業(yè)和城市居民生活用電持續(xù)快速增長，用戶對(duì)供電質(zhì)量(包 括電能質(zhì)量和供電可靠性)提出了更高的要求。但是，目前我國配電網(wǎng)總體建設(shè)水平與發(fā)達(dá) 國家還有一定的差距，在供電質(zhì)量方面無法完全滿足用戶的需求，在實(shí)際的運(yùn)行過程中會(huì) 出現(xiàn)以下幾種常見的問題：（1)配電網(wǎng)負(fù)荷增長迅猛，故障頻發(fā)；（2)配電網(wǎng)設(shè)備陳舊和過載 嚴(yán)重；（3)配電網(wǎng)建設(shè)嚴(yán)重落后于電力系統(tǒng)建設(shè)總體水平。針對(duì)上述問題，目前各地電力部 門均加大了對(duì)配電網(wǎng)建設(shè)改造的力度。為改善配電網(wǎng)的供電質(zhì)量，建設(shè)改造方案應(yīng)該從配 電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、設(shè)備水平、配網(wǎng)自動(dòng)化、運(yùn)行維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)入手，加強(qiáng)故障管控，減少停 電事故、縮短停電時(shí)間。
[0003] 供電質(zhì)量是向用戶提供合格、可靠電能的能力和程度，包括電能質(zhì)量和供電可靠 性兩個(gè)方面。電能質(zhì)量評(píng)估主要指電壓偏移、電壓暫降、三相不平衡、頻率偏差、諧波等。供 電可靠性評(píng)估主要指供電可用率、系統(tǒng)平均停電時(shí)間、系統(tǒng)平均停電次數(shù)、用戶平均停電時(shí) 間、用戶平均停電次數(shù)等指標(biāo)。在制定配電網(wǎng)建設(shè)改造方案的過程中，為了評(píng)估各個(gè)方案實(shí) 施后配電網(wǎng)的供電質(zhì)量，需要確定供電質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重并建立配網(wǎng)建設(shè)改造方案與供 電質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)的關(guān)聯(lián)影響分析模型。
[0004] 目前，確定指標(biāo)權(quán)重的方法可以分為以下兩類：
[0005] 1、主觀賦權(quán)法:主要包括簡(jiǎn)單加權(quán)法、德爾菲法和層次分析法。這三種方法的特點(diǎn) 如下：
[0006] 1)簡(jiǎn)單加權(quán)法。簡(jiǎn)單加權(quán)法即認(rèn)為各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重均相等，該方法的優(yōu)點(diǎn)是 計(jì)算簡(jiǎn)單，根據(jù)各指標(biāo)的得分相加計(jì)算平均值即可得最終的評(píng)價(jià)結(jié)果。該方法的缺點(diǎn)也很 明顯，即沒有考慮到各個(gè)指標(biāo)之間的差異，也就是沒有考慮到不同指標(biāo)之間的相對(duì)重要程 度，容易導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果不合理或沒有參考價(jià)值。
[0007] 2)德爾菲法。德爾菲法以匿名的方式多次征求專家意見，并通過信息溝通與循環(huán) 反饋，使決策意見趨于一致，最終逼近結(jié)果值。但是該方法由于指標(biāo)權(quán)重由專家確定，且專 家做出的選擇仍然沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)測(cè)結(jié)果缺乏嚴(yán)格的科學(xué)分析，最后趨于一致的意見， 仍帶有隨大流的傾向，缺乏客觀性。另外德爾菲法需要多次收集專家的意見，導(dǎo)致耗費(fèi)時(shí)間 與人力較多，因此一般僅將其作為一種輔助方法來使用。
[0008] 3)層次分析法。層次分析法的核心思想是在遞階層次模型中，通過兩兩比較判斷 的方式確定每個(gè)層次中元素的相對(duì)重要性，以此來計(jì)算各指標(biāo)的相對(duì)重要性權(quán)重。層次分 析法的優(yōu)點(diǎn)是將定性分析與定量分析有機(jī)結(jié)合起來，可靠度高且誤差小，但是該方法也有 一些顯著的缺點(diǎn)，如各指標(biāo)間的相對(duì)重要程度由人為選定容易導(dǎo)致評(píng)價(jià)的隨機(jī)性與不合理 性，缺乏客觀性等。
[0009] 2、客觀賦權(quán)法:主要包括主成分分析法和熵權(quán)法。這兩種方法的特點(diǎn)如下：
[0010] 1)主成分分析法。主成分分析法考慮到了各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的相關(guān)性，利用較少 的變量去代替原始評(píng)價(jià)過程中較多的變量，其優(yōu)點(diǎn)是具有降維的效果，且評(píng)價(jià)結(jié)果簡(jiǎn)單。主 成分分析法的缺點(diǎn)是不能計(jì)算出各個(gè)指標(biāo)之間的相對(duì)重要程度，且計(jì)算出的權(quán)重是主成分 的權(quán)重，不能直接應(yīng)用于綜合評(píng)價(jià)。
[0011] 2)熵權(quán)法。熵權(quán)法根據(jù)各指標(biāo)的觀測(cè)值所提供信息量的大小來確定權(quán)重，其優(yōu)點(diǎn) 為完全從數(shù)據(jù)本身的離散程度來定義其數(shù)據(jù)的價(jià)值和權(quán)重，相對(duì)比較客觀。熵權(quán)法的缺點(diǎn) 是不考慮數(shù)據(jù)本身的實(shí)際含義，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)不符合實(shí)際的情況。
[0012] 建立關(guān)聯(lián)影響分析模型最常用的方法為灰色關(guān)聯(lián)分析法?；疑P(guān)聯(lián)分析法是一種 通過計(jì)算對(duì)象間的關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度，從整體上和動(dòng)態(tài)上定量分析對(duì)象間的關(guān)聯(lián)程度和影 響程度，為確定對(duì)象發(fā)展變化的主要因素提供數(shù)量依據(jù)的有效方法。灰色關(guān)聯(lián)分析法的一 個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)就是能夠處理信息不完全明確的灰色系統(tǒng)，對(duì)于小樣本無規(guī)律指標(biāo)的評(píng)價(jià)問 題準(zhǔn)確度較高。因此，灰色關(guān)聯(lián)分析法適合于配電網(wǎng)供電質(zhì)量指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)。
[0013]鑒于多層次綜合評(píng)價(jià)比單層次綜合評(píng)價(jià)有更豐富的評(píng)價(jià)信息，且配電網(wǎng)供電質(zhì)量 評(píng)估的指標(biāo)體系是多層次的，灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)于小樣本指標(biāo)的評(píng)價(jià)問題準(zhǔn)確性高，本文 將灰色關(guān)聯(lián)分析引入到配電網(wǎng)供電質(zhì)量評(píng)估的多層次綜合評(píng)價(jià)中。多層次灰色關(guān)聯(lián)分析綜 合評(píng)價(jià)的過程與單層次評(píng)價(jià)大致相同。多層次評(píng)價(jià)把每個(gè)一級(jí)指標(biāo)作為單層次綜合評(píng)價(jià)系 統(tǒng)，計(jì)算每個(gè)一級(jí)指標(biāo)下的隸屬與一級(jí)指標(biāo)的每個(gè)二級(jí)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，在此基礎(chǔ)上得出 各個(gè)一級(jí)指標(biāo)下評(píng)價(jià)指標(biāo)與參考指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度。將一級(jí)指標(biāo)下的關(guān)聯(lián)度加權(quán)合成，即為最 終的關(guān)聯(lián)度，關(guān)聯(lián)度指標(biāo)最大者即為問題的最優(yōu)解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]針對(duì)目前配電網(wǎng)建設(shè)改造方案對(duì)供電質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)的影響的研究領(lǐng)域的空白，本 發(fā)明提出了一種應(yīng)用于配網(wǎng)建設(shè)改造方案與供電質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)的關(guān)聯(lián)影響分析模型。本發(fā) 明提供了一種利用乘法組合法確定指標(biāo)權(quán)重并利用多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法構(gòu)建關(guān)聯(lián)影響 分析模型的方法，全面考慮配電網(wǎng)供電可靠性與電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)，令從供電質(zhì)量的角 度評(píng)估配網(wǎng)建設(shè)改造方案更加準(zhǔn)確和便捷。
[0015]本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括如下步驟：
[0016] 1)構(gòu)建配電網(wǎng)供電質(zhì)量指標(biāo)評(píng)估體系；
[0017] 2)根據(jù)構(gòu)建的配電網(wǎng)供電質(zhì)量指標(biāo)評(píng)估體系，分別利用ΑΗΡ法確定主觀權(quán)重、利用 熵值法確定客觀權(quán)重，之后利用乘法組合法確定各指標(biāo)的綜合權(quán)重；
[0018] 3)制定多個(gè)配電網(wǎng)建設(shè)改造方案，確定改造后配電網(wǎng)中的設(shè)備參數(shù)和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等 信息；
[0019] 4)運(yùn)用多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法評(píng)估各建設(shè)改造方案對(duì)應(yīng)的配電網(wǎng)的供電質(zhì)量指 標(biāo)，包括對(duì)各個(gè)一級(jí)指標(biāo)進(jìn)行初級(jí)評(píng)價(jià)和對(duì)二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；
[0020] 5)最后，由關(guān)聯(lián)度序列決定各方案在供電質(zhì)量方面的優(yōu)越性，關(guān)聯(lián)度越大者綜合 評(píng)價(jià)越尚。
[0021] 上述步驟1)中的配電網(wǎng)供電質(zhì)量指標(biāo)評(píng)估體系，具體包括供電可靠性和電能質(zhì)量 兩個(gè)一級(jí)指標(biāo)。供電可靠性又包括供電可用率、系統(tǒng)平均停電次數(shù)、系統(tǒng)平均停電時(shí)間、用 戶平均停電次數(shù)、用戶平均停電時(shí)間5個(gè)二級(jí)指標(biāo);電能質(zhì)量主要包括電壓偏移、頻率偏差、 三相不平衡3個(gè)二級(jí)指標(biāo)。
[0022] 上述步驟2)確定配電網(wǎng)供電質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)權(quán)重的具體過程如下：
[0023] a)AHP法確定主觀權(quán)重
[0024] ΑΗΡ法確定的主觀權(quán)重的步驟為：
[0025] ①將評(píng)價(jià)問題按其內(nèi)部的邏輯關(guān)系分解，建立層次遞階結(jié)構(gòu)；
[0026] ②構(gòu)造判斷矩陣。層次遞階結(jié)構(gòu)建立后就意味著確定了上下層元素之間的隸屬關(guān) 系，將上層次的元素作為準(zhǔn)則，對(duì)其下層次中的元素進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造判斷矩陣。
[0027] ③求判斷矩陣的特征值與特征向量。計(jì)算滿足AW=AmaxW的特征根和特征向量，對(duì)W 進(jìn)行歸一化處理即為各對(duì)應(yīng)元素的權(quán)值，Amax為判斷矩陣A的最大特征根。
[0028] @進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。計(jì)算0[? = (]1/1?1，(]1=(>111￡?-111)(111-1)。1?1是隨一致性指標(biāo)而是一 致性指標(biāo)。當(dāng)CR<0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣A滿足一致性，其評(píng)價(jià)結(jié)果可以接受，否則重新賦值 修正。
[0029] b)熵值法確定客觀權(quán)重
[0030] 熵值法確定客觀權(quán)重的步驟為：
[0031 ]①構(gòu)建具有m個(gè)對(duì)象η項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)矩陣，
[0032] X=(xij)mxn,i=l,?..···.m-i= 1 .ηη
[0033] ②標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)矩陣
[0034] ③求各指標(biāo)的炤
[0035]④求各指標(biāo)的權(quán)系i
,/=1
[0036 ] c)乘法組合法確定指標(biāo)綜合權(quán)重
[0037] 為克服單獨(dú)使用主觀賦權(quán)和客觀賦權(quán)的不足，采用層次分析法和熵值法相結(jié)合的 組合賦權(quán)法。即用熵值法確定的客觀權(quán)重對(duì)由ΑΗΡ法確定的主觀權(quán)重進(jìn)行調(diào)整，組合權(quán)重計(jì) 算公式先
[0038]
[0039]式中:WAHP-j為ΑΗΡ法確定的主觀權(quán)重;hj為熵值法確定的客觀權(quán)重。
[0040]上述步驟4)運(yùn)用多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法評(píng)估各建設(shè)改造方案對(duì)應(yīng)的配電網(wǎng)的供 電質(zhì)量指標(biāo)的具體過程如下：
[0041 ] a)單層次灰色關(guān)聯(lián)分析評(píng)價(jià)
[0042]設(shè)有η個(gè)對(duì)象，每個(gè)對(duì)象有m項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理，規(guī)范化后的 數(shù)據(jù)為xi，x2，，"，xm，xi=[xi(l)，xi(2)，，"，xi(n)]，i=l，2，，"，m。本文以叉〇={1,1，，"，1}作 為理想方案。幼與^關(guān)于第k個(gè)元素的關(guān)聯(lián)系數(shù)為
[0043]
[0044] 其中：Δm.i」m.i ?Jry 身I，Δmax.=..maxmax丨x〇(.Ar) -α