一種基于模糊評估的智能配電網(wǎng)群決策評價方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于配電網(wǎng)評價技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于模糊評估的智能配電網(wǎng)群決 策評價方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能配電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展是一項復(fù)雜艱巨的系統(tǒng)工程,具有規(guī)模大、不確定因素多、 涉及領(lǐng)域廣的特點。隨著智能配電網(wǎng)建設(shè)的推進,有必要探索適合智能配電網(wǎng)的評價指標 及評價方法,從安全性、技術(shù)性、可靠性、經(jīng)濟性等方面對智能配電網(wǎng)建設(shè)水平進行評價,力 求完整、準確、客觀的反應(yīng)智能配電網(wǎng)建設(shè)的全貌,以期為我國智能配電網(wǎng)領(lǐng)域的理論研宄 及建設(shè)實踐提供指導(dǎo)和參考。
[0003] 2009年,美國發(fā)布了智能配電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展評價指標體系,提出智能配電網(wǎng)的6個 特性:(1)基于充分信息的用戶參與;(2)能夠接納所有的發(fā)電和儲能;(3)允許新產(chǎn)品、新 服務(wù)等的引入;(4)根據(jù)用戶需求提供不同的電能質(zhì)量;(5)優(yōu)化資產(chǎn)利用效率和電網(wǎng)運行 效率;(6)電網(wǎng)運行更具柔性,能夠應(yīng)對各類擾動襲擊和自然災(zāi)害。國內(nèi)專家學者在智能電 網(wǎng)評價方面也開展了大量研宄。新能源與智能電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標體系從發(fā)電、電網(wǎng)、用 電、調(diào)度4個環(huán)節(jié),構(gòu)建了包括3個層次、15項指標的評價指標體系。智能電網(wǎng)示范工程綜 合評價指標體系從技術(shù)性、經(jīng)濟性、社會性、工程管理、實用化和創(chuàng)新性6個維度提煉了一 級到四級指標。智能電網(wǎng)試點項目評價指標體系重點針對已經(jīng)開展的智能變電站、配電自 動化和用電信息采集等試點項目,構(gòu)建相應(yīng)的專項評價指標體系。
[0004] 目前關(guān)于智能配電網(wǎng)評價的研宄更專注于指標體系的建立和指標權(quán)重的確定,忽 略了指標評價判據(jù)的設(shè)定,導(dǎo)致評價判據(jù)設(shè)定過于簡化。評價判據(jù)需要體現(xiàn)指標本身的重 要性和特點,需結(jié)合專家意見進行設(shè)定。評價判據(jù)表征了離散的指標值與分數(shù)之間的對應(yīng) 關(guān)系,對于正向指標,隨著指標值增大其分數(shù)增高,對于負向指標,隨著指標值增大其分數(shù) 降低,對于適度指標,取值在指標值區(qū)間內(nèi)分數(shù)較高。通過分數(shù)比較不同方案的優(yōu)劣,比簡 單的采用"優(yōu)、良、中、差"等標準來進行衡量更為直觀。在實際中,由于許多問題本身的模 糊性、復(fù)雜性和專家對問題認識的局限性,專家對指標的評價可能采取模糊語言,需對專家 的模糊評價語言進行定量化描述,然后對專家意見和多個指標進行集結(jié)。
[0005] 智能配電網(wǎng)評價屬于多屬性決策問題,為提高評價水平和精度,彌補單一評價的 缺陷,可采用組合評價法。理論上來講,組合評價法比單一評價方法更合理、科學。目前有 三類組合問題:第一類是指標賦權(quán)組合方法;第二類是多位專家的專家群集成;第三類是 多種單一方法的組合。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于模糊評估的智能配電網(wǎng)群決策評價方法,旨在對 多個智能配電網(wǎng)建設(shè)方案進行綜合分析評估,給出方案的綜合排序,從而選出綜合性最優(yōu) 的方案。
[0007] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的,一種基于模糊評估的智能配電網(wǎng)群決策評價方法,專家根 據(jù)指標正向化和無量綱化的結(jié)果,以三角模糊數(shù)的形式對指標進行評價,綜合運用指標計 算和專家主觀評價結(jié)果,綜合指標權(quán)重和專家權(quán)重進行組合評價,給出各個方案的綜合效 用評價值,適用于對多個智能配電網(wǎng)建設(shè)方案進行比較的情形。
[0008] 進一步,該基于模糊評估的智能配電網(wǎng)群決策評價方法包括以下步驟:
[0009] 步驟一,建立遞階層次結(jié)構(gòu)的智能配電網(wǎng)評價指標體系,即包括目標層、準則層和 指標層的層次指標體系;
[0010] 步驟二,指標計算,并對各個評價指標進行正向化和無量綱化處理;
[0011] 步驟三,確定指標權(quán)重和專家權(quán)重,并進行歸一化處理;
[0012] 步驟四,專家給出對各個方案不同指標的評價,并將專家的模糊評價用三角模糊 數(shù)表示;
[0013] 步驟五,綜合專家權(quán)重和指標權(quán)重,得到加權(quán)綜合評價陣,獲得組合評價結(jié)果。
[0014] 進一步,在步驟一中,智能配電網(wǎng)評價指標體系包括目標層、準則層和指標層;
[0015]目標層包括供電能力、電能質(zhì)量、可靠性、經(jīng)濟性層面;
[0016] 準則層包括負載能力、轉(zhuǎn)供能力、電壓、頻率、用戶可靠性、線損率、功率因數(shù)、設(shè)備 利用率;
[0017]指標層包括負載能力指標、轉(zhuǎn)供能力指標、電壓指標、頻率指標、用戶可罪性指標、 線損率指標、功率因數(shù)指標、設(shè)備利用率指標。
[0018] 進一步,負載能力指標包括電網(wǎng)容載比、10kV線路負載率、10kV配變負載率;
[0019] 轉(zhuǎn)供能力指標包括10kV線路環(huán)網(wǎng)率、10kV線路負荷轉(zhuǎn)移率;
[0020] 電壓指標包括綜合電壓合格率、電壓偏差、三相電壓不平衡度;
[0021] 頻率指標指頻率偏差;
[0022] 用戶可靠性指標包括供電可靠率、用戶平均停電時間、用戶平均停電次數(shù);
[0023] 線損率指標包括綜合線損率、高壓線損率、低壓線損率;
[0024] 功率因數(shù)指標包括主變功率因數(shù)、10kV線路功率因數(shù)、配變功率因數(shù);
[0025] 設(shè)備利用率指標包括線路負載率不均衡度、配變負載率不均衡度。
[0026] 進一步,在步驟二中評價指標進行正向化的方法具體包括:
[0027] 對于逆向指標的正向化,采取直接取負的方法,g卩:yi= -x i;
[0028] 式中:Xi、71分別表示指標正向化前后的指標值。
[0029] 對于適度指標的正向化,計算與給定值的差值,再對差值的絕對值取負,即 :yi =-IXi_X給定I,X給定為給定值。
[0030] 式中:x給定表示指標限值。
[0031] 進一步,在步驟二中評價指標采用標準化方法進行無量綱化,BP :
[0033]式中:I表示各個方案的同一指標序列的平均值,
;3表示各個方案的 同一指標序列的均方差,
n表示待評價方案的個數(shù)。
[0034] 標準化后,變量yi取值區(qū)間不確定;指標的平均值為y=〇,均方差為Sy= 1;
[0037] 式中:7表示正向化后指標序列的平均值,sy表示正向化后指標序列的均方差;
[0038] 進一步,在步驟三中,專家權(quán)重歸一化處理具體包括:
[0039] 確定一級指標權(quán)重伊s'},1,,2,…,爐7}、二級指標權(quán)重命= <[w,#2,…,眾將專 家對指標權(quán)重的模糊語義轉(zhuǎn)化為三角模糊數(shù):
[0040] 妒表示專家對第i類一級指標權(quán)重的模糊評價,<、K、〇別 表示三角模糊數(shù)的下限、上限和可能性最大的值;
[0041] ^ =(<,<,w/)表示專家對第j個二級指標權(quán)重的模糊評價,w/、w丨、w2〃分別 表示三角模糊數(shù)的下限、上限和可能性最大的值;
[0042] 專家權(quán)重取標量值WE=(WE1,WE2, . . .,WEK),有
[0043] 式中:WEi表示專家i的評價權(quán)重,K表示專家人數(shù)。
[0044] 進一步,在步驟三中,指標權(quán)重歸一化處理具體包括:
[0045] 以%為基準,先采用線性方法對薩進行歸一化處理,然后根據(jù)和的縮放比例對 和丨g進行等比例縮放,實現(xiàn)模糊權(quán)重的歸一化;
[0046] 歸一化后的模糊權(quán)重為薩則有:
[0047] 等比例縮放,則有:
[0048] 得:丨
[0049] 歸一化后,有:
[0050] 式中:1表示一級指標的個數(shù)。
[0051] 同理對二級指標權(quán)重命進行歸一化處理,形成i。
[0052] 進一步,在步驟四中,專家對指標的模糊評價具體包括:
[0053] K個專家分別給出對各個方案的二級指標的評你
,形成模糊 評價陣:
[0054] 式中:戶;^為用三角模糊數(shù)表示的專家k對第m種方案的第j個二級指標的評價;
[0055] #、#、g分別表示三角模糊數(shù)的下限、上限和可能性最大的值。
[0056] 進一步,步驟五具體包括:
[0057] 第一步,綜合專家權(quán)重和模糊評價陣:
[0058] 模糊評價陣[君,描述了 K個專家對M種方案J個二級指標的評價,每種方案有 KX J個模糊數(shù),共有MXKX J個模糊數(shù);利用三角模糊數(shù)近似乘法和廣義加法運算,綜合專 家權(quán)重WE與模糊評價陣,形成專家綜合評價陣專家綜合評價陣綜合了 K個專家的意 見,共有MX J個模糊數(shù):
[0060] 式中:表示綜合K個專家評價,用三角模糊數(shù)表示的對第m種方案的第j個二 級指標的專家綜合評價,A' ^f、分別表示三角模糊數(shù)的下限、上限和可能性最大的 值;
[0061] WEi表示專家i的評價權(quán)重;
[0062] 戶;為用三角模糊數(shù)表示的專家k對第m種方案的第j個二級指標的評價;m = 1, 2,. . . , M ; j = 1, 2,. . . , J ;
[0063] ?、?分別表示三角模糊數(shù)的加法和乘法運算。
[0064] 第二步,綜合指標權(quán)重和專家綜合評價陣:
[0065] 綜合二級指標權(quán)重i和專家綜合評價陣[#~],形成二級加權(quán)綜合評價陣〖戶"勺; 加權(quán)綜合評價陣綜合了指標權(quán)重和專家意見,共有MX J個模糊數(shù):
[0067] 式中:表示綜合了 K個專家評價和第j個二級指標權(quán)重,用三角模糊數(shù)表示的 第m種方案的第j個二級指標的二級加權(quán)綜合評價,凡<、ff'、'分別表示三角模糊數(shù)的 下限、上限和可能性最大的值;
[0068]分〃表示歸一化后的第j個二級指標的模糊權(quán)重;
[0069]戶#表示綜合K