一種城市配電網(wǎng)智能化改造評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電網(wǎng)配電系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種城市配電網(wǎng)智能化改造評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，全球范圍內(nèi)掀起了智能電網(wǎng)的研究和建設(shè)熱潮。圍繞國家電網(wǎng)公司提出 的"建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)"戰(zhàn)略目標(biāo)，我國各地開展了大量智能電網(wǎng)試點(diǎn)工程建設(shè)，其中較為 成熟的試點(diǎn)項(xiàng)目包括智能變電站、配電自動(dòng)化和用電信息采集系統(tǒng)等。作為電網(wǎng)的重要組 成部分，配電網(wǎng)的智能化已成為未來電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢，對于實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)的整體目 標(biāo)有著舉足輕重的作用。因此，為實(shí)現(xiàn)對城市配電網(wǎng)智能化改造程度的評價(jià)，目前，沒有一 套城市配電網(wǎng)智能化改造評估方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有評估方法的不足，提供一種城市配電網(wǎng)智能化改造評 估方法，實(shí)現(xiàn)對城市配電網(wǎng)智能化改造程度的評價(jià)。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供這樣一種城市配電網(wǎng)智能化改造評估方法，其特征 在于：本方法包括三個(gè)步驟： (1) 根據(jù)配電網(wǎng)利益相關(guān)者對于配電網(wǎng)的要求選出效果類指標(biāo)，并對影響效果指標(biāo)的 配電網(wǎng)因素進(jìn)行分析，得到反映配電網(wǎng)建設(shè)的具體內(nèi)容和特點(diǎn)的主要特性指標(biāo)，并對這些 指標(biāo)進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)化，建立城市配電網(wǎng)智能化改造評估指標(biāo)體系表； (2) 基于所建立的城市配電網(wǎng)智能化改造評估指標(biāo)體系，針對不同級的指標(biāo)建立不同 的方法進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算； (3) 對城市配電網(wǎng)智能化改造評估指標(biāo)體系進(jìn)行分類，分類確定合理的指標(biāo)評分方法 與評分標(biāo)準(zhǔn)，最終得到評分結(jié)果并對評分結(jié)果進(jìn)行分析； 在步驟（1)中，效果類指標(biāo)是根據(jù)配電網(wǎng)利益相關(guān)者對于配電網(wǎng)的要求選擇出來的， 電力用戶要求高質(zhì)量的電能，電力用戶要求高質(zhì)量的電能，以及與電網(wǎng)更及時(shí)、更高效的互 動(dòng)能力，具體可以體現(xiàn)在供電可靠率和綜合電壓合格率以及友好互動(dòng)率三個(gè)方面；社會(huì)要 求的節(jié)能環(huán)保，可以歸結(jié)為減少損耗，提高效率，同時(shí)友好兼容各類分布式電源的引入，也 能降低能源的消耗和污染物的排放，因此可以選取出綜合線損率和友好互動(dòng)率指標(biāo)；而電 力企業(yè)要求的是效益，同時(shí)也要保證高質(zhì)量的電能供應(yīng)，因此需要通過減少損耗，提高設(shè)備 的使用效率來提高效益，由此可以選取出綜合線損率指標(biāo)和設(shè)備利用率指標(biāo)；所以本發(fā)明 選用的效果類指標(biāo)包括供電可靠率、綜合電壓合格率、綜合線損率、設(shè)備利用率和友好互 動(dòng)率五個(gè)指標(biāo)；對影響所選取的效果類指標(biāo)的配電網(wǎng)因素進(jìn)行分析，得到反映配電網(wǎng)建設(shè) 的具體內(nèi)容和特點(diǎn)的主要特性指標(biāo)；一級主要特性包括四個(gè)方面：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水平、負(fù)荷供 應(yīng)能力、裝備技術(shù)水平和運(yùn)行管理水平；其中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水平，用于評價(jià)電網(wǎng)架構(gòu)的好壞；負(fù) 荷供應(yīng)能力，用于反應(yīng)電網(wǎng)在負(fù)荷供應(yīng)方面的具體表現(xiàn)；裝備技術(shù)水平，指電網(wǎng)的先進(jìn)性和 使用情況；運(yùn)行管理水平，用于刻畫電力企業(yè)對電網(wǎng)的監(jiān)管水平；最后從這四個(gè)方面對影 響效果類指標(biāo)的因素一一進(jìn)行分析，得到二級主要特性指標(biāo)；最終建立城市配電網(wǎng)智能化 改造評估指標(biāo)體系表； 在步驟（2)所述的針對不同級的指標(biāo)建立不同的方法進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算，是指對一 級主要特性指標(biāo)和二級主要特性指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算方法不同；在計(jì)算一級主要特性指標(biāo)權(quán)重 時(shí)，采用基于DEMTEL的網(wǎng)絡(luò)層次分析法，將電網(wǎng)整體評估作為控制層目標(biāo)，主要特性指標(biāo) 作為網(wǎng)絡(luò)層元素，根據(jù)指標(biāo)兩兩之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立各元素間的ANP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；采用改進(jìn) 的灰色關(guān)聯(lián)度分析法，計(jì)算過程為純數(shù)值計(jì)算； 其中，采用的基于DEMTEL的網(wǎng)絡(luò)層次分析法以及改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度的具體步驟如下： ①基于DEMTEL的網(wǎng)絡(luò)層次分析法 對配電網(wǎng)智能化改造綜合評估問題，將電網(wǎng)整體評估作為控制層，主要特性指標(biāo)作為 網(wǎng)絡(luò)層，根據(jù)指標(biāo)兩兩之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立各元素間的ANP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)； ANP是在一個(gè)準(zhǔn)則下，對受支配元素進(jìn)行兩兩比較，從而獲得判斷矩陣；智能配電網(wǎng)各 宏觀需求指標(biāo)間存在相互依存、相互影響的關(guān)系，因此需要通過比較間接優(yōu)勢度的方式得 到ANP判斷矩陣； 設(shè)ANP的網(wǎng)絡(luò)層中有元素 C1，C2, ···，〇!，元素 CjG辛i)對于C1的直接影響程度為 y]1;依次以C1Q = 1，2, ···，!〇為次準(zhǔn)則，將其余元素（除(^外）對該準(zhǔn)則元素的直接影 響程度進(jìn)行兩兩比較，獲得相應(yīng)的判斷矩陣，再利用特征根法得出C1次準(zhǔn)則下的權(quán)重向量
將所有次準(zhǔn)則下的權(quán)重向量合成為權(quán)重矩陣，在權(quán)重矩陣對角線上填〇,表示元素對自 身沒有直接影響，即可得DEMTEL方法中的直接影響矩陣Wd，見公式（2-2);
各層次指標(biāo)間的平均綜合影響矩陣W，見公式（2-3);
CN 10bl846bb A ^ "n \J 貝 當(dāng)n充分大時(shí)，可采用W = Wd(I-Wd) 1進(jìn)行近似計(jì)算，其中I為單位矩陣，矩陣W即為所 需構(gòu)建的內(nèi)部依賴矩陣，簡稱其為綜合影響權(quán)重矩陣；將各元素集的內(nèi)部依賴矩陣進(jìn)行合 并，即可得到系統(tǒng)超矩陣；根據(jù)綜合影響權(quán)重矩陣W的極限是否唯一，可分為兩種情況： 1) 存在唯一極限值時(shí)，= 2) 當(dāng)存在多個(gè)極限值時(shí)，矩陣呈現(xiàn)周期性變化，設(shè)N點(diǎn)為某次循環(huán)周期的開始，N點(diǎn)極 限值為W，且τ為循環(huán)周期，則整個(gè)周期內(nèi)的極限值分別為Mf+1,灰/+:，…,C+7·'取 各點(diǎn)的平均值即可得到平均綜合影響矩陣的極限值，見公式（2-4);
對于系統(tǒng)的加權(quán)矩陣A，各元素集之間的影響程度進(jìn)行計(jì)算；將其與系統(tǒng)超矩陣結(jié)合， 即可得到系統(tǒng)加權(quán)超矩陣,=IW = (? lx" :
對上述矩陣進(jìn)行2k+l次演化（k - + m )，最終形成一個(gè)長期穩(wěn)定矩陣，其各行非零值 均相同，即得到各評價(jià)指標(biāo)的主觀權(quán)重向量 ②改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)度分析法 具體的計(jì)算方法與步驟如下： 1) 確定評價(jià)指標(biāo) 聘請專家進(jìn)行權(quán)重的經(jīng)驗(yàn)判斷；設(shè)有η個(gè)評價(jià)指標(biāo)，有m個(gè)專家同時(shí)對各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重 作出經(jīng)驗(yàn)判斷，從而組成各個(gè)指標(biāo)權(quán)重的經(jīng)驗(yàn)判斷數(shù)據(jù)序列，矩陣形式見公式（2-5);
2) 確定參考序列A。 從經(jīng)驗(yàn)判斷矩陣A中挑選一個(gè)最大的權(quán)重值作為"公共"參考權(quán)重值，各個(gè)專家的參考 權(quán)重值均賦予此值，見公式（2-6); A0 - (a 01，a02，…，a0m) (2_6) 3) 確定各序列與參考序列距離 利用公式（2-7)，計(jì)算各個(gè)指標(biāo)序列A1, A2，…，An與參考數(shù)據(jù)列A。之間的距離；
4) 計(jì)算指標(biāo)權(quán)重 根據(jù)公式（2-8)和（2-9)，求解各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，并進(jìn)行歸一化處理；
該算法依然以專家組的權(quán)重經(jīng)驗(yàn)判斷值作為原始輸入數(shù)據(jù)，并通過尋找最大的專家經(jīng) 驗(yàn)判斷值，確定參照序列，不過對上述的公式進(jìn)行了改進(jìn)，使得計(jì)算過程為純數(shù)值計(jì)算，無 需涉及如灰色關(guān)聯(lián)度算法中易受決策者個(gè)體影響的分辨系數(shù)一類的主觀設(shè)定參數(shù)，計(jì)算過 程不受決策者主觀因素的干擾，在充分利用專家經(jīng)驗(yàn)判斷值主觀信息的基礎(chǔ)上，保證了計(jì) 算過程的客觀性，使得到的權(quán)重在反映主觀程度的同時(shí)，能夠充分地反映客觀程度； 在步驟（3)中，根據(jù)參考指標(biāo)的類型對指標(biāo)進(jìn)行分類，指標(biāo)類型分為效益型指標(biāo)、成本 型指標(biāo)和特定型指標(biāo)，其中效益型指標(biāo)指隨著指標(biāo)取值的增大其分?jǐn)?shù)增高；成本型指標(biāo)指 隨著指標(biāo)取值的減小其分?jǐn)?shù)增高；而特定型指標(biāo)指在中間的某個(gè)數(shù)值或子區(qū)間取值時(shí)其分 數(shù)最高；評分方法采用100分制； 上述3個(gè)步驟完成后，行配電網(wǎng)智能化改造水平的綜合評估計(jì)算，利用評分標(biāo)準(zhǔn)所得 配電網(wǎng)的各個(gè)二級主要特性指標(biāo)的得分，根據(jù)層次分析法向上計(jì)算得到配電網(wǎng)的整體得 分；
式中：#為層次結(jié)構(gòu)中第k層某一指標(biāo)A (k)的評分；j為A (k)指標(biāo)k+Ι層指標(biāo)的個(gè)數(shù)； 為A(k)指標(biāo)的k+Ι層指標(biāo)j的評分；為子指標(biāo)j的權(quán)重； 整體的得分結(jié)果代表了該城市配電網(wǎng)的智能化程度，綜合得分應(yīng)處于70分以上表示 配電網(wǎng)的智能化發(fā)展程度較高；綜合得分應(yīng)處于60~70之間表示配電網(wǎng)智能化發(fā)展次之； 綜合得分應(yīng)處于50~60之間表示配電網(wǎng)智能化水平一般；