本發(fā)明屬于低電壓治理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種基于改進(jìn)topsis的臺(tái)區(qū)低電壓治理措施優(yōu)選評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
：經(jīng)過(guò)國(guó)家一、二期農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)工程的大力建設(shè)，農(nóng)村地區(qū)電力基礎(chǔ)設(shè)施落后的狀況得到了明顯改善，農(nóng)網(wǎng)運(yùn)行管理水平不斷提升。然而，受投資規(guī)模和歷史局限性所限，農(nóng)網(wǎng)建設(shè)也存在著設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不高，建設(shè)基礎(chǔ)較差，缺乏合理規(guī)劃等問(wèn)題，相對(duì)于城市電網(wǎng)仍有一定的差距。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和“家電下鄉(xiāng)”等惠民政策的實(shí)施，部分地區(qū)農(nóng)網(wǎng)供電能力不足的問(wèn)題日益凸顯，特別是低壓臺(tái)區(qū)尤為嚴(yán)重，表現(xiàn)為配變?nèi)萘坎蛔恪?dǎo)線(xiàn)截面偏小、供電半徑較長(zhǎng)、“卡脖子、低電壓”等問(wèn)題突出，這些已經(jīng)成為制約農(nóng)村地區(qū)進(jìn)一步發(fā)展的重要因素，嚴(yán)重影響了廣大農(nóng)村居民的生產(chǎn)和生活水平。目前對(duì)配電網(wǎng)電壓質(zhì)量問(wèn)題的研究主要側(cè)重于新理論與新方法的應(yīng)用，但對(duì)于治理措施的實(shí)施效果卻缺乏相應(yīng)的評(píng)估手段，使得電力人員在面對(duì)多項(xiàng)措施比選時(shí)往往只能根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)確定，導(dǎo)致整個(gè)低電壓治理工作缺乏系統(tǒng)性和針對(duì)性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種基于改進(jìn)topsis的臺(tái)區(qū)低電壓治理措施優(yōu)選評(píng)價(jià)方法，能夠有效評(píng)價(jià)各項(xiàng)治理措施的優(yōu)劣程度，對(duì)臺(tái)區(qū)低電壓治理工作具有一定的參考意義。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種基于改進(jìn)topsis的臺(tái)區(qū)低電壓治理措施優(yōu)選評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：(1)構(gòu)建電壓評(píng)估指標(biāo)，所述電壓評(píng)估指標(biāo)包括節(jié)點(diǎn)電壓合格率，節(jié)點(diǎn)電壓最大值，節(jié)點(diǎn)電壓最小值及主干線(xiàn)2/3處電壓值；(2)根據(jù)電壓評(píng)估指標(biāo)，計(jì)算指標(biāo)改善率；(3)確定低電壓治理方案，構(gòu)建規(guī)范化目標(biāo)決策矩陣；(4)構(gòu)建加權(quán)規(guī)范化目標(biāo)決策矩陣；(5)確定加權(quán)規(guī)范化目標(biāo)決策矩的正理想解和負(fù)理想解；(6)計(jì)算各方案與正、負(fù)理想解得距離；(7)計(jì)算各方案與正理想解得相對(duì)帖進(jìn)度，得到方案集排序。上述方案中，步驟(2)中，所述計(jì)算指標(biāo)改善率，采用以下公式：其中，uij為采取第i種治理措施后第j個(gè)指標(biāo)值，u0j為第j個(gè)指標(biāo)初始值，umax為最大允許電壓。上述方案中，步驟(3)中，所述構(gòu)建規(guī)范化目標(biāo)決策矩陣，具體包括以下步驟：(31)構(gòu)建目標(biāo)決策矩陣r：其中，r＝(rij)m×n，rij為第i個(gè)方案的第j個(gè)指標(biāo)值；i＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n，rij＝δuij；(32)采用以下公式，對(duì)目標(biāo)決策矩陣進(jìn)行規(guī)范化處理，形成規(guī)范化目標(biāo)決策矩陣z：上述方案中，步驟(4)中，所述構(gòu)建加權(quán)規(guī)范化目標(biāo)決策矩陣,具體包括以下步驟：(41)建立判斷矩陣：其中a＝(aij)m×n，aij表示指標(biāo)i對(duì)指標(biāo)j的相對(duì)重要程度；aij＝1/aji；aii＝1；i,j＝1,2,...,n；(42)計(jì)算判斷矩陣的最大特征根：其中，λmax為判斷矩陣的最大特征根，ω表示特征向量；(43)對(duì)判斷矩陣的最大特征根進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，若檢驗(yàn)通過(guò)則進(jìn)行下一步，否則返回步驟(3)：(44)采用以下公式，構(gòu)建加權(quán)規(guī)范化目標(biāo)決策矩陣:v＝(vij)m×n＝(ωjzij)m×ni＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n；其中，ωj為特征向量中的元素。上述方案中，步驟(7)中，所述計(jì)算各方案與正理想解得相對(duì)帖進(jìn)度，得到方案集排序，采用以下公式計(jì)算得到：其中，ci表示方案i對(duì)正理想解的相對(duì)貼近度；ci越大，表明方案越接近正理想解，在優(yōu)劣排序中的位置越靠前。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明所述的一種基于改進(jìn)topsis的臺(tái)區(qū)低電壓治理措施優(yōu)選評(píng)價(jià)方法，通過(guò)層次分析將專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)量化為相應(yīng)的特征向量，進(jìn)而引入目標(biāo)決策矩陣形成方案集的正、負(fù)理想解，以各項(xiàng)治理措施與正、負(fù)理想解的距離及相對(duì)貼近度判斷方案的電壓改善效果。本發(fā)明能夠有效評(píng)價(jià)各項(xiàng)治理措施的優(yōu)劣程度，對(duì)臺(tái)區(qū)低電壓治理工作具有一定的參考意義。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的某臺(tái)區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：如圖1所示，一種基于改進(jìn)topsis的臺(tái)區(qū)低電壓治理措施優(yōu)選評(píng)價(jià)方法，具體包括以下步驟：s1：構(gòu)建電壓評(píng)估指標(biāo)，所述電壓評(píng)估指標(biāo)包括節(jié)點(diǎn)電壓合格率，節(jié)點(diǎn)電壓最大值，節(jié)點(diǎn)電壓最小值及主干線(xiàn)2/3處電壓值；(1)計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓合格率：臺(tái)區(qū)節(jié)點(diǎn)電壓合格率是指電壓合格的節(jié)點(diǎn)數(shù)占總節(jié)點(diǎn)數(shù)的比率，可以直觀地反映臺(tái)區(qū)電壓改善前后的整體水平。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《gb/t12325-2008》的規(guī)定，20千伏及以下三相供電電壓偏差為標(biāo)稱(chēng)電壓(un)的±7％，若節(jié)點(diǎn)電壓偏差超過(guò)此范圍，則認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)電壓不合格。節(jié)點(diǎn)電壓合格率計(jì)算公式如下：x1＝n1/n(1)其中，x1為節(jié)點(diǎn)電壓合格率，n1為電壓合格的節(jié)點(diǎn)數(shù)，n為總節(jié)點(diǎn)數(shù)。(2)計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓最大值：臺(tái)區(qū)節(jié)點(diǎn)電壓最大值可直觀地反映臺(tái)區(qū)電壓越上限情況，計(jì)算公式如下：x2＝max{u1,u2,...,ui,...,un}(2)其中，x2為節(jié)點(diǎn)電壓最大值，ui為臺(tái)區(qū)第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓值；ui為臺(tái)區(qū)第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓值；若ui＞1.07un，則臺(tái)區(qū)存在電壓越上限問(wèn)題。(3)計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓的最小值：臺(tái)區(qū)節(jié)點(diǎn)電壓最小值可直觀地反映臺(tái)區(qū)電壓越下限情況，計(jì)算公式如下：x3＝min{u1,u2,...,ui,...,un}(3)其中，x3為節(jié)點(diǎn)電壓的最小值；若ui＜0.93un，則臺(tái)區(qū)存在電壓越下限問(wèn)題。(14)計(jì)算主干線(xiàn)2/3處電壓值：由于臺(tái)區(qū)低電壓往往發(fā)生在線(xiàn)路末端，因此選取主干線(xiàn)2/3處電壓值反映離配變較遠(yuǎn)區(qū)域的電壓分布狀況:x4＝u2/3(4)式中：u2/3為主干線(xiàn)距配變2/3處的電壓值；若x4＞0.93un，則臺(tái)區(qū)大部分線(xiàn)路電壓均為合格，若x4＜0.93un，則臺(tái)區(qū)至少有1/3的線(xiàn)路存在低電壓?jiǎn)栴}。s2：根據(jù)電壓評(píng)估指標(biāo)，計(jì)算指標(biāo)改善率：在構(gòu)建上述臺(tái)區(qū)電壓評(píng)估指標(biāo)的基礎(chǔ)上，以電壓指標(biāo)改善量與初始值的比值作為電壓指標(biāo)改善率，用以表征某種治理措施實(shí)施后的電壓指標(biāo)改善狀況，并作為臺(tái)區(qū)電壓改善效果的評(píng)估指標(biāo)。在對(duì)臺(tái)區(qū)中后段低電壓的治理過(guò)程中，某些治理措施可能會(huì)造成原來(lái)電壓合格的節(jié)點(diǎn)越上限，此時(shí)電壓指標(biāo)改善率為負(fù)，體現(xiàn)該措施對(duì)低電壓治理的不足之處。因此，對(duì)于節(jié)點(diǎn)電壓最大值、節(jié)點(diǎn)電壓最小值、主干線(xiàn)2/3處電壓值，其指標(biāo)改善率的計(jì)算公式如下：式中，uij為采取第i種治理措施后第j個(gè)指標(biāo)值；u0j為第j個(gè)指標(biāo)初始值；umax為最大允許電壓。對(duì)于節(jié)點(diǎn)電壓最大值指標(biāo)來(lái)說(shuō)，u0j＝x2′，uij＝x2″，x2′、x2″分別為公式(2)中x2在采取治理措施前后的值。對(duì)于節(jié)點(diǎn)電壓最小值指標(biāo)來(lái)說(shuō)，u0j＝x3′，uij＝x3″，x3′、x3″分別為公式(3)中x3在采取治理措施前后的值。對(duì)于主干線(xiàn)2/3處電壓值指標(biāo)來(lái)說(shuō)，u0j＝x4′，uij＝x4″，x4′、x4″分別為公式(4)中x4在采取治理措施前后的值。對(duì)于節(jié)點(diǎn)電壓合格率，其指標(biāo)改善率的計(jì)算公式如下：式中：u0j＝x1′，uij＝x1″，x1′、x1″分別為公式(1)中x1在采取治理措施前后的值。若δuij＞0，表明該治理措施提高了臺(tái)區(qū)的節(jié)點(diǎn)電壓合格率，電壓指標(biāo)改善率為正；若δuij＜0，表明該治理措施降低了臺(tái)區(qū)的節(jié)點(diǎn)電壓合格率，電壓指標(biāo)改善率為負(fù)。s3：確定低電壓治理方案，構(gòu)建規(guī)范化目標(biāo)決策矩陣：s31：設(shè)待評(píng)價(jià)的治理措施有m個(gè)，每個(gè)治理措施包含n種指標(biāo)，形成目標(biāo)決策矩陣r＝(rij)m×n如下：式中：rij為第i個(gè)方案的第j個(gè)指標(biāo)值；i＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n；rij＝δuij。s32：目標(biāo)決策矩陣規(guī)范化：由于各種指標(biāo)之間的單位、性質(zhì)、數(shù)量級(jí)等可能存在較大差異，因此對(duì)r進(jìn)行規(guī)范化處理，形成規(guī)范化目標(biāo)決策矩陣z＝(zij)m×n。式中：s4：構(gòu)建加權(quán)規(guī)范化目標(biāo)決策矩陣：s41：基于ahp的加權(quán)規(guī)范化目標(biāo)決策矩陣構(gòu)造采用1～9標(biāo)度原則由專(zhuān)家進(jìn)行打分，建立判斷矩陣a＝(aij)n×n如下：式中：aij表示指標(biāo)i對(duì)指標(biāo)j的相對(duì)重要程度；aij＝1/aji；aii＝1；i,j＝1,2,...,n。s42：在判斷矩陣構(gòu)建完畢后，計(jì)算a的最大特征根λmax與特征向量ω＝(ω1,ω2,...,ωn)t，其中：s43：此過(guò)程為指標(biāo)的層次排序，為了驗(yàn)證指標(biāo)層次排序的有效性，還需要對(duì)其進(jìn)行一致性檢驗(yàn)：式中：ri為a的平均隨機(jī)一致性比率；cr為a的隨機(jī)一致性比率；若cr＜0.1時(shí)，認(rèn)為a具有滿(mǎn)意的一致性，否則需要重新調(diào)整a的評(píng)分使之具有滿(mǎn)意的一致性。s44：將判斷矩陣的特征向量引入目標(biāo)決策矩陣，構(gòu)建基于ahp的加權(quán)規(guī)范化目標(biāo)決策矩陣如下：v＝(vij)m×n＝(ωjzij)m×ni＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n(12)式中：ωj為特征向量中的元素。s5：確定加權(quán)規(guī)范化目標(biāo)決策矩的正理想解和負(fù)理想解：設(shè)i1是效益型指標(biāo)集，i2是成本型指標(biāo)集，則正理想解v+與負(fù)理想解v-分別為：s6：計(jì)算各方案與正、負(fù)理想解得距離：用二階范數(shù)分別表示各方案與正、負(fù)理想解的距離：s7：計(jì)算各方案與正理想解得相對(duì)帖進(jìn)度，得到方案集排序：式中：ci表示方案i對(duì)正理想解的相對(duì)貼近度；ci越大，表明方案越接近正理想解，在優(yōu)劣排序中的位置越靠前。本發(fā)明選取某縣級(jí)供電公司的實(shí)際臺(tái)區(qū)作為分析對(duì)象，電網(wǎng)各項(xiàng)參數(shù)與結(jié)構(gòu)分別如表1、圖2所示，配變采用s11型200kva變壓器，低壓線(xiàn)路由lj-50、lj-35、lj-25構(gòu)成，最大供電半徑535米。表1節(jié)點(diǎn)i節(jié)點(diǎn)j支路阻抗(歐/km)節(jié)點(diǎn)j有功(kw)節(jié)點(diǎn)j無(wú)功(kvar)230.0374+j0.01935.642.73340.0370+j0.01906.323.06450.0386+j0.01993.531.71560.0382+j0.01974.242.05670.0378+j0.01956.333.07780.0395+j0.02033.901.89890.0505+j0.01866.142.978100.0435+j0.01615.442.6310110.0470+j0.01748.033.8911120.0447+j0.01657.353.5612130.0651+j0.01837.733.7412140.0714+j0.02008.163.952150.0391+j0.020111.185.4115160.0431+j0.02218.043.8916170.0479+j0.02466.763.2717180.0540+j0.01998.784.2517190.0511+j0.01886.203.0019200.0418+j0.01545.592.71根據(jù)前推回代法的潮流計(jì)算結(jié)果，節(jié)點(diǎn)10、11、12、13、14的電壓偏差大于7％，存在低電壓?jiǎn)栴}。鑒于篇幅所限，擬選取幾種具有代表性的典型低電壓治理措施如下：(1)集中補(bǔ)償，在配變低壓側(cè)集中補(bǔ)償無(wú)功80kvar；(2)分散補(bǔ)償，在電壓偏低的節(jié)點(diǎn)10、11、12、13、14、分別補(bǔ)償25、4、3、4、4kvar；(3)集中補(bǔ)償+分散補(bǔ)償，在配變低壓側(cè)集中補(bǔ)償55kvar，在電壓明顯偏低的節(jié)點(diǎn)12、13、14分別補(bǔ)償17、4、4kvar；(4)逆調(diào)壓，配變高壓側(cè)電壓由10.3kv提高到10.5kv；(5)增大導(dǎo)線(xiàn)截面，將節(jié)點(diǎn)2至節(jié)點(diǎn)12的主干線(xiàn)更換為lj-70；(6)逆調(diào)壓+分散補(bǔ)償，配變高壓側(cè)電壓由10.3kv提高到10.5kv，同時(shí)在節(jié)點(diǎn)12、13、14分別補(bǔ)償17、4、4kvar；(7)逆調(diào)壓+更換導(dǎo)線(xiàn)，配變高壓側(cè)電壓由10.3kv提高到10.5kv，導(dǎo)線(xiàn)更換措施同(5)；(8)更換導(dǎo)線(xiàn)+分散補(bǔ)償，導(dǎo)線(xiàn)更換措施同(5)，同時(shí)在節(jié)點(diǎn)12、13、14分別補(bǔ)償17、4、4kvar。根據(jù)潮流計(jì)算結(jié)果，臺(tái)區(qū)電壓評(píng)估指標(biāo)初值及8種治理措施實(shí)施后的值如表2所示：表2治理措施x1x2(v)x3(v)x4(v)初值0.737403.423338.695354.85610.737409.74346.381362.18621406.745360.098372.17830.947409.874359.389371.07440.789411.64348.679364.38251403.584359.547368.77560.895413.726363.854375.39470.947411.786368.826377.82381405.684373.433379.037(2)臺(tái)區(qū)電壓指標(biāo)改善率計(jì)算在臺(tái)區(qū)電壓評(píng)估指標(biāo)計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步計(jì)算臺(tái)區(qū)電壓指標(biāo)改善率，如表3所示：表3治理措施δx1δx2δx3δx410-0.0160.0230.02120.35700.0630.04930.285-0.0160.0610.04640.071-0.020.0290.02750.35700.0620.03960.214-0.0260.0740.05870.285-0.0210.0890.06580.35700.1030.068(3)構(gòu)建目標(biāo)決策矩陣并規(guī)范化：在得出不同治理措施下的臺(tái)區(qū)電壓指標(biāo)改善率之后，構(gòu)建目標(biāo)決策矩陣并規(guī)范化如下：(4)基于ahp的加權(quán)規(guī)范化目標(biāo)決策矩陣構(gòu)造：對(duì)于臺(tái)區(qū)低電壓的治理，首要目的是提高節(jié)點(diǎn)電壓合格率，同時(shí)防止過(guò)改善和欠改善，最后盡量保證臺(tái)區(qū)絕大多數(shù)節(jié)點(diǎn)電壓都在合格范圍之內(nèi)。根據(jù)專(zhuān)家打分結(jié)果，得出判斷矩陣的最大特征根和特征向量，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)：λmax＝4.0278ω＝(0.5798,0.1637,0.1637,0.0929)tcr＝0.0103<0.1，一致性檢驗(yàn)通過(guò)。將特征向量引入目標(biāo)決策矩陣，構(gòu)建加權(quán)規(guī)范化目標(biāo)決策矩陣如下：(5)確定正理想解與負(fù)理想解根據(jù)式(13)、(14)確定正理想解與負(fù)理想解如下：v+＝{0.2682,0,0.0878,0.0453}v-＝{0,-0.0945,0.0196,0.0140}(6)計(jì)算各方案與正、負(fù)理想解的距離和相對(duì)貼近度，如表4所示：表4治理措施正理想解距離負(fù)理想解距離相對(duì)貼近度10.28450.03640.113320.03640.28700.887530.08830.22020.713740.23700.05800.196650.03990.28650.877760.14530.16840.536770.09430.22400.7037800.29410.9998因此，對(duì)8種低電壓治理措施的排序依次為：(8)>(2)>(5)>(3)>(7)>(6)>(4)>(1)。在實(shí)際工作中，方案的選取還必須考慮投資成本。參考安徽省電網(wǎng)工程綜合造價(jià)，lj-70線(xiàn)路的建設(shè)成本為5.1萬(wàn)元/km，無(wú)功補(bǔ)償電容器成本為75元/kvar，安裝盒2500元/個(gè)，各治理措施的投資成本如下：表5治理措施投資成本(萬(wàn)元)10.8521.5531.604052.4560.9472.4583.39由表5可以看出，由于線(xiàn)路的建設(shè)成本較高，因此涉及更換導(dǎo)線(xiàn)的措施(5)、(7)、(8)投資成本較大。措施(8)的治理效果最好，投資成本也最高；措施(5)的治理效果較好，投資成本較高，與措施(8)一樣需要根據(jù)實(shí)際財(cái)力情況做出權(quán)衡；措施(7)的治理效果一般，且投資成本較高，不作為推薦措施采用；措施(6)、(1)、(4)雖然投資成本較小，但是治理效果較差，不作為推薦措施采用；措施(2)、(3)不僅治理效果較好，而且投資成本相對(duì)合理，是比較合適的低電壓治理方案。以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12