一种城市电网应急能力评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种城市电网应急能力评估方法，属于电力系统应急【技术领域】。本发明利用反熵权法计算各级城市电网应急能力评估指标的客观权重，并在此基础上利用G1法计算出各级城市电网应急能力评估指标的主观权重，将主观权重和客观权重进行线性组合，得出各级城市电网应急能力评估指标的组合权重，成功克服了单独主观或者单独客观计算权重的局限性的缺点，提高了权重计算的准确性；利用模糊综合评判对城市电网应急能力进行初始评判，并利用灰色关联度法对初始评判结果进行修正，对城市电网应急能力进行最终评判，确定城市电网应急能力水平；本发明对较好的掌握城市电网应急能力的现状，对促进城市应急能力工作的完善有很重要的现实意义。
【专利说明】-种城市电网应急能力评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统应急【技术领域】，具体涉及一种城市电网应急能力评估方法。
【背景技术】
[0002] 在当前电力工业迅速发展和改革机制的推动作用下，电力系统内外部各种高危事 件和突发事件时有发生，电网安全时刻面临着严重的威胁，而应对突发事件需要有相适应 的应急能力，因为缺乏有效评估而导致不能充分了解自身的应急能力，已成为提升应急工 作的一大障碍。因此评估和提高电网应急能力已经迫在眉睫。城市和农村地区相比，人口 密度更高，生产活动更多，且随着我国城市化的不断蔓延，其对于电能的需求程度也在不断 的加深。因此从有效提高城市电网应急处理能力入手，做好城市电网应急能力评估工作、建 立规范化的城市电网应急能力评估技术指标、提出科学合理的应急能力评估方法，以提高 我国城市电网的应急能力，尤为重要。
[0003] 目前，我国在应急能力评估领域还处于起步阶段，城市电网应急能力评估的技术 还不是很完善，电网应急能力评估指标尚不全面，不能从多方面反映应急能力的实际情况， 且划分也不够详细，同时也缺乏有效可行的评估方法，从而导致城市电网应急体系建设缓 慢、应急规划盲目等问题。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明提供一种城市电网应急能力评估方法。
[0005] 本发明的技术方案：
[0006] 一种城市电网应急能力评估方法，包括如下步骤：
[0007] 步骤1 :建立城市电网应急能力评估指标体系；
[0008] 所述城市电网应急能力评估指标，简称指标，包括：一级城市电网应急能力评估指 标，简称一级指标和所述一级指标的下属指标：二级城市电网应急能力评估指标，简称二级 指标；
[0009] 步骤2 :利用反熵权法计算各指标的客观权重；
[0010] 设定城市电网覆盖城市的η个地区，以该城市的η个地区为城市电网应急能力评 价对象；m表示一级指标的数量；g表示二级指标的数量；邀请多位专家对城市的η个地区 的各指标进行评价并且取平均值，得到一级指标评价矩阵
【权利要求】
1. 一种城市电网应急能力评估方法，其特征在于：包括如下步骤： 步骤1 :建立城市电网应急能力评估指标体系； 步骤2 :利用反熵权法计算各级城市电网应急能力评估指标的客观权重； 步骤3 :根据步骤1的结果，利用G1法计算各级城市电网应急能力评估指标的主观权 重； 步骤4 :根据所述各级城市电网应急能力评估指标的客观权重和主观权重，计算各级 城市电网应急能力评估指标的组合权重； 步骤5 :根据步骤4的结果，利用模糊综合评判法，得到城市电网应急能力的初始评判 结果； 步骤6:利用灰色关联度法对城市电网应急能力的初始评判结果进行修正，得到城市 电网应急能力最终评判结果。
2. 根据根据权利要求1所述的城市电网应急能力评估方法，其特征在于：所述步骤1 中的城市电网应急能力评估指标体系中城市电网应急能力评估指标由一级城市电网应急 能力评估指标和二级城市电网应急能力评估指标构成；所述城市电网应急能力评估指标， 简称指标；所述一级城市电网应急能力评估指标，简称一级指标，由城市电网本质安全能力 评估指标、监测与应急准备能力评估指标、停电风险与用户容忍度评估指标、应急处置与救 援评估指标和恢复供电能力评估指标构成；所述二级城市电网应急能力评估指标，简称二 级指标，为所述一级指标的下属指标； 所述城市电网本质安全能力评估指标下属的二级指标，由城市电网结构可靠性、电压 合格率、变压器故障百分率和设备可用系数构成； 所述监测与应急准备能力评估指标下属的二级指标，由故障监测能力、信息发布能力、 应急预案管理、应急物资储备与调配能力和应急体系规划构成； 所述停电风险与用户容忍度评估指标下属的二级指标，由系统平均停电时间、重要用 户停电损失和电网供电裕度构成； 所述应急处置与救援评估指标下属的二级指标，由紧急突发事件分级、危机事件有效 控制能力、应急响应启动能力、指挥调度、出动应急队伍和抢修与救援能力构成； 所述恢复供电能力评估指标下属的二级指标，由电力系统黑启动、负荷转移能力和非 故障区供电恢复能力构成。
3. 根据根据权利要求1所述的城市电网应急能力评估方法，其特征在于：所述步骤1 中的城市电网应急能力评估指标体系中的-级指标又划分为定性指标和定量指标；所述属 于定性指标的是城市电网结构可靠性、故障监测能力、信息发布能力、应急预案管理、应急 物资储备与调配能力、应急体系规划、电网供电裕度、紧急突发事件分级、危机事件有效控 制能力、应急响应启动能力、指挥调度、出动应急队伍、抢修与救援能力、电力系统黑启动、 非故障区供电恢复能力；属于定量指标的是电压合格率、变压器故障百分率、设备可用系 数、系统平均停电时间、重要用户停电损失、负荷转移能力；其中变压器故障百分率、系统平 均停电时间和重要用户停电损失为越小越优型指标；电压合格率、设备可用系数和负荷转 移能力为越大越优型指标。
4. 根据权利要求1所述的城市电网应急能力评估方法，其特征在于：所述步骤2中利 用反熵权法计算各级城市电网应急能力评估指标的客观权重的具体过程如下： 设定城市电网覆盖城市的η个地区，以该城市的η个地区为城市电网应急能力评价对 象；m表示一级指标的数量；g表示二级指标的数量；邀请多位专家对城市的η个地区的各 指标进行评价并且取平均值，得到一级指标评价矩阵
和二级指标评 价矩阵
分别根据一级指标评价矩阵C和二级指标评价矩阵Q，分别计算各个一级指标及各个 二级指标的客观权重，公式如下：
(1) 其中，Wi为第i个指标的客观权重；
为第i个指标的反熵；
计算一级指标客观权重时，i = 1，2，一,111,计算二级指标 客观权重时，i = 1，2，…，g。
5. 根据权利要求1所述的城市电网应急能力评估方法，其特征在于：所述步骤3中的 利用G1法计算各指标的主观权重，包括如下步骤： 步骤3. 1 :根据各指标的客观权重大小和专家经验，按照由重要到次重要的顺序，分别 对各个一级指标及每个一级指标下属的各个二级指标进行重要性排序； 步骤3. 2 :依照各指标的排序顺序，从头至尾，分别针对一级指标及每个一级指标下属 的二级指标逐次两两比较指标之间的相对重要性； 根据排序在前的指标u' η和排序在后的指标u',的相对重要性程度，并根据重要性 程度比值ei的赋值规则得到ei的取值大小，对于一级指标，则i = m，m-l，m-2, "·，3,2,且 > 1 ;以变量y表示每个一级指标下属的二级指标个数，y = 1，2，…，则对于每个一 级指标下属的二级指标，i = y，y-1，y-2，…，3,2 ; 步骤3. 3 :确定各指标的主观权重； 分别针对一级指标及每个一级指标下属的二级指标计算各指标的主观权重wz，对于一 级指标，
对于每个一 级指标下属的二级指标，则
6. 根据权利要求1所述的城市电网应急能力评估方法，其特征在于：所述步骤4中计 算所述各指标的组合权重的方法为： 组合权重通过客观权重&和主观权重wz的线性组合得到，即
(2) 其中，α为主观偏好系数占组合权重的比例，β为客观偏好系数占组合权重的比例， α +β = 1，且
7. 根据权利要求1所述的城市电网应急能力评估方法，其特征在于：步骤5所述的利 用模糊综合评判法得到城市电网应急能力的初始评判结果，包括如下步骤： 步骤5. 1 :确定评价因素集和评判等级集； 建立指标集U并将其作为评价因素集，并将指标集U分成m个一级指标子集，则U = {Uj，i = 1，2，一,111,每个一级指标子集又包括y个二级指标，即％ = {un，ui2，…，uiy}; 建立评判等级集V = {Vl，v2, v3…，vp}，p为评判等级个数； 步骤5. 2 :根据步骤4的结果，建立指标权重集； A为一级指标权重集，A = {&1，a2, . . .，am}夂为第i个一级指标下属的二级指标的权 重集，A = {aiy}，且满足一级指标、各个一级指标下属的二级指标权重和为1 ; 步骤5. 3 :针对每个一级指标下属的二级指标构建模糊评价矩阵； 步骤5. 4 :采用加权平均型的模糊算子，进行模糊综合评判，得到城市电网应急能力的 初始评判结果。
8. 根据权利要求1所述的城市电网应急能力评估方法，其特征在于：步骤6所述的利 用灰色关联度法对城市电网应急能力的初始评判结果进行修正，得到城市电网应急能力最 终评判结果，包括如下步骤： 步骤6. 1 :对二级模糊综合评判结果中两个最大隶属度值分别对应的评判等级分别设 定清晰评判数列，并作为参考数列，记为
，被比较的数列为二级模糊综合评判结果对应的数列，记为Ιχ(1)
步骤6. 2:计算离差矩阵：
(9) 步骤6. 3 :计算关联系数；关联系数的计算公式为：
(10) 其中，ξ Qt⑴为X⑴与Xt⑴在第1个评价等级的关联系数;max max Δ Qt (1)为二级 最大差，min π?ηΛΜ(1)为二级最小差；p为分辨系数，p越小越能提高关联系数间的差 异，P在（〇，1)内取值； 步骤6. 4 :计算关联度，并根据关联度对城市电网应急能力进行最终评判，确定城市电 网应急能力水平； 比较数列χ(1)与参考数列xt(l)的关联度通过P个关联系数求平均后得到，即
(11) 将rt中的最大值对应的评判等级作为城市电网应急能力的最终评判结果。
9. 根据权利要求7所述的城市电网应急能力评估方法，其特征在于，所述步骤5. 3中针 对每个一级指标下属的二级指标构建模糊评价矩阵，包括如下步骤： 步骤5. 3. 1 :采用专家经验法确定各定性指标的隶属度；具体方法为：某个定性指标对 于评判等级的隶属度，等于认为该定性指标属于某个评判等级的专家人数与参与评价的专 家总人数之比； 步骤5. 3. 2 :确定各定量指标的隶属度； 通过下式所示的隶属度函数计算每个定量指标对于每个评判等级的隶属度，
(3) 其中，a、b、c、d为评判等级的梯形模糊数；若定量指标为越小越优型，则
(4) 其中μ υ、μ u _、μ u _分别为指标μ u的实测值、上限值和下限值； 若定量指标为越大越优型，则
(5) 〇
10.根据权利要求7所述的城市电网应急能力评估方法，其特征在于，所述步骤5. 4中 模糊综合评判，包括如下步骤： 步骤5. 4. 1 :根据每个一级指标下属的二级指标，进行初级模糊综合评判； 以μ (UJ表示的隶属度，则由仏的各二级指标对于评判等级集V中的各评判 等级的隶属度构成的模糊评判矩阵Ri = (：^)?Χρ，其中= μ (?); 根据公式（6)得到初级模糊综合评判结果： Bj = Aj 〇 Rj (6) 其中" 〇 "为加权平均型的模糊算子； 步骤5. 4. 2 :根据一级指标，进行二级模糊综合评判后得到城市电网应急能力的初始 评判结果； 二级模糊综合评判的计算公式如下 B = A 〇 Bj (7) 若该评判结果B不归一，则采用线性变换的方法对二级模糊综合评判结果B进行归一 化处理，线性变换公式为： (8) 其中：x< i为二级模糊综合评判结果B进行线性变换后得到的新元素，Xl为模糊综合 评判结果B中的各个元素； 根据模糊综合评判的最大隶属度原则，则该评判结果B中的最大值对应的评判等级为 城市电网应急能力的初始评判结果。
【文档编号】G06Q50/06GK104123681SQ201410351106
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】王英男, 刘鑫蕊, 韩锋利, 孙秋野, 王浩波, 田密, 张化光, 王智良, 梁少敏 申请人:国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司, 东北大学