本发明提出一种基于信息熵理论的区域电网调度运行指标评估方法，属于电力系统调度评估技术领域。
背景技术：
在电网运行指标体系中包含着许多相互矛盾的指标，如安全性与环境性指标、环境性与经济性指标等。协调好不同数据主题或指标子集中的矛盾指标，需要一种科学有效指标评估方法，以定量地综合评价电网调度运行水平，从而为电网调度运行管理人员提供评价电网调度运行综合水平的直观量化标准。
科学的定量评价方法有赖于在单项指标基础上设置合理的权重系数。为了更加科学地确定权重系数，应从深入挖掘指标的物理意义入手，合理地选取适用于分析评价电网调度运行综合指标的方法。国内外常用的综合评价方法主要分为主观赋权法、客观赋权法两类。主观赋权法主要包括专家法、层次分析法、模糊评价法等；客观赋权法包括变异系数法、多目标优化法、复相关系数法、主成分分析法等，采用数理统计、概率论及多元统计等方法。
现有方法主要存在以下两个问题：
1、主观赋权法虽然简单可行，操作简便，但容易受到决策者经验、知识、能力等限制，且有很大随意性。决策者的偏好程度有时也会影响结果。
2、传统客观赋权法计算流程复杂，计算方法的物理意义不明晰，不便于工程人员在电网调度运行中灵活使用。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术的不足之处，提出一种基于信息熵理论的区域电网调度运行指标评估方法。本发明可为电网运行综合水平考评提供准确的量化依据，有助于电网管理人员掌握电网的运行情况并为电网优化提供参考依据。
本发明提出一种基于信息熵理论的区域电网调度运行指标评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)选取电网运行指标并分类为刚性指标和柔性指标，对每个刚性指标设置对应的阈值；
电网运行指标包括负荷预测准确率、旋转备用系数的最大值、旋转备用系数的最小值、控制行为标准1cps1、控制行为标准2cps2、主网电压合格率、机组自动发电控制agc投运率、低频减载控制容量投运率的最大值、低频减载控制容量投运率的最小值、频率越限时间、最高频率、最低频率、电压越限时间、电压越限厂站数量、agc升备用系数的最大值、agc降备用系数的最大值、母线有功负荷预测准确率、母线无功负荷预测准确率、低频、低压减载平均计划完成率的最大值共20个指标；设置电压越限时间、频率越限时间、主网电压合格率为刚性指标，其余指标为柔性指标，设置刚性指标的阈值向量v＝[15，99.99％，15]t；
2)对每个电网运行指标进行类型一致化与无量纲化处理；
将电网运行指标分为极大型指标、极小型指标和区间型指标；其中，极大型指标包括负荷预测准确率、cps1、cps2、主网电压合格率、机组agc投运率、低频减载控制容量投运率的最大值、低频减载控制容量投运率的最小值、母线有功负荷预测准确率、母线无功负荷预测准确率、低压减载平均计划完成率的最大值、低压减载平均计划完成率的最大值；极小型指标包括：频率越限时间、最高频率、电压越限时间、电压越限场站数量；包括：旋转备用系数最大值、旋转备用系数最小值、agc升备用系数的最大值、agc降备用系数的最大值；
采用极差化方法对所有电网运行指标进行类型一致化与无量纲化处理，具体方法如下：
令区域电网包含的被评估省的个数为n，对于每个被评估省的电网运行指标：
对于极大型指标，处理方法如下：
对于极小型指标，处理方法如下：
式中，xij为第i个被评估省的第j个电网运行指标，
按照下式分别选取第j个指标的上、下限
式中，
对于区间型指标，处理方法如下：
式中，axj和bxj分别为第i个被评估省的第j个电网运行指标的最佳稳定区间的下限值和上限值，
3)运用熵权法的综合评价方法；
建立评估矩阵为：
第j个指标的信源熵定义为：
式中，j＝1,2,…,m，k＝1/lnn，且有：
第j个指标的熵权定义为：
4)刚性指标越线情况下的权重调整；
对于任一被评估省，若存在刚性指标越限，则对该省份电网运行指标的权重系数进行调整；
设任一被评估省的初始权重系数为ω0＝[ω01,ω02,…,ω020]t，共有α个刚性指标越限且其下标集合为α，其它未越限刚性指标与柔性指标的下标集合为β，则各指标的权重调整规则如下：
各越限刚性指标的权重调整为
其他未越限刚性指标与柔性指标的权重调整公式为：
5)权重系数二次修正并计算电网调度运行水平综合指数；
设λ0为针对于任一被评估省的修正向量，ω0’为针对于该被评估省修正后的权重系数向量，则该被评估省电网调度运行水平综合指数的计算方法如下：
其中，
本发明的技术特点及有益效果：
1、本发明实现了对电网运行海量数据的类型细分、层层筛选，找到了适用于评估电网运行综合水平的定量评估方法，最终形成了基于信源熵理论的电网运行综合指数，从而为电网运行综合水平考评提供了量化依据。
2、本发明所提供的电网运行综合指数用于纵向评估调度中心所辖区域内电网在不同时期的运行综合水平，有助于电网运行管理人员把握电网的整体运行态势；该指数用于横向评估各调度中心在同一考核期内的电网运行综合水平，可准确获得电网的运行情况。
3、本发明所提供的电网运行综合指数应用于调度部门的纵向评估，有利于各单位通过观察该指数及时跟踪电网调度运行工作水平的发展趋势，以便对电网进行下一步的优化调整，如有针对性的进行电网改造、电网投资、调整电网运行方式等。
具体实施方式
本发明提出一种基于信息熵理论的区域电网调度运行指标评估方法，该方法包括以下步骤：
1)选取电网运行指标并分类为刚性指标和柔性指标，对每个刚性指标设置对应的阈值；
电网运行指标包括负荷预测准确率、旋转备用系数的最大值、旋转备用系数的最小值、cps1(控制行为标准1)、cps2(控制行为标准2)、主网电压合格率、机组agc(自动发电控制)投运率、低频减载控制容量投运率的最大值、低频减载控制容量投运率的最小值、频率越限时间、最高频率、最低频率、电压越限时间、电压越限厂站数量、agc升备用系数的最大值、agc降备用系数的最大值、母线有功负荷预测准确率、母线无功负荷预测准确率、低频、低压减载平均计划完成率的最大值共20个指标；设置电压越限时间、频率越限时间、主网电压合格率为刚性指标，其余指标为柔性指标，设置刚性指标的阈值向量v＝[15，99.99％，15]t；
2)对每个电网运行指标进行类型一致化与无量纲化处理；
将电网运行指标分为极大型指标、极小型指标和区间型指标；其中，极大型指标包括负荷预测准确率、cps1、cps2、主网电压合格率、机组agc投运率、低频减载控制容量投运率的最大值、低频减载控制容量投运率的最小值、母线有功负荷预测准确率、母线无功负荷预测准确率、低压减载平均计划完成率的最大值、低压减载平均计划完成率的最大值；极小型指标包括：频率越限时间、最高频率、电压越限时间、电压越限场站数量；包括：旋转备用系数最大值、旋转备用系数最小值、agc升备用系数的最大值、agc降备用系数的最大值；
采用极差化方法对所有电网运行指标进行类型一致化与无量纲化处理，具体方法如下：
令区域电网包含的被评估省的个数为n，对于每个被评估省的电网运行指标：
对于极大型指标，处理方法如下：
对于极小型指标，处理方法如下：
式中，xij为第i个被评估省的第j个电网运行指标，
按照下式分别选取第j个指标的上、下限
式中，
对于区间型指标，处理方法如下：
式中，axj和bxj分别为第i个被评估省的第j个电网运行指标的最佳稳定区间的下限值和上限值，
3)运用熵权法的综合评价方法；
建立评估矩阵为：
第j个指标的信源熵定义为：
式中，j＝1,2,…,m，k＝1/lnn，且有：
第j个指标的熵权定义为：
4)刚性指标越线情况下的权重调整；
对于任一被评估省，若存在刚性指标越限，则对该省份电网运行指标的权重系数进行调整；
设任一被评估省的初始权重系数为ω0＝[ω01,ω02,…,ω020]t，共有α个刚性指标越限且其下标集合为α，其它未越限刚性指标与柔性指标的下标集合为β，则各指标的权重调整规则如下：
各越限刚性指标的权重调整为
其他未越限刚性指标与柔性指标的权重调整公式为：
5)权重系数二次修正并计算电网调度运行水平综合指数；
设λ0为针对于任一被评估省的修正向量，ω0’为针对于该被评估省修正后的权重系数向量，则该被评估省电网调度运行水平综合指数的计算方法如下：
其中，