一种城市配电网智能化改造评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电网配电系统领域，具体涉及一种城市配电网智能化改造评估方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，全球范围内掀起了智能电网的研究和建设热潮。围绕国家电网公司提出 的"建设坚强智能电网"战略目标，我国各地开展了大量智能电网试点工程建设，其中较为 成熟的试点项目包括智能变电站、配电自动化和用电信息采集系统等。作为电网的重要组 成部分，配电网的智能化已成为未来电网发展的新趋势，对于实现智能电网建设的整体目 标有着举足轻重的作用。因此，为实现对城市配电网智能化改造程度的评价，目前，没有一 套城市配电网智能化改造评估方法。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有评估方法的不足，提供一种城市配电网智能化改造评 估方法，实现对城市配电网智能化改造程度的评价。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供这样一种城市配电网智能化改造评估方法，其特征 在于：本方法包括三个步骤： (1) 根据配电网利益相关者对于配电网的要求选出效果类指标，并对影响效果指标的 配电网因素进行分析，得到反映配电网建设的具体内容和特点的主要特性指标，并对这些 指标进一步进行细化，建立城市配电网智能化改造评估指标体系表； (2) 基于所建立的城市配电网智能化改造评估指标体系，针对不同级的指标建立不同 的方法进行指标权重的计算； (3) 对城市配电网智能化改造评估指标体系进行分类，分类确定合理的指标评分方法 与评分标准，最终得到评分结果并对评分结果进行分析； 在步骤（1)中，效果类指标是根据配电网利益相关者对于配电网的要求选择出来的， 电力用户要求高质量的电能，电力用户要求高质量的电能，以及与电网更及时、更高效的互 动能力，具体可以体现在供电可靠率和综合电压合格率以及友好互动率三个方面；社会要 求的节能环保，可以归结为减少损耗，提高效率，同时友好兼容各类分布式电源的引入，也 能降低能源的消耗和污染物的排放，因此可以选取出综合线损率和友好互动率指标；而电 力企业要求的是效益，同时也要保证高质量的电能供应，因此需要通过减少损耗，提高设备 的使用效率来提高效益，由此可以选取出综合线损率指标和设备利用率指标；所以本发明 选用的效果类指标包括供电可靠率、综合电压合格率、综合线损率、设备利用率和友好互 动率五个指标；对影响所选取的效果类指标的配电网因素进行分析，得到反映配电网建设 的具体内容和特点的主要特性指标；一级主要特性包括四个方面：网络结构水平、负荷供 应能力、装备技术水平和运行管理水平；其中网络结构水平，用于评价电网架构的好坏；负 荷供应能力，用于反应电网在负荷供应方面的具体表现；装备技术水平，指电网的先进性和 使用情况；运行管理水平，用于刻画电力企业对电网的监管水平；最后从这四个方面对影 响效果类指标的因素一一进行分析，得到二级主要特性指标；最终建立城市配电网智能化 改造评估指标体系表； 在步骤（2)所述的针对不同级的指标建立不同的方法进行指标权重的计算，是指对一 级主要特性指标和二级主要特性指标的权重计算方法不同；在计算一级主要特性指标权重 时，采用基于DEMTEL的网络层次分析法，将电网整体评估作为控制层目标，主要特性指标 作为网络层元素，根据指标两两之间的关联关系，建立各元素间的ANP网络结构；采用改进 的灰色关联度分析法，计算过程为纯数值计算； 其中，采用的基于DEMTEL的网络层次分析法以及改进灰色关联度的具体步骤如下： ①基于DEMTEL的网络层次分析法 对配电网智能化改造综合评估问题，将电网整体评估作为控制层，主要特性指标作为 网络层，根据指标两两之间的关联关系，建立各元素间的ANP网络结构； ANP是在一个准则下，对受支配元素进行两两比较，从而获得判断矩阵；智能配电网各 宏观需求指标间存在相互依存、相互影响的关系，因此需要通过比较间接优势度的方式得 到ANP判断矩阵； 设ANP的网络层中有元素 C1，C2, ···，〇!，元素 CjG辛i)对于C1的直接影响程度为 y]1;依次以C1Q = 1，2, ···，!〇为次准则，将其余元素（除(^外）对该准则元素的直接影 响程度进行两两比较，获得相应的判断矩阵，再利用特征根法得出C1次准则下的权重向量
将所有次准则下的权重向量合成为权重矩阵，在权重矩阵对角线上填〇,表示元素对自 身没有直接影响，即可得DEMTEL方法中的直接影响矩阵Wd，见公式（2-2);
各层次指标间的平均综合影响矩阵W，见公式（2-3);
CN 10bl846bb A ^ "n \J 贝 当n充分大时，可采用W = Wd(I-Wd) 1进行近似计算，其中I为单位矩阵，矩阵W即为所 需构建的内部依赖矩阵，简称其为综合影响权重矩阵；将各元素集的内部依赖矩阵进行合 并，即可得到系统超矩阵；根据综合影响权重矩阵W的极限是否唯一，可分为两种情况： 1) 存在唯一极限值时，= 2) 当存在多个极限值时，矩阵呈现周期性变化，设N点为某次循环周期的开始，N点极 限值为W，且τ为循环周期，则整个周期内的极限值分别为Mf+1,灰/+:，…,C+7·'取 各点的平均值即可得到平均综合影响矩阵的极限值，见公式（2-4);
对于系统的加权矩阵A，各元素集之间的影响程度进行计算；将其与系统超矩阵结合， 即可得到系统加权超矩阵,=IW = (? lx" :
对上述矩阵进行2k+l次演化（k - + m )，最终形成一个长期稳定矩阵，其各行非零值 均相同，即得到各评价指标的主观权重向量 ②改进的灰色关联度分析法 具体的计算方法与步骤如下： 1) 确定评价指标 聘请专家进行权重的经验判断；设有η个评价指标，有m个专家同时对各个指标的权重 作出经验判断，从而组成各个指标权重的经验判断数据序列，矩阵形式见公式（2-5);
2) 确定参考序列A。 从经验判断矩阵A中挑选一个最大的权重值作为"公共"参考权重值，各个专家的参考 权重值均赋予此值，见公式（2-6); A0 - (a 01，a02，…，a0m) (2_6) 3) 确定各序列与参考序列距离 利用公式（2-7)，计算各个指标序列A1, A2，…，An与参考数据列A。之间的距离；
4) 计算指标权重 根据公式（2-8)和（2-9)，求解各个指标的权重，并进行归一化处理；
该算法依然以专家组的权重经验判断值作为原始输入数据，并通过寻找最大的专家经 验判断值，确定参照序列，不过对上述的公式进行了改进，使得计算过程为纯数值计算，无 需涉及如灰色关联度算法中易受决策者个体影响的分辨系数一类的主观设定参数，计算过 程不受决策者主观因素的干扰，在充分利用专家经验判断值主观信息的基础上，保证了计 算过程的客观性，使得到的权重在反映主观程度的同时，能够充分地反映客观程度； 在步骤（3)中，根据参考指标的类型对指标进行分类，指标类型分为效益型指标、成本 型指标和特定型指标，其中效益型指标指随着指标取值的增大其分数增高；成本型指标指 随着指标取值的减小其分数增高；而特定型指标指在中间的某个数值或子区间取值时其分 数最高；评分方法采用100分制； 上述3个步骤完成后，行配电网智能化改造水平的综合评估计算，利用评分标准所得 配电网的各个二级主要特性指标的得分，根据层次分析法向上计算得到配电网的整体得 分；
式中：#为层次结构中第k层某一指标A (k)的评分；j为A (k)指标k+Ι层指标的个数； 为A(k)指标的k+Ι层指标j的评分；为子指标j的权重； 整体的得分结果代表了该城市配电网的智能化程度，综合得分应处于70分以上表示 配电网的智能化发展程度较高；综合得分应处于60~70之间表示配电网智能化发展次之； 综合得分应处于50~60之间表示配电网智能化水平一般；