一种应用于配网建设改造方案与供电质量评估指标的关联影响分析模型的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及配电网供电质量评估领域，具体涉及配电网供电质量评价指标权重的 确定与建立配网建设改造方案与供电质量评估指标的关联影响分析模型。
【背景技术】
[0002] 配电网通常由配电变电站、馈电线路和配电变压器等设备组成，连接着发、输电系 统与用户，直接面向社会和电力终端用户供电，是电网供应链的终端环节。随着国民经济的 快速发展和能源结构的调整，工业和城市居民生活用电持续快速增长，用户对供电质量(包 括电能质量和供电可靠性)提出了更高的要求。但是，目前我国配电网总体建设水平与发达 国家还有一定的差距，在供电质量方面无法完全满足用户的需求，在实际的运行过程中会 出现以下几种常见的问题：（1)配电网负荷增长迅猛，故障频发；（2)配电网设备陈旧和过载 严重；（3)配电网建设严重落后于电力系统建设总体水平。针对上述问题，目前各地电力部 门均加大了对配电网建设改造的力度。为改善配电网的供电质量，建设改造方案应该从配 电网的网架结构、设备水平、配网自动化、运行维护等各个环节入手，加强故障管控，减少停 电事故、缩短停电时间。
[0003] 供电质量是向用户提供合格、可靠电能的能力和程度，包括电能质量和供电可靠 性两个方面。电能质量评估主要指电压偏移、电压暂降、三相不平衡、频率偏差、谐波等。供 电可靠性评估主要指供电可用率、系统平均停电时间、系统平均停电次数、用户平均停电时 间、用户平均停电次数等指标。在制定配电网建设改造方案的过程中，为了评估各个方案实 施后配电网的供电质量，需要确定供电质量评价指标的权重并建立配网建设改造方案与供 电质量评估指标的关联影响分析模型。
[0004] 目前，确定指标权重的方法可以分为以下两类：
[0005] 1、主观赋权法:主要包括简单加权法、德尔菲法和层次分析法。这三种方法的特点 如下：
[0006] 1)简单加权法。简单加权法即认为各个评价指标的权重均相等，该方法的优点是 计算简单，根据各指标的得分相加计算平均值即可得最终的评价结果。该方法的缺点也很 明显，即没有考虑到各个指标之间的差异，也就是没有考虑到不同指标之间的相对重要程 度，容易导致评价结果不合理或没有参考价值。
[0007] 2)德尔菲法。德尔菲法以匿名的方式多次征求专家意见，并通过信息沟通与循环 反馈，使决策意见趋于一致，最终逼近结果值。但是该方法由于指标权重由专家确定，且专 家做出的选择仍然没有明确的标准，预测结果缺乏严格的科学分析，最后趋于一致的意见， 仍带有随大流的倾向，缺乏客观性。另外德尔菲法需要多次收集专家的意见，导致耗费时间 与人力较多，因此一般仅将其作为一种辅助方法来使用。
[0008] 3)层次分析法。层次分析法的核心思想是在递阶层次模型中，通过两两比较判断 的方式确定每个层次中元素的相对重要性，以此来计算各指标的相对重要性权重。层次分 析法的优点是将定性分析与定量分析有机结合起来，可靠度高且误差小，但是该方法也有 一些显著的缺点，如各指标间的相对重要程度由人为选定容易导致评价的随机性与不合理 性，缺乏客观性等。
[0009] 2、客观赋权法:主要包括主成分分析法和熵权法。这两种方法的特点如下：
[0010] 1)主成分分析法。主成分分析法考虑到了各个评价指标之间的相关性，利用较少 的变量去代替原始评价过程中较多的变量，其优点是具有降维的效果，且评价结果简单。主 成分分析法的缺点是不能计算出各个指标之间的相对重要程度，且计算出的权重是主成分 的权重，不能直接应用于综合评价。
[0011] 2)熵权法。熵权法根据各指标的观测值所提供信息量的大小来确定权重，其优点 为完全从数据本身的离散程度来定义其数据的价值和权重，相对比较客观。熵权法的缺点 是不考虑数据本身的实际含义，有时候会出现不符合实际的情况。
[0012] 建立关联影响分析模型最常用的方法为灰色关联分析法。灰色关联分析法是一种 通过计算对象间的关联系数和关联度，从整体上和动态上定量分析对象间的关联程度和影 响程度，为确定对象发展变化的主要因素提供数量依据的有效方法。灰色关联分析法的一 个最大的优点就是能够处理信息不完全明确的灰色系统，对于小样本无规律指标的评价问 题准确度较高。因此，灰色关联分析法适合于配电网供电质量指标的综合评价。
[0013]鉴于多层次综合评价比单层次综合评价有更丰富的评价信息，且配电网供电质量 评估的指标体系是多层次的，灰色关联分析法对于小样本指标的评价问题准确性高，本文 将灰色关联分析引入到配电网供电质量评估的多层次综合评价中。多层次灰色关联分析综 合评价的过程与单层次评价大致相同。多层次评价把每个一级指标作为单层次综合评价系 统，计算每个一级指标下的隶属与一级指标的每个二级指标的关联系数，在此基础上得出 各个一级指标下评价指标与参考指标的关联度。将一级指标下的关联度加权合成，即为最 终的关联度，关联度指标最大者即为问题的最优解。
【发明内容】
[0014]针对目前配电网建设改造方案对供电质量评估指标的影响的研究领域的空白，本 发明提出了一种应用于配网建设改造方案与供电质量评估指标的关联影响分析模型。本发 明提供了一种利用乘法组合法确定指标权重并利用多层次灰色关联分析法构建关联影响 分析模型的方法，全面考虑配电网供电可靠性与电能质量的各项指标，令从供电质量的角 度评估配网建设改造方案更加准确和便捷。
[0015]本发明采用的技术方案包括如下步骤：
[0016] 1)构建配电网供电质量指标评估体系；
[0017] 2)根据构建的配电网供电质量指标评估体系，分别利用ΑΗΡ法确定主观权重、利用 熵值法确定客观权重，之后利用乘法组合法确定各指标的综合权重；
[0018] 3)制定多个配电网建设改造方案，确定改造后配电网中的设备参数和网架结构等 信息；
[0019] 4)运用多层次灰色关联分析法评估各建设改造方案对应的配电网的供电质量指 标，包括对各个一级指标进行初级评价和对二级指标进行综合评价；
[0020] 5)最后，由关联度序列决定各方案在供电质量方面的优越性，关联度越大者综合 评价越尚。
[0021] 上述步骤1)中的配电网供电质量指标评估体系，具体包括供电可靠性和电能质量 两个一级指标。供电可靠性又包括供电可用率、系统平均停电次数、系统平均停电时间、用 户平均停电次数、用户平均停电时间5个二级指标;电能质量主要包括电压偏移、频率偏差、 三相不平衡3个二级指标。
[0022] 上述步骤2)确定配电网供电质量评估指标权重的具体过程如下：
[0023] a)AHP法确定主观权重
[0024] ΑΗΡ法确定的主观权重的步骤为：
[0025] ①将评价问题按其内部的逻辑关系分解，建立层次递阶结构；
[0026] ②构造判断矩阵。层次递阶结构建立后就意味着确定了上下层元素之间的隶属关 系，将上层次的元素作为准则，对其下层次中的元素进行两两比较，构造判断矩阵。
[0027] ③求判断矩阵的特征值与特征向量。计算满足AW=AmaxW的特征根和特征向量，对W 进行归一化处理即为各对应元素的权值，Amax为判断矩阵A的最大特征根。
[0028] @进行一致性检验。计算0[? = (]1/1?1，(]1=(>111￡?-111)(111-1)。1?1是随一致性指标而是一 致性指标。当CR<0.1时，认为判断矩阵A满足一致性，其评价结果可以接受，否则重新赋值 修正。
[0029] b)熵值法确定客观权重
[0030] 熵值法确定客观权重的步骤为：
[0031 ]①构建具有m个对象η项指标的评价矩阵，
[0032] X=(xij)mxn,i=l,?..···.m-i= 1 .ηη
[0033] ②标准化指标矩阵
[0034] ③求各指标的炤
[0035]④求各指标的权系i
,/=1
[0036 ] c)乘法组合法确定指标综合权重
[0037] 为克服单独使用主观赋权和客观赋权的不足，采用层次分析法和熵值法相结合的 组合赋权法。即用熵值法确定的客观权重对由ΑΗΡ法确定的主观权重进行调整，组合权重计 算公式先
[0038]
[0039]式中:WAHP-j为ΑΗΡ法确定的主观权重;hj为熵值法确定的客观权重。
[0040]上述步骤4)运用多层次灰色关联分析法评估各建设改造方案对应的配电网的供 电质量指标的具体过程如下：
[0041 ] a)单层次灰色关联分析评价
[0042]设有η个对象，每个对象有m项指标，对评价指标数据进行规范化处理，规范化后的 数据为xi，x2，，"，xm，xi=[xi(l)，xi(2)，，"，xi(n)]，i=l，2，，"，m。本文以叉〇={1,1，，"，1}作 为理想方案。幼与^关于第k个元素的关联系数为
[0043]
[0044] 其中：Δm.i」m.i ?Jry 身I，Δmax.=..maxmax丨x〇(.Ar) -α