本发明涉及电力系统优质电力与电力市场分析技术领域，具体涉及一种敏感电力用户电压暂降保险机制确认方法。
背景技术：
随着工业规模的扩大和科学技术的发展，对电压暂降敏感的高科技电子电气设备与过程越来越多地接入电网中，导致用户面临了巨大的损失和风险。通常情况下，电力公司和用户是通过安装定制电力设备以及提高电网供电质量水平等技术手段来解决电压暂降问题，但这些措施存在着投资成本较高，回收周期较长的问题。而不同用户对电能质量的需求存在着差异，具有不同的电压暂降抗扰动能力，导致电能质量水平不能满足所有用户。因此，在电能质量水平满足大多数用户的条件下，研究可行性高的电压暂降保险机制，利用经济及高效的手段实现优质电力，满足用户的差异化需求。
针对电压暂降，国内外学者主要从电压暂降产生机理、缓解措施等方面开展了大量研究，但对电压暂降保险机制的研究还处于空白阶段。国外政府及学者曾提出过用一些经济体制来规范电能质量问题，这些经济体制都是采用经济奖励或处罚的手段来进行电能质量改善，但由于对电压暂降损失风险可保性、利益相关方及其利益诉求的认识不清，未对机制的可行性进行理性分析，导致这些机制的实施性和推广性较弱。而现有研究中无论是针对输电系统还是配电系统的电压暂降技术性治理措施都存在着停电改造的现象，会造成用户停工作业，减少供电公司的售电量，引起用户损失和不满，影响供电公司在售电市场的竞争力和在社会上的声誉；其次，技术性治理措施多需要购买治理装置来提高用户电能质量，因此存在着一定的购买成本。装置投入运行后，还需要花费人力去维护和检修，耗费人力成本和维修成本，总结起来，经济性并不高。因此亟需一种经济高效的机制来缓解用户电压暂降损失，降低用户电压暂降。关于电压暂降损失风险，其发生的对象、时间、地点和损失程度都是不确定的，一旦发生，会给敏感用户带来巨大的经济损失。电压暂降损失风险的满足程度较低，电压暂降损失风险具有弱可保性，由于保险机制需要多方参与，若存在一方不愿意参与，机制依然无法实施，因此需要一种保险机制确认方法以增强各方对保险机制的认可度，减小各方损失，提高保险机制的可行性。
技术实现要素：
本发明为了解决上述技术问题提供一种敏感电力用户电压暂降保险机制确认方法。
保险是风险管理的核心组成部分，是一种经济高效的风险管理方式。采用保险的方式进行电压暂降损失风险管理需首先考虑风险是否具有可保性，可保风险是指投保人可以转嫁和保险人可以接受的风险，如表1所示。
表1可保性条件与电压暂降损失风险
传统保险理论认为，满足表格前三个条件的风险是具有可保性的。风险的可保性又分为强可保性与弱可保性，五个条件全满足的风险称其具有强可保性，若只能满足前三个条件的风险则为弱可保性。关于电压暂降损失风险，其发生的对象、时间、地点和损失程度都是不确定的，一旦发生，会给敏感用户带来巨大的经济损失，属于纯粹风险而非投机风险，符合前三个条件。但由于敏感用户占电力用户的比例小，不能满足传统保险理论要求的大量同质独立风险单位存在的条件，也就意味着如果强行建立保单，投保人会付出极高的保费，难以承受，因此对后两个条件，电压暂降损失风险的满足程度较低。综上，电压暂降损失风险具有弱可保性，需要通过一些措施或方法提高其可保性并增强各方对保险机制的认可度，减小各方损失，提高保险机制的可行性。
本发明通过下述技术方案实现：
敏感电力用户电压暂降保险机制确认方法，包括以下步骤：
a、在用户、保险机构、电力部门、政府四个决策主体的决策方案bj及决策属性的基础上构建决策主体对不同决策方案的多属性决策矩阵ak，并将多属性决策矩阵ak转化为归一化矩阵rk；所述决策属性包括保费、损失即赔付额、风险承担度、净收入；
b、计算决策属性权重；
c、计算所有决策主体对决策方案bj的决策值；
d、决策值排序，判断可行性最强的决策方案。
考虑到电力公司与政府在电压暂降事件中的定位，本方案引入第三方保险机构，分析用户、保险机构、电力公司与政府各自的利益诉求与相互间的促进关系。电力公司在供用电导则和售电合同规定下向用户供电，承担合同和导则规定的责任和义务，无直接利益诉求；地方政府为了经济发展和供给侧改革，鼓励高端敏感用户投资，无直接利益诉求。可见，电压暂降损失风险利益相关方包含用户、电力部门和地方政府，其中仅用户存在直接利益诉求，仅通过上述三方建立电压暂降保险机制是不现实的。因此，引入第三方保险机构是一种选择，能够提高电压暂降损失风险的可保性，在售电侧开放的电力市场背景下，具有重要意义。如果引入第三方保险机构，用户损失事件的相关方包括用户、保险机构、电力部门和地方政府。对于用户而言，购买电压暂降保险可以获得保险人提供的电压暂降损失风险管理服务，能有效缩短用户的经济、生产恢复周期。为避免电压暂降保险巨额赔偿，电力部门和保险机构会采取措施改善电能质量，减少用户损失，有效地提高用户产品质量、生产效率和企业利润。对于保险机构而言，通过电力部门对电能质量的改善，能够降低保险机构经营电压暂降保险产品的成本。保险机构通过向用户出售电压暂降保险，可以获得保费收入，其追求利润的目的得以实现，也可同步实现保险公司的社会责任，获得良好的声誉和知名度，有助于推广其他回报较高的商业性险种。对于电力部门而言，为减少电压暂降保险赔偿，保险机构与电力部门会共同采取一系列技术措施来改善电能质量，保险机构的加入会减少电力部门的改善成本。电力部门通过改善电能质量，能够增加售电量的收益，并且在售电市场放开的条件下，能够提高用户的用电满意度和用户忠诚度，有利于电力部门在售电环节市场竞争力的提升。对于地方政府而言，但由于电压暂降损失风险的特殊性和高端制造企业用户市场规模小的原因，地方政府需要提供财政支持；高端制造企业在免去电能质量问题的后顾之忧，会加大投资开办企业，以此来增加地方政府的财政收入，促进地方经济发展，维持社会安定，保障人民安居乐业。
在售电市场放开背景下，电压暂降保险机制是否可行取决于各利益主体多向自愿的条件上。首先，各主体在进行机制决策或排序的过程中，会对各属性有一定的期望要求，例如，用户在对保险机制选择的过程中，会对保险机制的保费、净收入、赔付额、风险承担度等属性有一定的期望要求，如何解决考虑多属性信息的主体决策问题是一个难点；其次，由于客观事物的复杂性及人类思维的模糊性，现有大多决策方法，如简单加权法，线性分配法等，难以给出明确的权重信息；最后，各主体对不同保险机制的评价信息都处于分散状态，而保险机制需要多方主体共同参与，需要集中各主体的评价信息，将其归纳统一转化来分析机制的可行性，如何将分散状态的评价信息整合为分析机制可行性的有效信息是另一个难点。本方案通过上述方法利用两阶段多目标决策方法，融合保费、损失即赔付额、风险承担度及净收入等属性信息，优化方案偏好度得到属性权重，解决了权重主观性强的问题，定量评估各主体对不同机制的偏好度，将各主体分散的评价信息进行归纳统一，明确可行性强的电压暂降保险机制，提高其可保性并增强各方对保险机制的认可度，减小各方损失，提高保险机制的可行性。
作为优选，所述多属性决策矩阵ak为：
规范化矩阵rk为：
其中，
作为优选，步骤b具体为：
建立单目标决策模型，确定各决策方案bj偏好度最优时所对应的各属性权重，并确定决策主体对各决策方案的最优属性权重及属性权重矩阵wk；
根据规范化矩阵rk及属性权重矩阵wk，将多目标决策模型转化为等权的单目标决策模型；
根据单目标决策模型求解最大特征值λmax及特征向量；
计算决策主体多属性最佳协调权向量。
实际中，电压暂降保险机制难以实施，主要原因是主体对保险机制的评价不止只考虑净收入，还应包括保费是否合理，赔付是否巨大，风险是否在承担能力范围之内等方面，因此评价问题从单属性多主体变为了多属性多主体，而本发明重点也解决这个问题。
进一步的，各决策方案bj偏好度最优时所对应的各属性权重为：
决策主体对各决策方案的最优属性权重为：
则单目标决策模型为
计算经j个权重向量线性组合后的组合权向量
作为优选，步骤c具体为：
计算决策主体对决策方案的偏好度
采用决策属性权重确定方法，明确方案最佳协调权向量，根据
所述决策属性包括保费、损失与净收入。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明利用两阶段多目标决策方法，融合保费、损失即赔付额、风险承担度及净收入等属性信息，优化方案偏好度得到属性权重，解决了权重主观性强的问题，定量评估各主体对不同机制的偏好度，将各主体分散的评价信息进行归纳统一，明确可行性强的电压暂降保险机制，提高其可保性并增强各方对保险机制的认可度，减小用户损失，均衡各方利益，提高保险机制的可行性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。
图1为本方法的流程图。
图2为某高新技术园区内l1遭受电压暂降情况。
图3为某高新技术园区内l2遭受电压暂降情况。
图4为某高新技术园区内l3遭受电压暂降情况。
图5为2007-2014年l1～l3的经济损失。
图6为各主体对不同方案的偏好值及主体总体对不同方案的决策值。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示的一种敏感电力用户电压暂降保险机制确认方法，包括以下步骤：
a、在用户、保险机构、电力部门、政府四个决策主体的决策方案bj及决策属性的基础上构建决策主体对不同决策方案的多属性决策矩阵ak，并将多属性决策矩阵ak转化为归一化矩阵rk；所述决策属性包括保费、损失即赔付额、风险承担度、净收入；
b、计算决策属性权重；
c、计算所有决策主体对决策方案bj的决策值；
d、决策值排序，判断可行性最强的决策方案。
在明确电压暂降损失风险可保性及利益相关方的基础上，决策方案bj包括三种保险机制，包括市场主导型、市场合作型和市场引导型。其中，主导型即在扣除用户承担的自留损失，供电机构和地方政府各自的主观责任损失后的部分，由保险机构承担。市场合作型即用户、第三方保险机构、供电机构和地方政府多方共同参与保险的机制。除了用户自留风险以外的损失风险由保险机构、供电机构和地方政府按比例共同承担。市场引导型即用户承担自留风险，其余风险通过缴纳保费转移给保险机构承担，保险机构则向供电机构和地方政府进行再保险，转移出自己承受范围以外的损失风险，政府做最后保险人，构成链式再保险形式的保险机制。各主体均为理性决策者，对保险机制所带来的保费、风险承担度、损失与净收入等非常敏感，本发明引入多目标决策方法将多方面的信息综合起来判定各主体对于不同保险机制的态度。由于保险机制需要多方参与，若存在一方不愿意参与，机制依然无法实施，因此还需将各主体对不同机制的偏好信息融合来判断利益方总体对不同保险机制的认可度。
实施例2
基于上述实施例的原理，本实施例公开一具体实施例。
电压暂降损失风险事件利益相关体有用户，保险机构，电力部门及政府，即为决策主体ak，k＝1、2、3、4。用户不参与保险机制、市场主导型、市场合作型与市场引导型为不同决策方案，即为决策方案bj，j＝1、2、3、4。保险机制的建立主要依靠于投保方和保险方的共同参与，用户作为投保方，而保险机构、电力部门及政府均为保险方；在保险精算中，在保险精算中，用户的损失作为厘定保费和赔付额的输入，因此用户损失是衔接投保方与保险方的桥梁。而用户的损失大小取决于暂降持续时间、深度、频次及用户抗扰动能力，是用户遭遇暂降后所受影响最直观的体现，是暂降持续时间、深度、频次及用户抗扰动能力等因素综合起来最直观的经济表现形式。因此针对方案的决策，主体主要从保费、损失、风险承担度属性、净收入方面考虑，即决策属性ci，i＝1、2、3、4。采用保险精算模型得到各主体在不同保险机制下的保费c1和赔付c2，风险承担比例是指各主体承担的暂降损失风险占总暂降损失风险的比值，不同保险机制下，各主体的暂降损失风险分摊比例存在差异化。而主体的净收入分为两种，一种用户的净收入，一种是保险人的净收入，此处保险人是指提供保险服务的主体，包括保险机构、电力部门及政府；不同保险机制下，主体的净收入计算方式不同，如表2所示。
表2可保性条件与电压暂降损失风险
具体的如图1所示：
a、在用户、保险机构、电力部门、政府四个决策主体的决策方案bj及决策属性的基础上构建决策主体对不同决策方案的多属性决策矩阵ak，
由于不同属性指标的物理量纲不同，对决策结果存在影响，应对各指标进行规范化处理。指标一般可分为效益型和成本型，效益型是指属性值越大越好的指标，成本型是指属性值越小越好的指标，采用归一化处理方法将多属性决策矩阵ak转化为归一化矩阵rk；
其中，
b、计算决策属性权重
根据多属性决策方法可知，决策主体ak对方案bj的偏好度为
式中，
根据式(4)求得决策主体ak对应各方案bj的最优属性权重向量
利用规范化矩阵rk及属性权重矩阵wk，将多目标决策模型转化为等权的单目标决策模型：
根据式(6)求得其最大特征值λmax及特征向量
结合特征向量
运用归一化处理公式对组合权向量ωk'进行归一化处理，得到决策主体ak多属性最佳协调权向量
c、计算所有决策主体对决策方案bj的决策值；
由于不同决策主体对方案偏好度不同，因此将多主体的方案偏好信息综合起来可得偏好矩阵z，
采用决策属性权重确定方法，明确方案最佳协调权向量ω＝(ω1,ω2,…,ωj)t，根据式(9)，可知所有决策主体对不同方案的决策态度。
d、决策值排序，判断可行性最强的决策方案
按zj值从大到小的排序即可得到不同方案的排序，决策值zj越大，表明决策主体总体对方案bj的认可度越高，可行性越强。
引入两阶段多目标决策方法，结合各利益相关方对机制多种属性的期望，弱化评判过程中存在的复杂性和模糊性，将分散信息整合为有效评价信息，科学客观地反映主体整体对不同机制的认可度，评判出可行性高的电压暂降保险机制，在总体上达到各主体要求的同时，又能使各属性尽可能地达到良好状态。
在分析电压暂降损失风险可保性的基础上，研究了损失风险的利益相关主体及其之间的关系，探索建立了三种电压暂降保险机制；各主体对不同机制的评判是从多方面进行考虑的，引入两阶段多目标决策方法，结合各主体对机制各属性的期望，弱化评判过程中存在的复杂性和模糊性，将分散信息整合为有效评价信息，科学客观地反映主体整体对不同机制的认可度，评判出可行性高的电压暂降保险机制，在总体上达到各主体要求的同时，又能使各属性尽可能地达到良好状态，达到减少用户损失和风险，提高用户用电满意度，增强电力公司售电市场企业竞争力的最终目的。
实施例3
本实施例以某高新技术园区内三家高端制造企业用户l1-l3为例进行方法说明。
某高新技术园区内三家高端制造企业用户l1-l3进行实地调查统计及分析。用户l1-l3在2007-2014年间，10kv母线监测到电压暂降数据及统计的损失数据如附图2、3、4、5所示。在国内外现有研究中，图2、3、4这种图又称暂降密度图，主要是用于将大量电能质量调查数据清晰明了地呈现出来，便于定量评估其电能质量特性。附图2、3、4中x轴表示单次暂降持续时间；y轴表示单次暂降幅值；z轴表示从2007年至2014年之间的时间用户遭遇暂降幅值和持续时间在给定范围内的暂降次数。如附图2中a处表示的是，在2007年至2014年间，用户l1经历持续时间为0～300ms、暂降幅值为70％～80％的暂降次数为19。附图2、3、4分别表示用户l1、l2、l3所经历的电压暂降情况。
采用2007-2010年的实测数据，结合风险理论中保费厘定与赔偿模型，计算出各保险方案下，各主体所对应需缴纳的保费与承担的赔付限额。将计算后的结果代入决策矩阵ak，下面分别详细对各式进行分析。
决策主体a1---用户
以用户l2为例，针对用户，保费、损失及风险承担度都为成本型属性指标，净收入为效益型属性指标。纵向分析式(10)中的数据可知，由式(10)可知，用户在不购买的保险情况下，用户承担所有电压暂降损失风险，损失和净收入为-2235.587万元，风险承担度为1；若用户参与保险，损失和风险承担度都大幅度的降低，净收入呈现升高趋势，说明用户对保险机制的存在着一定的需求。由于保险机制的不同，导致各属性的值不同。显而易见，市场主导型和市场合作型机制下的保费较高，导致用户的净收入小于不投保时期的净收入，用户作为理性决策者，会做出不投保独自承担损失的选择。而市场引导型机制的保费就较低，是因为市场引导型分散风险的方式不同，在市场引导型下，用户不仅承担的风险和损失都降低了，净收入也提高了不少，从而用户是愿意采用缴纳少量保费的方式换取低风险低损失的结果。
决策主体a2---保险机构
针对保险机构，保费与净收入为效益型属性指标，保险机构的损失是指保险机构赔付给用户的赔偿额，与风险承担度均为成本型属性指标。由式(11)可知，在市场主导型下，各属性值均高于另两种机制，但市场主导型的参与者只有用户和保险机构，用户会因为保费过高而选择不投保独自承担损失，机制无法实施。市场合作型，除了净收入其余属性都低于市场引导型，但依然存在着与市场主导型一样的问题---用户不愿意参与，导致机制实施起来的难度较大。市场引导型，由于保险机构还需要缴纳少量再保费给电力部门，转移高风险给电力部门，导致保险机构的净收入不高，但仍然存在着少量利润可图，且用户愿意参与，可行性较前两种机制提高了不少。
决策主体a3---电力部门
与保险机构相同，对于电力部门而言，保费与净收入为效益型属性指标，损失与风险承担度为成本型属性指标。机制可以分为供需双方参与，用户为需求方，保险机构、电力部门及政府整体叫做供给方，显而易见，若需求方不愿意购买，机制无法实施，若供给方不愿意供给，机制依然无法实施；由式(12)可知，在市场合作型下，各属性值均高于市场引导型，这是因为用户缴纳了高额保费，保费越高表明电力部门的风险承担度越高，进而赔偿给用户赔付款越多，经营风险较高；而用户会因为保费过高而选择不投保独自承担损失；综上可知，电力部门与用户均对市场合作型不是特别满意(电力部门经营风险高，用户保费高)，导致机制实施难度大。市场引导型，电力部门经营风险降低很多，且存在着少量利润可图，用户也愿意参与，可行性较市场合作型高。
决策主体a4---政府
同理，对于政府而言，保费与净收入为效益型属性指标，损失与风险承担度为成本型属性指标。由式(13)可知，与电力部门的情况相同，在市场合作型下，各属性值均高于市场引导型，但会因为高额保费导致用户不投保，机制无法正常运行。在市场合作型下，政府拥有的高额净收入是通过经受高风险换来的，而在市场引导型下，政府虽然仅有少量利润，但所承担的风险和赔付额都在能力承受范围之内，政府作为国家行政机关，属于风险厌恶者，相比较下，会更加偏好于市场引导型。
将式(10)～(13)代入式(2)～(9)中，得到各主体对不同方案的偏好值和决策主体总体对不同方案的决策值，见附图6。
由附图6可知，用户对方案偏好程度从大到小分别为：市场引导型、市场合作型即市场主导型、无保险。从偏好值可以看出，用户对保险机制的需求很强烈，而市场引导型的偏好值远远大于市场主导型和市场合作型，表明了用户对市场引导型的强烈偏好。保险机构对方案偏好程度从大到小分别为：市场主导型、市场合作型、市场引导型，但从偏好值可以看出，三种机制的偏好值差距不大，因此对于保险机构来说，三种机制都是可以接受的，无谓偏好。电力部门和政府对方案偏好程度从大到小都为：市场引导性、市场合作型，通过偏好值可见，电力部门和政府对市场引导型机制的偏好程度远远高于市场合作型。综上，从各主体自身角度出发，四位主体均能接受的是市场引导型。
附图6显示，决策主体总体对方案的认可度从大到小分别为：市场引导型、市场主导型、无保险、市场合作型。显而易见，综合各主体的偏好，得到主体总体的认可方案为市场引导型，市场引导型更能被所有决策主体所接受，运行实施难度较低，可行性较高，能够合理分散电压暂降损失风险，是最适合于电压暂降损失风险的保险机制。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。