一种配电网工程投资成效的评估方法及系统与流程

本发明涉及配网工程精益化管控方法，具体涉及一种配电网工程投资成效的评估方法及系统。

背景技术：

随着未来配电网发展形态的变化、自动化与信息化系统的普及应用、大数据/云计算技术的快速发展，使配电网建设改造评价不再单纯是一项经济工作，而应更加注重评价的技术性、系统性。一是需要研究不同配电网工程类型项目如大量分布式能源接入、交直流混合电网发展对配电网建设标准、建设模式产生的变化以及对电网投资建设成本的影响，实现电网建设改造成效的评价；二是需要研究配电网不同电压等级工程的助增效果、典型工程内部的单个工程助增效果，实现多指标助增效果评价分析；三是需要借助多源数据融合和大数据/云计算技术，快速准确计算评价指标，使评价对象的颗粒度更加细化，实现定期评价和动态评价。区域等级一体化评估贯彻资产精准投资、精益管理理念，坚持“统一规划、统一标准、安全可靠、坚固耐用”的原则，在配电网建设改造工作中优化网络结构，简化设备种类，提高投资效率，提升智能水平，有效解决供电能力受限、电能质量不高等突出问题。区域等级一体化评估配电网工程投资项目成效可以合理制定投资方案，挖掘降损潜力，为配电网工程项目规划投资和精益化管理提供辅助决策，对科学评价电网经济运行、节能降损工作起积极作用。

多年来，国内外学者围绕电网投资与建设成效评价开展了大量研究工作，但针对规模巨大、复杂多样的配电网投资建设的成效评价仍存在一些技术难题尚未攻克。一方面是受供电区域的经济发展水平、负荷水平、运行环境、电网基础水平等因素差异性制约，同一指标对不同区域的影响贡献度不同，如何确定适应不同供电区域评价指标权重的计算方法仍面临难题受；另一方面是地理环境、建设标准、运行水平、运维管理水平的不同，各类设备寿命周期差异较大，且不同地区配电网工程项目投资管理差异较大。如何建立配电网投资成效的评价指标及其评价指标计算方法、如何考虑地区差异等问题是区域等级一体化评估面临的难题。

为了克服这些难题，配电网工程项目成效评价需要考虑经济性、社会性、技术性、投资成本差异性、供电区域差异性、建设模式差异性、建设标准差异性、未来配电网发展形态等多维因素，需要区域等级一体化化评估体系。因此，县-地、地-省、省-国网递进式的评估指标计算方法、权重修正方法及综合评分细则的建立是垂直一体化评估配电网工程投资成效首先解决的问题。与本发明相关的技术包括：

(1)指标权重确定方法

指标权重是以定量的方式反映各项指标在实现对象预定要求中所起作用大小的比重。确定指标权重不仅可以更真实地反映出对象系统的特点，而且可以使评估工作实现主次有别，抓住主要矛盾的效果。指标权重的确定是系统评价中难度较大的一项工作，往往需要从整体上多次调整，反复归纳综合才能完成。对于一个既包含定性指标又有定量指标的体系，其指标权重的确定通常采用层次分析法和主成分分析法，前者能充分利用专家经验，后者能充分利用客观数据，以保证指标权重具有较高的可信度和合理性，使评估结果公正、准确。

主成分分析法(principalcomponentanalysis，pca)也称主分量分析法，旨在利用降维的思想把多指标转化为少数几个综合指标。它由原始信息矩阵构建各指标的相关矩阵，然后通过求取相关矩阵的特征值及各特征值对应的特征向量，最终确定出各指标权重。

层次分析法(analytichierarchyprocess，ahp)是美国运筹学家t.l.saaty教授于70年代初期提出的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法。它用科学的方法整理和综合了人们的主观判断，实现了定性分析与定量分析相结合。它有严格的数学依据，广泛应用于多层次、多指标复杂系统的评价分析与决策，尤其适用于那些难于完全定量分析的问题。层次分析法是通过专家打分构造判断矩阵，然后求取判断矩阵的最大特征值对应的特征向量，最终确定出各指标权重。

(2)模糊集对分析

集对分析(setpairanalysis，spa)是一种不确定性理论，是由我国学者赵克勤在1989年提出的一种关于确定、不确定系统—同、异、反定量分析的系统分析方法。其核心思想是把确定性信息和不确定信息包含在同一个系统中，从同、异、反三方面来研究事物之间的确定性与不确定性，全面刻画事物间的联系与转化。

集对分析的基本概念是集对及其联系度。所谓集对，就是具有一定联系的两个集合所组成的对子，按照集对的某一特性展开分析，对集对在该特性上的联系进行分类定量描述，得到集对在某一问题背景下的联系度表达式为：

μ＝a+bi+cj(3-1)

式中：μ称为联系度，对于一个具体问题的联系度一般仅是一种结构函数，只有在特殊情况下才是一个数值。a表示两个集合的同一程度，称为同一度；b表示两个集合的差异不确定程度，称为差异度；c表示两个集合的对立程度，称为对立度；i为差异度系数，在[-1，1]取值。i在-l→l之间变化，体现了确定性与不确定性之间的相互转换，随着i→0，不确定性明显增加，而i取-1与1时，问题都是确定性的；j为对立标记符号或相应系数，规定取值为-1。

联系度可统一处理模糊、随机和信息不完全等所致的不确定性。这种刻划是对确定性与不确定性的定量描述，其中a、c是相对确定的，而b是相对不确定的，a、b、c满足如下归一化条件：

a+b+c＝1(3-2)

这种相对性是由于客观对象的复杂性和可变性，以及对客观对象认识与刻画的主观性和模糊性造成的不确定性。因而在式(1)中，确定性与不确定性、同一性和对立性存在着认识上的相对性、模糊性，刻划的结果也是相对的、非唯一的。集对分析有效地刻划了确定与不确定系统的对立统一关系，符合自然辩证法和人类思维方式，具有方法论意义。

模糊联系度是集对分析的联系度概念在分类刻画模糊性的具体化，是论域上的隶属关系的微观刻画。它从认知角度对一完整模糊性信息给出次对立分配描述，从而形成不同认识层次上的模糊集合对。以客体x为论域,x中的模糊子集a、a^c分别为确定性信息和不确定性信息，对应为一种对立刻画。以确定性信息a为论域，a中的一对模糊子集b、b^c分别为同一性信息和对立性信息，对应为另一个对立刻画。模糊联系度的表达式：

式中：μb(x)是集对在论域x上的同一度；μbc(x)是集对在论域x上的对立度；μac(x)是集对在论域x上的差异度

对于一个优质的配电网工程投资项目，不仅可以保证电网安全可靠运行，还能提高配电网的技术经济性。一个可行的配电网工程投资项目是由若干有效指标组成及通过区域等级一体化评估的综合评价结果。如何从众多可行的配电网工程投资方案中优选出最佳方案，除了要考虑项目投资成本外，还需考虑建设改造资金、电网运行安全性、可靠性、实施难度等多因素限制。在实际立项决策中，需要考虑的这些因素往往既是对立又是统一的，怎样使这些因素很好地统一在一个经济技术方案决策模型中是值得研究的问题。

纵观一体化化评估配电网工程项目成效，要考虑经济性、社会性、技术性、投资成本差异性、供电区域差异性、建设模式差异性、建设标准差异性、未来配电网发展形态等多维因素，这些因素往往既对立又统一。现有配电网工程项目成效评估方法没有考虑各区域等级之间的关系，也没有考虑投资成本差异性、供电区域差异性、建设模式差异性、建设标准差异性，不适用于多等级垂直一体化综合评估。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明给出垂直一体化评估的执行框架，提出多区域等级的递进式的评估指标计算方法、权重修正方法及综合评分细则，为处理配电网垂直一体化评估配电网工程投资成效问题提供了新思路。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种配电网工程投资成效的评估方法，所述方法包括：

基于配电网工程各等级单元之间的差异性和预先建立的配电网工程投资成效评估指标集，确定当前配电网工程投资成效评估指标；

采用层次分析法和主成分分析法确定所述评估指标的指标权重，并基于配电网建设规模、配电网工程投资规模和经济发达程度因素对评估指标的指标权重进行修正；

基于所述修正后的评估指标的指标权重，确定所述评估指标的信用综合评分，获得配电网工程投资成效的评价结果。

优选的，所述确定当前配电网工程投资成效评估指标包括：

基于垂直一体化评估目标，按照配电网工程的上、下级从属关系，由高到低依次划分等级单元；

基于上、下等级单元之间的差异性和预先建立的配电网工程投资成效评估指标集，计算不同等级单元的评估指标；

其中，所述差异性包括投资成本差异性、供电区域差异性、建设模式差异性和建设标准差异性。

进一步地，所述配电网工程的上、下级从属关系基于配电网结构、管辖的地域范围、地域发展的不平衡、管理差异、电网建设规模、工程投资规模进行确定。

进一步地，所述配电网工程投资成效评估指标集的建立包括：

基于损耗率、电压合格率、线路与配变过载率、联络线路转供能力合格率、低压户均容量合格率、单位投资效益、碳减排放量和实施难度进行构建；其中，

所述损耗率是指配电网工程方案实施前后产生的损耗差与配电网工程方案前损耗电量之间的比值；

所述电压合格率，用于反应预设等级范围的用户电压合格率或者低压用户电压合格率；

所述线路与配变过载率，用于反映配电网发生n-1预想事故后，线路或者变压器的过负荷程度；

所述联络线路转供能力合格率，用于反映配电网发生故障并进行隔离之后，通过开关的操作以及部分负荷的切除，恢复剩余负荷的供电；

所述低压户均容量合格率，用于评估低压户均容量合格率；

所述单位投资效益是指实施某一配电网工程方案产生的节电量与投资的比值；

所述碳减排放量是指配电网工程方案实施前后的二氧化碳排放量差值；

所述实施难度是指考虑地理、地形、气候、环境因素获得的施工难易程度指标。

进一步地，所述基于上、下等级单元之间的差异性，计算不同等级单元的评估指标包括：

考虑地域差异时，通过下式确定上级单元的评估指标：

式中，θ为下级单元集合；rsap^city为上级单元的碳减排放量，rsap^coun为下级单元的碳减排放量；

不考虑地域差异时，通过下式确定上级单元的评估指标：

式中，rloss^city为上级单元的损耗率；rloss^coun表示下级单元的损耗量；rsup^coun上级单元的所辖下级单元评估指标的基础数据；所述基础数据为预先建立的配电网工程投资成效评估指标集中对应的参数；

针对考虑地域差异，且无法直接使用下级单元指标值以确定上级单元的评估指标值时，通过下式确定上级单元的评估指标值：

式中，{a+～e}表示按经济发展程度划分的六类地区{a+，a，b，c，d，e}；wj为第j类地区的权重。

优选的，所述采用层次分析法和主成分分析法确定评估指标的指标权重包括：将不同等级单元的评估指标值作为评估对象，采用层次分析法和主成分分析法分别计算评估对象的指标权重后，按比例计算各评价指标最终的指标权重。

进一步地，所述采用层次分析法确定各指标权重包括：

采用专家法建立判断矩阵；

求解所述判断矩阵的最大特征值对应的特征向量；

依据特征向量计算各指标权重。

进一步地，通过下式确定判断矩阵的最大特征值对应的特征向量：

bv＝λmaxv

通过下式确定各指标权重：

式中，wi为第i个指标权重，vi为特征向量v的第i维分量；vk为第k个特征向量，m为指标数；λmax和ν分别表示判断矩阵b的最大特征值及其对应的特征向量。

进一步地，所述采用主成分分析法确定各指标权重包括：

对预先建立的原始信息矩阵进行标准化处理，得到标准化矩阵；

根据标准化矩阵，确定各指标相关矩阵；

基于所述指标相关矩阵的特征值及其特征值累计贡献率选取主成分，并通过归一化处理确定各指标权重。

进一步地，通过下式确定各指标相关矩阵：

式中，i,j∈m，rij为指标i和指标j的相关程度，其表达式为：

进一步地，通过下式确定指标相关矩阵的特征值：

通过下式确定指标相关矩阵的特征值累计贡献率：

式中，λi为特征值由大到小排列构成的向量集合d＝[λ1,λ2,┅，λm]^t中的第i个向量，ηi为各特征值百分率，σηl为特征值累计贡献率。

进一步地，当累积方差贡献率达到预先定义的阈值时，通过下式确定主成分：

式中，yk为第k个主成分，l为选取主成分个数，m’为主成分包含的原输入变量个数，vki为特征向量vk的第i维分量；xi为特征变量zi标准化后变量。

进一步地，通过下式确定归一化处理的各指标权重：

式中，为各指标权重对应值，wi'表示通过归一化处理的各指标权重。

进一步地，所述基于配电网建设规模、配电网工程投资规模和经济发达程度因素对评估指标的指标权重进行修正包括：

通过下式修正指标权重：

式中，2p＝1,2,3为递进的三个等级单元；wr为项目所在k类地区的权重，用于反映经济发达程度；ip为二元变量，包含该类地区取1，不包含取0；ip为p级配电网工程投资成本，φ为p+1级所辖p级配电网工程集合，用于反映配电网工程投资规模；lp为p级配电网工程建设成本，ψ为p+1级所辖p级配电网工程建设集合，用于反映配电网工程建设规模。

进一步地，通过下式确定配电网工程建设成本：

式中，lg为建设改造10kv长度，ld为建设改造低压线路长度，lm为台区平均低压线路长度，nt为10kv线路平均配变数。

优选的，所述基于修正后的评估指标的指标权重，确定所述评估指标的信用综合评分，获得配电网工程投资成效的评价结果包括：

对所有评估指标进行归一化处理，按照统一评分标准对归一化处理后的所有指标进行评分；将每一项指标评出的分数乘以相应的综合权重进行相加，得出信用综合评分，将所述信用综合评分定义为配电网工程投资成效的评价结果。

进一步地，通过下式确定信用综合评分：

式中，c代表评估指标的信用综合评分分值；sr表示经归一化处理的指标值，smin、smax分别表示经归一化处理的项目所在评估级允许的最小值和最大值

优选的，所述获得配电网工程投资成效的评价结果之后还包括：对配电网工程投资成效的评价结果进行排序稳定性分析，确定稳定区域，包括：

记录信用综合评分的最优值和最劣值，根据评估指标的类型评估指标的比较区间，并计算各类型指标在各自比较区间上集对的模糊联系度；

根据所述模糊联系度定义评价方案对于最优评价系统的贴近程度，以所述贴近程度的值越大配电网投资方案综合状况越佳为准则，评价配电网工程投资成效的优劣情况；再基于预先获取的相对不确定性信息，对配电网工程投资成效的评价结果进行排序稳定性分析，获得稳定区域；

其中，所述评估指标的类型包括正向型指标和负向型指标。

进一步地，通过下式确定评价指标的比较区间：

式中，m1为正向型指标，m2为负向型指标，[vr,ur]和[ur,vr]分别表示m1和m2的比较区间，ur、vr分别为最优方案和最劣方案对应的指标值。

进一步地，通过下式确定各类型指标在各自比较区间上集对的模糊联系度：

μt＝at+bti+ctj

式中，{hkr,ur}表示各类型指标在各自比较区间上集对，hkr为评估方案在指标mr上的取值，at、ct分别表示接近最优评价系统u的肯定和否定程度。

进一步地，通过下式确定评价方案对于最优评价系统的贴近程度：

进一步地，所述对配电网工程投资成效的评价结果进行排序稳定性分析，获得稳定区域包括：

基于配电电网投资成效评价结果δi在[-1，1]内的变化，对预先定义的配电网工程投资成效的评价结果对应的方案集中的排序方案进行排序稳定性分析；

计算排序方案中满足约束条件的基序排序结果，取区间并集得到排序的稳定区域。

进一步地，当0≤δi≤1时，通过下式确定排序方案中满足约束条件的基序排序结果：

约束条件为：

cpak-ckap＞(ckbp-cpbk)δi；

若ckbp-cpbk≤0，有δi∈[0，1]；

若ckbp-cpbk＞0，有

当-1≤δi＜0时，通过下式确定排序方案中满足约束条件的基序排序结果：

约束条件为：

若akbp-apbk≥0，有δi∈[-1，0)；

若akbp-apbk＜0，有

式中，sk为排序稳定性分析方案集s的第k个排序方案，为δi≠0时排序方案sk的排序名次；表示相邻排序方案，和cp表示接近的肯定和否定程度，ak和ck表示接近的肯定和否定程度。

一种配电网工程投资成效的评估系统，所述系统包括：

确定单元，用于基于配电网工程各等级单元之间的差异性和预先建立的配电网工程投资成效评估指标集，确定当前配电网工程投资成效评估指标；

修正单元，用于采用层次分析法和主成分分析法确定所述评估指标的指标权重，并基于配电网建设规模、配电网工程投资规模和经济发达程度因素对评估指标的指标权重进行修正；

评估单元，用于基于所述修正后的评估指标的指标权重，确定所述评估指标的信用综合评分，获得配电网工程投资成效的评价结果。

与最接近的现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

本发明提供一种配电网工程投资成效的评估方法及系统，在统一配电网工程投资成效评价指标体系相同的情况下，给出了区域等级垂直一体化配电网工程投资成效评价的执行流程。基于配电网工程各等级单元之间的差异性和预先建立的配电网工程投资成效评估指标集，确定当前配电网工程投资成效评估指标。建立了递进式的评估指标计算方法，对指标评分规则按照区域等级进行差异化处理。

根据配电网建设规模、配电网工程投资规模、a+～e类分区占比、经济发达程度因素，建立了各等级递进式的指标权重修正方法。采用层次分析法和主成分分析法确定所述评估指标的指标权重，并基于配电网建设规模、配电网工程投资规模和经济发达程度因素对评估指标的指标权重进行修正。

基于所述修正后的评估指标的指标权重，确定所述评估指标的信用综合评分，获得配电网工程投资成效的评价结果。采用模糊集对分析进行配电网程投资方案成效优选决策，应用相对贴近度评价方案优劣程度的方法概念清晰，计算简单。并在相对确定条件下进行方案优劣评判的同时，再利用相对不确定性信息对排序结果进行稳定性的分析，给出稳定区域，寻找其它排序结果，可从不稳定排序中判别出相对稳定的排序。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中提供的方法总流程图；

图2是本发明实施例中提供的均垂直一体化配电网工程投资成效评估流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

实施例1：

本发明提供的一种配电网工程投资成效的评估方法，如图1所示，包括：

s1基于配电网工程各等级单元之间的差异性和预先建立的配电网工程投资成效评估指标集，确定当前配电网工程投资成效评估指标；

s2采用层次分析法和主成分分析法确定所述评估指标的指标权重，并基于配电网建设规模、配电网工程投资规模和经济发达程度因素对评估指标的指标权重进行修正；

s3基于所述修正后的评估指标的指标权重，确定所述评估指标的信用综合评分，获得配电网工程投资成效的评价结果。

步骤s1中，确定当前配电网工程投资成效评估指标包括：

a，基于垂直一体化评估目标，按照配电网工程的上、下级从属关系，由高到低依次划分等级单元；

b，基于上、下等级单元之间的差异性和预先建立的配电网工程投资成效评估指标集，计算不同等级单元的评估指标；

其中，所述差异性包括投资成本差异性、供电区域差异性、建设模式差异性和建设标准差异性。

步骤a中，配电网工程的上、下级从属关系基于配电网结构、管辖的地域范围、地域发展的不平衡、管理差异、电网建设规模、工程投资规模进行确定。

步骤b中，配电网工程投资成效评估指标集的建立包括：

基于配电网工程投资成效评估指标集基于损耗率、电压合格率、线路与配变过载率、联络线路转供能力合格率、低压户均容量合格率、单位投资效益、碳减排放量和实施难度构建配电网工程投资成效评估指标集；其中，

损耗率是指配电网工程方案实施前后产生的损耗差与配电网工程方案前损耗电量之间的比值；

电压合格率，用于反应预设等级范围的用户电压合格率或者低压用户电压合格率；

线路与配变过载率，用于反映配电网发生n-1预想事故后，线路或者变压器的过负荷程度；

联络线路转供能力合格率，用于反映配电网发生故障并进行隔离之后，通过开关的操作以及部分负荷的切除，恢复剩余负荷的供电；

低压户均容量合格率，用于评估低压户均容量合格率；

单位投资效益是指实施某一配电网工程方案产生的节电量与投资的比值；

碳减排放量是指配电网工程方案实施前后的二氧化碳排放量差值；

实施难度是指考虑地理、地形、气候、环境因素获得的施工难易程度指标。

其中，通过下式确定损耗率：

式中，r1表示损耗率。

通过下式确定电压合格率：

式中，△为10kv用户电压检测点和低压用户的电压合格率。

通过下式确定线路或配变过载率：

式中，r3表示线路或配变过载率，ω为越限的线路和变压器集合。

通过下式确定联络线路负荷可转供能力合格率：

式中，r4表示联络线路负荷可转供能力合格率。

通过下式确定低压户均容量合格率：

式中，r5表示低压户均容量合格率。

步骤s1基于预先建立的配电网工程投资成效评估指标集，确定当前配电网工程投资成效评估指标包括：

a，基于配电网结构、管辖的地域范围、地域发展的不平衡、管理差异、电网建设规模、工程投资规模，确定配电网工程的上下级从属关系；

b，按照配电网工程的上下级从属关系，由高到低依次划分等级单元；

c，基于上、下等级单元之间的差异性，计算不同等级单元的评估指标值。

步骤c中，基于上、下等级单元之间的差异性，计算不同等级单元的评估指标值包括：

考虑地域差异时，通过下式确定上级单元的评估指标值：

式中，θ为下级单元集合；rsap^city为上级单元的碳减排放量，rsap^coun为下级单元的碳减排放量；

不考虑地域差异时，通过下式确定上级单元的评估指标值：

式中，rloss^city为上级单元的损耗率；rloss^coun表示下级单元的损耗量；rsup^coun上级单元的所辖下级单元评估指标的基础数据；

针对考虑地域差异，且无法直接使用下级单元指标值以确定上级单元的评估指标值时，通过下式确定上级单元的评估指标值：

式中，{a+～e}表示按经济发展程度划分的六类地区{a+，a，b，c，d，e}；wj为第j类地区的权重。

步骤s2，采用层次分析法和主成分分析法确定评估指标的指标权重包括：将不同等级单元的评估指标值作为评估对象，采用层次分析法和主成分分析法分别计算评估对象的指标权重后，按比例计算各评价指标最终的指标权重，其表达式为：

w＝0.5wi+0.5wi′

式中，wi和wi'分别为采用层次分析法主成分分析法计算获得的评估对象的指标权重。

(1)采用层次分析法确定各指标权重包括：

采用专家法建立判断矩阵，即由专家针对某一评估对象填写调查表，依据调查表建立判断矩阵；

求解所述判断矩阵的最大特征值对应的特征向量；

依据特征向量计算各指标权重。

通过下式确定判断矩阵：

通过下式确定判断矩阵的最大特征值对应的特征向量：

bv＝λmaxv

通过下式确定各指标权重：

式中，wi为通过vi为特征向量v的第i维分量；m为指标数；λmax和ν分别表示判断矩阵b的最大特征值及其对应的特征向量。

(2)采用主成分分析法确定各指标权重包括：

对预先建立的原始信息矩阵进行标准化处理，得到标准化矩阵；

根据标准化矩阵，确定各指标相关矩阵；

基于所述指标相关矩阵的特征值及其特征值累计贡献率选取主成分，并通过归一化处理确定各指标权重。

通过下式确定标准化矩阵：

式中，xnm为标准化矩阵x中的指标样本，i＝1,2,3,…,m，n为样本数，m为指标数。

通过下式确定各指标相关矩阵：

式中，i,j∈m，rij为指标i和指标j的相关程度，其表达式为：

通过下式确定指标相关矩阵的特征值：

通过下式确定指标相关矩阵的特征值累计贡献率：

式中，λi为特征值由大到小排列构成的向量集合d＝[λ1,λ2,┅，λm]^t中的第i个向量，ηi为各特征值百分率，σηl为特征值累计贡献率。

当累积方差贡献率达到预先定义的阈值时，通过下式确定主成分：

式中，yk为第k个主成分，l为选取主成分个数，m’为主成分包含的原输入变量个数，vki为特征向量vk的第i维分量；xi为特征变量zi标准化后变量。

通过下式确定归一化处理的各指标权重：

式中，为各指标权重对应值，wi'表示通过归一化处理的各指标权重。

步骤s2，基于配电网建设规模、配电网工程投资规模和经济发达程度因素对评估指标的指标权重进行修正包括：

通过下式修正指标权重：

式中，2p＝1,2,3为递进的三个等级单元；wr为项目所在k类地区的权重，用于反映经济发达程度；ip为二元变量，包含该类地区取1，不包含取0；ip为p级配电网工程投资成本，φ为p+1级所辖p级配电网工程集合，用于反映配电网工程投资规模；lp为p级配电网工程建设成本，ψ为p+1级所辖p级配电网工程建设集合，用于反映配电网工程建设规模。

通过下式确定配电网工程建设成本：

式中，lg为建设改造10kv长度，ld为建设改造低压线路长度，lm为台区平均低压线路长度，nt为10kv线路平均配变数。

步骤s3，基于所述修正后的评估指标的指标权重，确定评估指标的信用综合评分，获得配电网工程投资成效的评价结果：

对所有评估指标进行归一化处理，按照统一评分标准对归一化处理后的所有指标进行评分；将每一项指标评出的分数乘以相应的综合权重进行相加，得出信用综合评分。

通过下式对所有指标进行归一化处理：

式中，sr，srea，smin，smax依次表示归一化处理化以后的值、实际值及项目所在评估级允许的最小值和最大值。

通过下式确定信用综合评分：

式中，c代表评估指标的信用综合评分分值。

步骤s3，获得配电网工程投资成效的评价结果之后还包括：基于评估指标的信用综合评分，对配电网工程投资成效的评价结果进行排序稳定性分析，确定稳定区域包括：

记录信用综合评分的最优值和最劣值，根据评估指标的类型评估指标的比较区间，并计算各类型指标在各自比较区间上集对的模糊联系度；

根据所述模糊联系度定义评价方案对于最优评价系统的贴近程度，以所述贴近程度的值越大配电网投资方案综合状况越佳为准则，评价配电网工程投资成效的优劣情况；再基于预先获取的相对不确定性信息，对配电网工程投资成效的评价结果进行排序稳定性分析，获得稳定区域；

其中，所述评估指标的类型包括正向型指标和负向型指标。

通过下式确定评价指标的比较区间：

式中，m1为正向型指标，m2为负向型指标，[vr,ur]和[ur,vr]分别表示m1和m2的比较区间，ur、vr分别为最优方案和最劣方案对应的指标值。

通过下式确定各类型指标在各自比较区间上集对的模糊联系度：

μt＝at+bti+ctj

式中，{hkr,ur}表示各类型指标在各自比较区间上集对，hkr为评估方案在指标mr上的取值，at、ct分别表示接近最优评价系统u的肯定和否定程度。

通过下式确定评价方案对于最优评价系统的贴近程度：

对配电网工程投资成效的评价结果进行排序稳定性分析，获得稳定区域包括：

基于配电电网投资成效评价结果δi在[-1，1]内的变化，对预先定义的配电网工程投资成效的评价结果对应的方案集中的排序方案进行排序稳定性分析；

计算排序方案中满足约束条件的基序排序结果，取区间并集得到排序的稳定区域。

当0≤δi≤1时，通过下式确定排序方案中满足约束条件的基序排序结果：

约束条件为：

cpak-ckap＞(ckbp-cpbk)δi；

若ckbp-cpbk≤0，有δi∈[0，1]；

若ckbp-cpbk＞0，有

当-1≤δi＜0时，通过下式确定排序方案中满足约束条件的基序排序结果：

约束条件为：

若akbp-apbk≥0，有δi∈[-1，0)；

若akbp-apbk＜0，有

式中，sk为排序稳定性分析方案集s的第k个排序方案，为δi≠0时排序方案sk的排序名次；表示相邻排序方案，和cp表示接近的肯定和否定程度，ak和ck表示接近的肯定和否定程度。

实施例2：

如图2所示，以中国国家配电网工程为例，考虑地区差异等问题设定的垂直一体化评估中上下级从属关系包括：第一级：国网；第二级：国网下属的省网、第三级：省网下属的地市网、第四级地市网下属的县网，等等。

(1)配电网工程投资成效评估指标集

国网-省-地市-县级配电网工程投资成效评估指标相同，其指标集为{损耗率；电压合格率；线路或配变过载率；线路转供能力合格率；低压户均容量合格率；单位投资效益；碳减排放量；实施难度}。

1)损耗率r1：指采用某一配电网工程方案前后后产生的损耗差与配电网工程方案前损耗电量的比值，如公式(5-1)，其值越大越好，为收益型指标：

2)电压合格率r2：反映10kv用户电压合格及380/220v低压用户电压合格率，其计算式如(5-2),其值越大越好，为收益型指标：

式中：△是10kv用户电压检测点和380/220v低压用户电压合格率。

3)线路或配变过载率r3：反映配电网发生n-1预想事故后线路或变压器过负荷程度，其值越小越好，为非收益型指标。定义为：

式中：ω为越限的线路和变压器集合。

4)联络线路负荷可转供能力合格率r4：反映配电网发生故障并进行隔离之后,通过开关的操作以及部分不重要负荷的切除,在满足安全约束的条件下,快速优先恢复故障下游因受故障影响而失电的重要负荷供电的同时,也尽可能恢复其它负荷的供电。其值越大越好，为收益型指标。计算公式：

式中：可转供电线路(有联络关系的线路同时处于最大负荷运行方式下)，某回线路的变电站出线开关停运时，其全部负荷可通过不超两次转供电操作，转由其他线路供电，那么该线路称为可转供电线路。

5)低压户均容量合格率r5：低压户均容量合格率的计算公式如(5-5)所示，值越大越好，为收益型指标。

式中：户均容量指负责供电的配电容量与居民用户数的比值。

6)单位投资效益r6：指采用某一配电网工程方案产生的节电量与投资的比值，即单位投资的节电效果，其值越大越好，为收益型指标。节电量指采用配电网工程方案前后损耗电量的差值。投资：指采用某一配电网工程方案需要投入设备的资金。

7)碳减排放量r7：指采用配电网工程方案前后二氧化碳排放量差值(不考虑网损)，其值越大越好，为收益型指标。

8)实施难度r8：考虑地理、地形、气候、环境等因素给出的施工难易程度指标，分为{难，一般，较容易，容易}四类，用{1，2，3，4}来量化，其值越大越好，为收益型指标。

(2)递进式的评估指标计算方法

国网-省-地市-县级配电网工程投资成效评估指标虽然相同，但是由于包括的配电网结构、管辖的地域范围、地域发展的不平衡、管理差异、电网建设规模、工程投资规模等的不同，以及国网-省-地市-县的上下级从属关系，致使评估指标的计算方法存在差异。因此需要差别对待。对于县级评估，其评估指标的计算采用(1)所述的指标计算方法进行计算。而对于国网-省-市级的指标计算需要考虑所从属的下级配电网的影响，即采用递进式的评估指标计算方法。对于一些可以直接使用下级评估结果的指标可以采用求和的方法来计算，如{碳减排放量}，其市级计算方法为：

式中：θ指该市所辖县集；rsap^city是某市碳减排放量；rsap^coun指该市所辖某县碳减排放量。

而对于那些不考虑地域差异的不能直接使用下级评估结果的指标值，通过获取下级基础数据而计算，如{损耗率、电压合格率、线路或配变过载率、联络线路可转供能力合格率、低压户均容量合格率、碳减排放量}。以损耗率为例，其市级计算公式为：

式中：θ指该市所辖县集；rloss^city是某市损耗率；rloss^coun是某县损耗量；rsup^coun指该市所辖某县供电量。

而对于那些需要考虑地域差异的不能直接使用的指标值，通过加权计算实现，如{单位投资效益，实施难度}。以单位投资效益为例，其计算公式为：

式中，θ指该市所辖县集；j指哪类地区{a+～e}指按经济发展程度划分的六类地区，即{a+，a，b，c，d，e}；wj指第j类地区的权重,对于越发达地区权重越大，反之越小。

(3)递进式的评估指标权重

为了能够处理不同级别不同的指标，层次分析法和主成分分析法用来确定指标权重。同时考虑地区的差异性及上下级从属关系，不同级别对指标权重值进行修正。

对于县级配电网工程项目投资成效评估指标权重的确定采用层次分析法和主成分分析法确定指标权重，以考虑专家经验，又结合客观实际。即采用层次分析法和主成分分析法分别确定各分项指标权重后，然后再按一定的比例确定出最终的指标权重。其表达式：

w＝0.5wahp+0.5wpca(5-9)

(4)层次分析法确定各指标权重的步骤如下：

1)首先由专家针对某一评估对象填写调查表，依据调查表建立如下判断矩阵：

2)求判断矩阵b的最大特征值λmax及其对应的特征向量ν，计算公式如：

bv＝λmaxv(5-11)

3)依据特征向量求各指标权重，如式：

式中：vi为特征向量v的第i维分量；m是指标数。

(5)主成分分析法确定各指标权重的步骤如下：

1)建立原始信息矩阵，并进行标准化处理，得到标准化矩阵。设样本数为n,指标数为m,标准化后变量为xi(i＝1,2,3,…,m)。标准化矩阵为：

2)根据标准化矩阵求得各指标相关矩阵

式中：xij是指指标i和指标j的相关程度，其中对角元素是自相关系数，非对角元素为互相关系数。

元素的求解表达式为：

3)求指标相关矩阵r的特征值及其特征值累计贡献率

特征值由大到小排列构成向量d＝[λ1,λ2,┅，λm]^t，并利用公式(5-13)和(5-14)计算各特征值百分率(ηi)及累计贡献率(σηl)。

4)选取主成分，并通过归一化处理确定各指标权重

所有特征值的累积方差贡献率为100，但当累积方差贡献率足够大时(通常取σηl≥85％)，对应的前l个主成分便包含m个原输入变量所能提供的绝大部分信息，因此选取主成分个数p＝l个。第k个主成分yk为：

式中：vki为特征向量vk的第i维分量；xi为特征变量zi标准化后变量。

各指标权重对应值为：

取的归一化值为最终各指标权重：

对于国网-省-市级配电网工程项目投资成效评估指标权重的确定除采用层次分析法和主成分分析法确定指标权重外，还要根据配电网建设规模、配电网工程投资规模、经济发达程度因素对其进行修正，其指标权重修正公式为：

式中：p＝1,2,3指省-市级-县；wr指项目所在k类地区的权重，用于反映经济发达程度程度；ip为二元变量，包含该类地区取1，不包含取0；ip为p级配电网工程投资成本，φ为p+1级所辖p级配电网工程集合，用于反映配电网工程投资规模；lp为p级配电网工程建设成本，ψ为p+1级所辖p级配电网工程建设集合，用于反映配电网工程建设规模，这里用于考虑建设规模施工造价高，地理位置差异带来投资的差异，其量化公式：

式中：lg为建设改造10kv长度；ld为建设改造低压线路长度；lm为台区平均低压线路长度；nt为10kv线路平均配变数。

5)各指标权重对应修正原则为：

①县-地：不考虑建设规模(地理位置很近的区域投资与规模等价)

②地-省、省-国网：考虑建设规模(地理位置远，同样投资但建设规模不一样，如云南靠近西藏的迪庆州(地市级)，州内统一造价，高于云南省其它地市)省级。

③国网级考虑经济发达程度；国网、省级考虑配电网建设规模；地市、县级考虑配电网工程投资规模因子；地市、县级考虑a+～e类分区占比。

(6)递进式的指标评分规则方法。

垂直一体化配电网工程项目投资成效评估工作尚处于研究阶段，因此缺少可参考的评分标准。本发明根据所提的国网-省-地市-县垂直一体化评估流程，结合所提的指标类型并考虑工程项目所属区域等差异性，给出了国网-省-地市-县递进式的评分细则及项目等级划分标准。

在国网-省-地市-县垂直一体化评估流程中，尽管每一个级别采用的指标一样，但明显由于所辖范围的不同，导致有些指标(如损耗率、电压合格率、单位投资收益、实施难度)的量化取值范围有明显的不同。因此，本发明对于所有的指标，进行归一化处理，然后按照统一评分标准进行评分。其无量纲计算公式如下：

式中：sr，srea，smin，smax依次指归一化处理化以后的值、实际值及项目所在评估级允许的最小值和最大值。然后按照百分制进行评分，评分规则按如下公式进行：

式中：c代表该指标最后得分值。每一等级以相应的百分制分数来体现其评估的优劣，最后将每一项指标评出的分数乘以相应的综合权重进行相加，得出最后信用综合评分。表1是等级分值表。

表1等级分值表

(7)最值及模糊联系度确定

评价指标的类型有正向型指标(记为m1，值越大越好)、负向型指标(记为m2，值越小越好)。记最优方案和最劣方案对应er的指标值分别为ur、vr。因此，当指标的最优值和最劣值确定后，就可按指标的类型确定指标的比较区间，从而进一步构成方案的比较空间[v，u]。两类指标mr的比较区间为：

两类型指标在各自比较区间上得到集对{hkr,ur}的模糊联系度计算式依次为：

式中：hkr为评估方案在指标mr上的取值。

若记模糊联系度公式为：

μt＝at+bti+ctj(5-28)

则由于同一度at、对立度ct是相对确定的，分别表示接近最优评价系统u的肯定和否定程度，那么在相对确定条件下可定义评价方案相对于u的相对贴近度为：

根据γt的大小可对配电网工程投资成效进行评估，其中γt值越大者配电网投资方案综合状况越佳。

(8)排序稳定性分析

在本发明的配电网工程投资成效评估方法中，采用μk＝ak+bki+ckj中相对稳定的ak和ck构成相对贴近程度γk来评价方案的优劣情况。但是bk是相对不确定的，其值大小标志着不确定性的大小，且i的符号和取值可视为bk对ak或ck的修正方向和修正程度，将对方案的评价结果产生影响。所以有必要对电配电网投资成效评价结果进行排序稳定性分析，并尽可能地寻找除基本排序外的其它排序结果，即得到扩展序。

分析式μk＝ak+bki+ckj可得，当i>0时，作为对ak的正向修正，标志着对sk接近理想最优方案u的肯定态度，且i越接近1，这种修正作用越强。反之，当i>0时，作为对ck的正向修正，标志着对sk接近u的否定态度，且i越接近-1，这种修正作用越强。为此，关于i在[-1，1]内的变化，可进行方案排序的稳定性分析。

为清楚表达，记i为δi，则δi∈[-1，1]。假定对于整个方案集s，δi相同。设sk原排序名次为l，记原γk为当δi≠0时，其值变为假定原方案排序中有则根据式(5-30)可得：

cpak-ckap＞0(5-30)

1)当0≤δi≤1时，式(5-30)变为：

为维持原排序需满足cpak-ckap＞(ckbp-cpbk)δi。可得：

①当ckbp-cpbk≤0时，有δi∈[0，1]；

②当ckbp-cpbk＞0时，有

2)当-1≤δi＜0时，式(5-31)变为：

同理可得维持原排序的条件：

①当akbp-apbk≥0时，有δi∈[-1，0)；

②当akbp-apbk＜0时，有

求取上述两种情况的区间并集就可得到排序的稳定区域。这只是对相邻排序方案p和k稳定性的局部分析，为保证方案集s排序结果的整体稳定性，只需依次两两比较分析，则所有i取值区间的交集即为方案集s基序排序结果的稳定区域。在非稳定区域，根据i的取值可得到方案集其它可能的排序结果，统称扩展序。

本实施例虽以中国国家电网为例，但是不局限于中国情况，对于任何国家、地区的电网都适用，都可以将电网最高级设为第一级，依次下设各级电网，且不仅仅局限于4级，可以根据各电网情况设定级数。

实施例3：

以美国国家配电网工程为例，考虑地区差异等问题设定的垂直一体化评估中上下级从属关系包括：第一级：国家配电电网；第二级：国网下属的各个州例如加利福尼亚和纽约州的电力电网，包括、第三级：州供电系统下属的地市网、第四级地市网下属的城乡电网，等等。

国家配电电网-州-地市-城乡配电网工程投资成效评估指标相同，其指标集为{损耗率；电压合格率；线路或配变过载率；线路转供能力合格率；低压户均容量合格率；单位投资效益；碳减排放量；实施难度}。

上述实施例2记载的中国国家电网的递进式的评估指标计算，以及对评估指标信用综合评分的配电网工程投资成效评估方法也适用于本实施例。

基于同一发明构思，本发明还提供一种配电网工程投资成效的评估系统，所述系统包括：

确定单元，用于基于配电网工程各等级单元之间的差异性和预先建立的配电网工程投资成效评估指标集，确定当前配电网工程投资成效评估指标；

修正单元，用于采用层次分析法和主成分分析法确定所述评估指标的指标权重，并基于配电网建设规模、配电网工程投资规模和经济发达程度因素对评估指标的指标权重进行修正；

评估单元，用于基于所述修正后的评估指标的指标权重，确定所述评估指标的信用综合评分，获得配电网工程投资成效的评价结果。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。