一种电网监管指标关键要素提取方法及装置与流程

本发明涉及政策仿真与模拟
技术领域：
，具体为一种电网监管指标关键要素提取方法及装置。
背景技术：
：目前我国电力市场及政策监管尚处于相对起步阶段，始于20世纪80年代，政策密集出台于近5年，现有相关文献对监管要求的探讨多站在的角度，缺乏针对监管要求下电网企业发展问题的研究，缺乏针对电网监管的政策仿真、电网监管指标关键要素的提取。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种电网监管指标关键要素提取方法及装置，可以掌握具体监管要求对电网发展的具体影响，明确作用路径；分析监管条件下影响电网发展关键要素，提取监管关键要素，以解决上述
背景技术：
中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电网监管指标关键要素提取方法，其特征在于，包括：基于格兰杰检验-ism技术，辨识预先根据电网监管类文件分析得到的具体监管要求对电网发展的作用路径；基于敏感性分析技术量化预先归纳得到的监管要素对电网发展的影响，对所述作用路径中各层指标建立相互关系，构建anp网络结构；运用anp技术确定所述anp网络结构中各影响因素的权重，并根据所述权重计算各影响因素的值；根据所述各影响因素的值确定影响电网发展的关键要素。更进一步的，所述具体监管要求的归类分析方法为：根据已建立的监管电网政策三层级指标中的影响因素，建立邻接矩阵a，邻接矩阵a表示方式如下:其中，根据所述邻接矩阵a确定监管电网政策各影响因素之间的内部关系。更进一步的，所述监管要素归纳方法为：根据布尔矩阵运算规则，由邻接矩阵a与单位矩阵i求和，并对(a+i)进行幂运算，直至(a+i)k-1≠(a+i)k＝(a+i)k+1时，得到可达矩阵m＝(a+i)k；根据所述可达矩阵，找出要素s影响到的所有要素，组成可达集r(si)和所有能够影响到si的要素，组成先行集a(si)，最后找出所有既能影响si又被si影响的要素，组成共同集c(si)；在己经生成的可达矩阵中，依据r(si)∩a(si)＝c(si)条件划分监管电网政策的影响因素的层级，按照自上而下的方式，即可达集等于共同集的方式进行层级划分。更进一步的，所述的辨识预先分析得到的具体监管要求对电网发展的作用路径具体的方法为：分析政策监管要求，采用专家法确定指标分类和两个直接作用指标间的相互作用路径，两两相连的作用路径通过监管指标相连形成作用路径网络；用解释结构模型-ism梳理作用路径网络，建成分级的作用路径网络，最后得出系统内部各要素之间的作用路径。更进一步的，所述确定影响因素权重的具体算法，包括如下步骤：构建监管电网政策的anp模型，统计计算文件具体指向影响要素的频度，采用频数，对ism分层后各个层级的元素集所属元素进行打分，确定各元素间两两比较的优势度，建立元素判断矩阵；建立未加权超矩阵和加权超矩阵：以控制层元素为准则，以网络层元素为次准则，判断cj1元素集中各个元素的优势度，根据判断矩阵构造归一化特征向量，汇总即得到未加权超矩阵，其中，cj1＝1,2,3,4…；根据各个层级的元素集的判断矩阵构造权重矩阵，与超权重矩阵相乘即得到加权超矩阵。更进一步的，所述构造权重矩阵包括以下步骤：权矩阵：构造网络层中元素组之间的相互影响程度，在ps下各元素组对的相对重要性，在anp的比较矩阵中在元素对另外元素没有影响时确定在比较矩阵中该处的值为0，相应的特征向量中的值也为0，其他的进行归一化，其中，ps＝1,2,…,m；ci＝1,2,…,n；ps下：其中，最后一列“归一化特征向量”是根据比较矩阵采用ahp中确定特征向量的方法计算得到，在计算每一组归一化特征向量时都是按照ahp中的构造比较矩阵、一致性检验四步进行的；将所有的归一化特征向量组成矩阵得到加权矩阵a:a是一个列和为1的非负矩阵，在控制层中有m个元素，；超矩阵：超矩阵构造的是次准则下元素之间的相互影响程度，设ci中有次因子元素ei1,ei2,…,eini，i＝1,2,…,n；以控制层元素ps为准则，以ci中的元素eik为次准则，k＝1,2,…,ni；元素组c1,c2,…,cn中元素按其对eik的影响力大小进行优势度比较，得到比较矩阵：ps下：将ci中所有元素对cj中所有元素的相对影响比较矩阵计算出的归一化特征向量组成矩阵wij：wij中的列向量就是ci中的元素ei1,ei2,…,eini对cj中的元素ei1,ei2,…,einj的影响程度排序向量；若cj中的元素不受ci中的元素影响，则wij＝0；将所有这样的矩阵wij组成块矩阵，最终获得ps下的超矩阵w:其中，超矩阵w中元素wij是列归一化矩阵或等于零的矩阵，故w是非负矩阵，但不是归一化矩阵，在控制层中有m个这样的ps元素，所以类似于w的超矩阵有m个，如果元素组ci对元素组cj没有影响，即aij＝0，那么对应在超矩阵w中，wij＝0,因为主因子间若相互独立，那么其下的次因子间也应该相互独立，否则产生矛盾；加权超矩阵：权矩阵构造了元素组之间的相互影响程度，超矩阵构造了元素组下各元素之间的相互影响程度，那么存在从属与反馈关系的网络层次分析法anp中的元素之间的实际影响关系度可以通过加权超矩阵表示，加权超矩阵那么，加权超矩阵是一个列和为1的非负矩阵，称为列随机矩阵，为简单起见，称加权超矩阵仍然为超矩阵，并且仍然用w表示；元素权重的确定：设超矩阵w的元素为wij，则wij的大小反映了元素i对元素j的影响度，也是一步优势度，元素i对元素j的优势度还可以通过得到，称为二步优势度，即w2的元素。本发明还提供一种技术方案：一种电网监管指标关键要素提取装置，包括：路径辨识模块，用于基于格兰杰检验-ism技术，辨识预先根据电网监管类文件分析得到的具体监管要求对电网发展的作用路径；网络构建模块，用于基于敏感性分析技术量化预先归纳得到的监管要素对电网发展的影响，对所述作用路径中各层指标建立相互关系，构建anp网络结构；权重确定模块，用于运用anp技术确定所述anp网络结构中各影响因素的权重，并根据所述权重计算各影响因素的值；要素确定模块，用于根据所述各影响因素的值确定影响电网发展的关键要素。更进一步的，包括：要求分析模块，用于根据已建立的监管电网政策三层级指标中的影响因素，建立邻接矩阵a，根据所述邻接矩阵a确定监管电网政策各影响因素之间的内部关系；所述邻接矩阵a表示方式如下:其中，更进一步的，包括：归纳模块，用于根据布尔矩阵运算规则，根据邻接矩阵a与单位矩阵i得到可达矩阵；根据所述可达矩阵，找出要素s影响到的所有要素，组成可达集r(si)和所有能够影响到si的要素，组成先行集a(si)，最后找出所有既能影响si又被si影响的要素，组成共同集c(si)；在己经生成的可达矩阵中，依据r(si)∩a(si)＝c(si)条件划分监管电网政策的影响因素的层级，按照可达集等于共同集的方式进行层级划分。更进一步的，所述路径辨识模块，包括：分析单元，用于分析政策监管要求，采用专家法确定指标分类和两个直接作用指标间的相互作用路径，两两相连的作用路径通过监管指标相连形成作用路径网络；建网单元，用于用解释结构模型-ism梳理作用路径网络，建成分级的作用路径网络，最后得出系统内部各要素之间的作用路径。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明提供的一种电网监管指标关键要素提取方法及装置，为电网企业把握监管意图提供重要支撑，促进电网科学发展,在监管不断调整和完善的客观情况下，通过监管对电网发展的影响机理研究，明确当前对电网企业加强监管的各项具体要求和作用路径，准确定位对电网各环节的影响程度，为电网企业适应运营发展新环境，转变电网发展方式提供决策参考，保障电网正确的发展方向。2、本发明提供的一种电网监管指标关键要素提取方法及装置，为制定电网监管政策时推演政策效果提供理论支撑，可在庞大的监管文件中从统计学视角找到相关监管要点间的相互作用，并建立整个监管文件系统中监管要点的作用路径，进而判断出政策实施后电网企业如何应对和该应对方案导致的电网发展计划和结构，政策制定者据此可以从统计视角推断政策制定的合理性，完成政策实施效果推演，为政策制定提供决策参考。附图说明图1为本发明的ism模型路径演示图；图2为本发明的anp层级构建图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例中：提供一种电网监管指标关键要素提取方法，包括：(1)、以电改新形势下对电网企业加强监管为背景，通过梳理近年颁发的电网监管类文件，归类分析其对电网企业的具体要求；其具体的方法为：确定邻接矩阵，根据已建立的监管电网政策三层级指标共57个影响因素，通过分析政策具体条目，确定出监管电网政策各影响因素之间的内部关系，然后建立邻接矩阵a，表示方式如下:其中，根据所述邻接矩阵a确定监管电网政策各影响因素之间的内部关系。(2)、分析监管要求对电网发展的影响，归纳电网发展的影响要素；其具体的方法为：根据布尔矩阵运算规则(即0+0＝0，0+1＝1，1+0＝1，1+1＝1，0×0＝0，0×1＝0，1×0＝0，1×1＝1)，由邻接矩阵a与单位矩阵i求和，并对(a+i)进行幂运算，直至(a+i)k-1≠(a+i)k＝(a+i)k+1时，矩阵m＝(a+i)k称为可达矩阵，根据监管电网政策的影响因素间的关联性，当k＝5时，满足可达矩阵的条件，即可达矩阵为m＝(a+i)5；根据所述可达矩阵，可以找出要素s能够影响到的所有要素，组成可达集r(si)和所有能够影响到si的要素，组成先行集a(si)，最后找出所有既能影响si又被si影响的要素，组成共同集c(si)；最后：在己经生成的可达矩阵中，依据r(si)∩a(si)＝c(si)条件划分监管电网政策的影响因素的层级，按照自上而下的方式，即可达集等于共同集的方式进行层级划分；(3)、基于格兰杰检验-ism技术，实现具体监管要求对电网发展的作用路径辨识；具体的方法为：分析政策监管要求，采用专家法确定指标分类和两个直接作用指标间的相互作用路径，两两相连的作用路径通过监管指标相连形成作用路径网络；用解释结构模型-ism梳理作用路径网络，建成分级的作用路径网络，最后得出系统内部各要素之间的作用路径请参阅图1-2，ism模型将涉及的指标划分为八层，指标间直接作用路径380条，其中，最下行为第一层，最上行为第八层，只影响上层指标，较为复杂图1中展示相对模糊，层级间相互关系由anp层级构建图代为展示，即图2。(4)、基于敏感性分析技术量化监管要素对电网发展的影响，即依据文件研究结果对各层指标建立相互关系，构建anp网络结构；(5)、运用anp技术建立监管条件下影响电网发展的关键要素辨识方法，即依据anp分析方法进行权重的确定以及最终结果的计算；包括如下步骤：建立元素判断矩阵：采用sd软件构建监管电网政策的anp模型，统计计算文件具体指向影响要素的频度，采用频数，对ism分层后各个层级的元素集所属元素进行打分，确定各元素间两两比较的优势度，建立元素判断矩阵，将判断矩阵的结果录入sd软件；建立未加权超矩阵和加权超矩阵：以控制层元素(第一层)为准则，以网络层元素(其他层)为次准则，判断cj元素集中各个元素(cj1＝1,2,3,4…)的优势度，根据判断矩阵构造归一化特征向量，汇总即得到未加权超矩阵；根据各个层级的元素集的判断矩阵构造权重矩阵，与超权重矩阵相乘即得到加权超矩阵；其具体算法为：权矩阵：即构造网络层中元素组之间的相互影响程度，即在ps(s＝1,2,…,m)下各元素组对ci(i＝1,2,…,n)的相对重要性，与ahp中构造比较矩阵的不同之处是，在anp的比较矩阵中如果某元素对另外元素没有影响，在比较矩阵中该处的值为0，相应的特征向量中的值也为0，其他的进行归一化；ps下：其中，最后一列“归一化特征向量”是根据比较矩阵采用ahp中确定特征向量的方法计算得到，因此在计算每一组归一化特征向量时都是按照ahp中的构造比较矩阵、一致性检验等四步进行的；将所有的归一化特征向量组成矩阵即得到加权矩阵a:a是一个列和为1的非负矩阵，而且在控制层中有m个元素，所以类似于a的矩阵有m个；超矩阵：超矩阵构造的是次准则下元素之间的相互影响程度，设ci中有元素(即次因子)ei1,ei2,…,eini，i＝1,2,…,n；以控制层元素ps(s＝1,2,…,m)为准则，以ci(i＝1,2,…,n)中的元素eik(k＝1,2,…,ni)为次准则，元素组c1,c2,…,cn中元素按其对eik的影响力大小进行优势度比较，即构造比较矩阵：ps下：将ci中所有元素对cj中所有元素的相对影响比较矩阵计算出的归一化特征向量组成矩阵wij，即：那么wij中的列向量就是ci中的元素ei1,ei2,…,eini对cj中的元素ei1,ei2,…,einj的影响程度排序向量；若cj中的元素不受ci中的元素影响，则wij＝0；将所有这样的矩阵wij组成块矩阵，最终获得ps下的超矩阵w:其中，超矩阵w中元素wij是列归一化矩阵或等于零的矩阵，故w是非负矩阵，但不是归一化矩阵，在控制层中有m个这样的ps元素，所以类似于w的超矩阵有m个，如果元素组ci对元素组cj没有影响，即aij＝0，那么对应在超矩阵w中，wij＝0,因为主因子间若相互独立，那么其下的次因子间也应该相互独立，否则产生矛盾；加权超矩阵：权矩阵构造了元素组之间的相互影响程度，超矩阵构造了元素组下各元素之间的相互影响程度，那么存在从属与反馈关系的网络层次分析法(anp)中的元素之间的实际影响关系度可以通过加权超矩阵表示，加权超矩阵那么，加权超矩阵是一个列和为1的非负矩阵，称为列随机矩阵，为简单起见，称加权超矩阵仍然为超矩阵，并且仍然用w表示；元素权重的确定：设超矩阵w的元素为wij，则wij的大小反映了元素i对元素j的影响度，也是一步优势度，元素i对元素j的优势度还可以通过得到，称为二步优势度，即w2的元素(6)、结合实例电网研究，提取监管关键要素。本发明还提供一种实施方案：一种电网监管指标关键要素提取装置，包括：路径辨识模块，用于基于格兰杰检验-ism技术，辨识预先根据电网监管类文件分析得到的具体监管要求对电网发展的作用路径；网络构建模块，用于基于敏感性分析技术量化预先归纳得到的监管要素对电网发展的影响，对所述作用路径中各层指标建立相互关系，构建anp网络结构；权重确定模块，用于运用anp技术确定所述anp网络结构中各影响因素的权重，并根据所述权重计算各影响因素的值；要素确定模块，用于根据所述各影响因素的值确定影响电网发展的关键要素。更进一步的，包括：要求分析模块，用于根据已建立的监管电网政策三层级指标中的影响因素，建立邻接矩阵a，根据所述邻接矩阵a确定监管电网政策各影响因素之间的内部关系；所述邻接矩阵a表示方式如下:其中，更进一步的，包括：归纳模块，用于根据布尔矩阵运算规则，根据邻接矩阵a与单位矩阵i得到可达矩阵；根据所述可达矩阵，找出要素s影响到的所有要素，组成可达集r(si)和所有能够影响到si的要素，组成先行集a(si)，最后找出所有既能影响si又被si影响的要素，组成共同集c(si)；在己经生成的可达矩阵中，依据r(si)∩a(si)＝c(si)条件划分监管电网政策的影响因素的层级，按照可达集等于共同集的方式进行层级划分。更进一步的，所述路径辨识模块，包括：分析单元，用于分析政策监管要求，采用专家法确定指标分类和两个直接作用指标间的相互作用路径，两两相连的作用路径通过监管指标相连形成作用路径网络；建网单元，用于用解释结构模型-ism梳理作用路径网络，建成分级的作用路径网络，最后得出系统内部各要素之间的作用路径。为了进一步更好的解释说明上述发明，提供如下具体实例：实施例一：加强电网监管的政策文件清单通过对政策文件的梳理，发现监管指标错综复杂，存在较高的关联性，以此为切入点构建的电网监管指标评价模型各指标必定会存在纵向和横向关系，anp模型相较于ahp模型在处理问题时考虑到元素之间的相互依存关系以及元素集之间的相互依存关系，更加侧重于准则、元素集、元素之间的相互影响关系，无需设定严格的层级关系以及由上而下的支配层级关系，避免了ahp在层次结构划分中的许多假设，于实际状态更加符合，因此选用anp模型以更好模拟政策指标体系间的复杂网络关系，确定各指标关联情况，构建anp网络层级间关系如下：指标关联分析表二：确定邻接矩阵：方法同上，在此不作赘述。三：生成可达矩阵：方法同上，在此不作赘述。四：划分层级关系：方法同上，其本实施例重新划分层级如下：层级分布表五：构建anp结构，根据ism结果，构建监管电网政策的anp结构，参阅图1-2；六：确定影响因素权重，其包括：建立元素判断矩阵：sd软件构建监管电网政策的anp模型，统计计算文件具体指向影响要素的频度，采用频数，对ism分层后各个层级的元素集所属元素进行打分，确定各元素间两两比较的优势度，建立元素判断矩阵，将判断矩阵的结果录入sd软件；相较传统常用的德尔菲法确定权重，本发明改进了权重确定方法，将政策提及频次融入权重设计中，并用德尔菲法优化以确定最终结果；首先，运用matlab对不同政策提及频次下的指标关系数量进行单样本非参数检验，确定其分布的特点，然后根据其分布情况，对指标权重进行等级划分，并结合九级梯度法使不同等级以对应不同政策提及频次，最终与业内相关专家开会商议修正，确定最终权重，该方法通过政策提及相关政策指标的具体频次分布特点并与德尔菲法相结合，保证了权重确定客观性的同时，避免德尔菲法的主观性，并且为减小数据波动影响结果的一致性，依据频次统计数据，并结合九级梯度法，设计权重；将不同政策提及频次下的指标关系数量定义为c，首先采用matlab拟合工具箱，对c的分布情况(参见下表)进行分布拟合，发现其频率分布特征很好地符合了对数正态分布特征，即μ、σ的值来源于matlab软件对样本数据的单样本非参数检验，分别为1.01656和0.958707，同时运用matlab对拟合结果进行卡方拟合优度检验，检验结果表明在显著性水平0.05下，认为其服从均值为4.37592，方差为28.8585的对数正态分布。由分布密度函数的含义可知，各个部分的面积即为c出现在相应区间内的概率，也就是出现在各级内的概率记为pi；令有其中，由于统计出的指标关系数量均大于0，因此将c的权重各等级之间的临界值分别设为c1，c2，…，c7，将七个临界值可将指标c的正态分布曲线所覆盖的面积分为8个部分对应权重2-9，同时将未有政策提及的指标关系权重定为1，以对应九级梯度，根据c分布特点，设定pi以合理区分数量等级，查正态分布表，可得：指标权重转换表pici0.0125.71780.0513.37830.19.44220.157.46530.26.19650.34.61310.71.65580.80.5709结合九级标度法，从而可以根据指标关系数量得到不同梯度下所对应指标关系数量的区间范围，计算结果见下表：采用德尔菲法与国网相关专家商议修正，最终确定7级标度的权重指标转化，如下所示：提及频次重要性指数(1～7)011-223-435-647-9510-24625及以上7根据重要性指数计算，某个指标相较于另一指标的重要性数值，构建判断矩阵，给出计算范例，其中括号外为相应的提及频次统计数据，括号内为重要性指数：交叉补贴下：供电服务输配电价输配电资产供电服务10(1)1(2)输配电价0(1)16(4)输配电资产0(1/2)1/6(1/4)1结合7级标度确定的指标权重，运用superdecisions软件，输入不同指标下的相关权重，计算得到电网监管各指标的综合权重，表中各指标的层级内部权重由各指标的综合权重除以相应层级内所有指标综合权重之和换算而来：综上所述：本发明提供的一种电网监管指标关键要素提取方法及装置，可以掌握具体监管要求对电网发展的具体影响，明确作用路径,分析监管条件下影响电网发展关键要素，提取监管关键要素,一方面为电网企业把握监管意图提供重要支撑，促进电网科学发展,在监管不断调整和完善的客观情况下，通过监管对电网发展的影响机理研究，明确当前对电网企业加强监管的各项具体要求和作用路径，准确定位对电网各环节的影响程度，为电网企业适应运营发展新环境，转变电网发展方式提供决策参考，保障电网正确的发展方向；另一方面，为制定电网监管政策时推演政策效果提供理论支撑，本发明可在庞大的监管文件中从统计学视角找到相关监管要点间的相互作用，并建立整个监管文件系统中监管要点的作用路径，进而判断出政策实施后电网企业如何应对和该应对方案导致的电网发展计划和结构，政策制定者据此可以从统计视角推断政策制定的合理性，完成政策实施效果推演，为政策制定提供决策参考。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:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12