一种主配电网综合评价方法与流程

本发明涉及配电网运行技术领域，尤其涉及一种主配电网综合评价方法。

背景技术：

随着电力市场的逐步形成，电网运行的经济性越来越重要，电网运行的经济性越来越重要，当前虽然经过电网建设与改造，电网运行的经济性有了大幅度的提高，但依然存在电网损耗大、电压低、变电站布局不合理等问题。另外，随着用电负荷的变化，当初规划的电网不一定适应当前负荷的发展状况。

因此，为了使电网运行在安全、可靠的基础上也能满足经济效益的需求，能够更好的指导电网的经济运行、建设和改造，有必要对电网运行的经济性进行分析。因此，亟待提供一种主配电网综合评价方法及装置，以寻找电网运营管理中的薄弱环节，为电网的规划建设和生产运行提供技术和决策支持。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种评价方式简单且评价结果客观有效的主配电网综合评价方法。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一方面，提供了一种主配电网综合评价方法，其包括：

获取用于主配电网综合评价的若干项评价指标，每项评价指标表示一个维度的评价指标；

获取需要评估的问题，将所述问题由高层次到低层次进行逐级分解，按要素间的相互关联影响和隶属关系划分为目标层、内容层和因素层，其中，所述目标层包括若干项所述评价指标，所述内容层为所述目标层的子项，所述因素层为所述内容层的子项；

通过改进的层次分析法确定每个层次包含的每个指标对应的权重；

通过模糊综合评价方法对影响输电网运行的每项评价指标按性质进行分层分类，并基于每项所述评价指标的数值，以及所述评价指标的权重进行评价。

作为本发明的进一步改进，所述通过改进的层次分析法确定每个层次包含的每个指标对应的权重，包括：

对于每个层次，按照预设准则对将所述层次中的包含的评价指标采用1-9数字标度法两两比较建立判断矩阵a；

根据公式aw＝λw，取对应最大特征值λmax的特征向量w，作所述特征向量w归一化处理，将归一化的特征向量w对应的数值作为所述层次中每个指标对应的权重。

作为本发明的进一步改进，所述方法还包括：

采用以下公式，对所述判断矩阵a的一致性进行检验：

cr＝ci/ri；

其中，cr代表矩阵a的随机一致性比率；n代表阶段；ri代表平均随机一致性指标，与所述阶数n一一对应。

作为本发明的进一步改进，所述通过模糊综合评价方法对影响输电网运行的每项评价指标按性质进行分层分类，并基于每项所述评价指标的数值，以及所述评价指标的权重，逐层进行评价，包括：

对于所述因素层中每个单因素，收集和计算每个所述单因素指标基础数据，采用模糊集理论计算每个所述单因素指标的得分；

确定所述内容层中的每个指标的权重，基于每个指标的权重以及所述指标下的若干个所述单因素指标的得分，计算每个所述指标的得分；

确定所述目标层的每项评价指标的权重，基于每项评价指标的权重以及所述评价指标下的若干个所述单指标的得分，计算每项所述评价指标的得分，并根据所述得分确定评价效果。

作为本发明的进一步改进，所述对于所述因素层中每个单因素，收集和计算每个所述单因素指标基础数据，采用模糊集理论计算每个所述单因素指标的得分，包括：

收集和计算每个所述单因素指标基础数据，对于每个单因素指标，将所述单因素指标基础数据输入预设隶属函数模型中得到隶属函数μ1，μ2，μ3，其中，μ1，μ2，μ3分别代表每个所述单因素指标基础数据分别属于较好、中等、较差的隶属度；

基于单因素指标基础数据和所述隶属度计算所述单因素指标的得分。

另一方面，提供了一种主配电网综合评价装置，其包括：

评价指标获取模块，用于获取用于主配电网综合评价的若干项评价指标，每项评价指标表示一个维度的评价指标；

层次划分模块，用于获取需要评估的问题，将所述问题由高层次到低层次进行逐级分解，按要素间的相互关联影响和隶属关系划分为目标层、内容层和因素层，其中，所述目标层包括若干项所述评价指标，所述内容层为所述目标层的子项，所述因素层为所述内容层的子项；

权重获取模块，通过改进的层次分析法确定每个层次包含的每个指标对应的权重；

评价模块，用于通过模糊综合评价方法对影响输电网运行的每项评价指标按性质进行分层分类，并基于每项所述评价指标的数值，以及所述评价指标的权重进行评价。

作为本发明的进一步改进，所述权重获取模块包括：

矩阵建立单元，用于对于每个层次，按照预设准则对将所述层次中的包含的评价指标采用1-9数字标度法两两比较建立判断矩阵a；

权重获取单元，用于根据公式aw＝λw，取对应最大特征值λmax的特征向量w，作所述特征向量w归一化处理，将归一化的特征向量w对应的数值作为所述层次中每个指标对应的权重。

作为本发明的进一步改进，所述权重获取模块还包括：

检验单元，用于采用以下公式，对所述判断矩阵a的一致性进行检验：

cr＝ci/ri；

其中，cr代表矩阵a的随机一致性比率；n代表阶段；ri代表平均随机一致性指标，与所述阶数n一一对应。

作为本发明的进一步改进，所述评价模块包括：

第一得分计算单元，用于对于所述因素层中每个单因素，收集和计算每个所述单因素指标基础数据，采用模糊集理论计算每个所述单因素指标的得分；

第二得分计算单元，用于确定所述内容层中的每个指标的权重，基于每个指标的权重以及所述指标下的若干个所述单因素指标的得分，计算每个所述指标的得分；

评价单元，用于确定所述目标层的每项评价指标的权重，基于每项评价指标的权重以及所述评价指标下的若干个所述单指标的得分，计算每项所述评价指标的得分，并根据所述得分确定评价效果。

作为本发明的进一步改进，所述第一得分计算单元还用于：

收集和计算每个所述单因素指标基础数据，对于每个单因素指标，将所述单因素指标基础数据输入预设隶属函数模型中得到隶属函数μ1，μ2，μ3，其中，μ1，μ2，μ3分别代表每个所述单因素指标基础数据分别属于较好、中等、较差的隶属度；

基于单因素指标基础数据和所述隶属度计算所述单因素指标的得分。。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明所提供的主配电网综合评价方法，获取用于主配电网综合评价的若干项评价指标，即多维评价指标每项评价指标；获取需要评估的问题，将问题由高层次到低层次进行逐级分解，按要素间的相互关联影响和隶属关系划分为包括若干项评价指标的目标层、目标层的子项内容层和内容层的子项因素层；通过改进的层次分析法确定每个层次包含的每个指标对应的权重；通过模糊综合评价方法对影响输电网运行的每项评价指标按性质进行分层分类，并基于每项评价指标的数值，以及评价指标的权重进行评价。

(1)建立了涵盖电网多维目标的电网经济性的综合评价指标体系。

(2)采用了改进的层次分析法，并将其应用于电网经济指标权重的确定，制定电网经济类指标综合评价的方法和流程。

(3)运用模糊综合评价法进行电网经济特性的科学评价和量化分级，实现多指标评价对象的科学评估和直观展示，评价方式简单且评价结果客观有效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明的实施例提供的一种主配电网综合评价方法的流程图。

图2是本发明的实施例提供的一种模糊综合评价指标结构图。

图3是本发明的实施例提供的第一种隶属函数曲线图。

图4是本发明的实施例提供的第二种隶属函数曲线图。

图5是本发明的实施例提供的第三种隶属函数曲线图。

图6是本发明的实施例提供的一种主配电网综合评价装置的结构图。

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，下面结合附图和具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。

图1是本发明的实施例提供的一种主配电网综合评价方法的流程图。如图1所示，其包括：

s101：获取用于主配电网综合评价的若干项评价指标。

其中，每项评价指标表示一个维度的评价指标，因此主配电网综合评价方法获取到多维评价指标。

该若干项评价指标分包括输电网损耗类指标、网络负荷类指标和电网可靠性指标，包括n-1通过率、n-2通过率、短路电流合格率、系统备用率、关键断面平均可用裕度、主网输电线路可用系数、主变压器可用系数、功角稳定故障通过率、电压稳定故障通过率、电力通信保障率、继电保护动作可靠率、应急保障体系有效率、电压合格率、频率合格率、负荷率、线损率、变压器平均最大容载比、输电线路平均最大利用率、电力规模、电量规模、电力增长率、电量增长率、单位输电成本、单位输电收益和利润率。

s102：获取需要评估的问题，将问题由高层次到低层次进行逐级分解，按要素间的相互关联影响和隶属关系划分为目标层、内容层和因素层。

其中，目标层包括若干项评价指标，内容层为目标层的子项，因素层为内容层的子项，从而把整个系统分解为一个金字塔式的树状层次结构。

例如：第一层为目标层，用a表示，目标层包含若干项评价指标；第二层为内容层，用ak(k＝1,2,…,m)表示，其中m为评价内容层的数量，各项评价内容还包含若干子项；第三层为因素层，用akj(j＝1,2,......,pk)表示，其中pk为评价内容层ak所包含的因素总数，则模糊综合评价指标体系如图2所示。

s103：通过改进的层次分析法确定每个层次包含的每个指标对应的权重。

包括但不限于以下步骤：

s1031：对于每个层次，按照预设准则对将层次中的包含的评价指标采用1-9数字标度法两两比较建立判断矩阵a。

其中，每一层次按某一准则(例如电网运行的可靠性、经济性等作为一个层次，设备可用性、频率偏差可以是可靠性下一层的准则)，对该层次要素采用1-9数字标度法两两比较建立判断矩阵a。

判断矩阵a的元素aij表示了指标i(例如峰荷时重要线路的可用性)与指标j(例如峰荷时非重要线路的可用性)相对比，对上一层某个准则(例如设备可用性)重要性对比的量化值。假设该准则下有n个指标，则矩阵a为n*n阶的矩阵。

aij的取值：

aij＝1指标i与指标j重要性一样；

aij＝3指标i比指标j稍微重要；

aij＝5指标i比指标j重要；

aij＝7指标i比指标j重要得多；

aij＝9指标i绝对比指标j重要；

aij也可以取2、4、6、8这些中间值，此外aij＝1/aji(系统默认)。

s1032：根据公式aw＝λw，取对应最大特征值λmax的特征向量w，作特征向量w归一化处理，将归一化的特征向量w对应的数值作为层次中每个指标对应的权重。

另外，构造判断矩阵时，各因素的两两比较不可能做到完全一致，总会出现估计误差，从而导致偏离一致性，当不一致的程度较大时，就会出现错误的计算结果，因此，该方法还包括：

s1033：采用以下公式，对判断矩阵a的一致性进行检验：

cr＝ci/ri；

其中，cr代表矩阵a的随机一致性比率；n代表阶段；ri代表平均随机一致性指标，与阶数n一一对应，可以通过表1查到ri。

表1

判断方法如下：当cr<0.1时，判定判断矩阵a具有满意的一致性，或其不一致程度是可以接受的；否则就调整判断矩阵a，直到达到满意的一致性为止。

s104：通过模糊综合评价方法对影响输电网运行的每项评价指标按性质进行分层分类，并基于每项评价指标的数值，以及评价指标的权重进行评价。

包括但不限于以下步骤：

s1041、对于因素层中每个单因素，收集和计算每个单因素指标基础数据，采用模糊集理论计算每个单因素指标的得分。

主要包括以下步骤：

(1)收集和计算每个单因素指标基础数据，对于每个单因素指标，将单因素指标基础数据输入预设隶属函数模型中得到隶属函数μ1，μ2，μ3，其中，μ1，μ2，μ3分别代表每个单因素指标基础数据分别属于较较好、中等、较差的隶属度。

即，主配电网综合评价装置得到每个单因素指标后，还会根据电网指标实际运行数据确定隶属函数模型，确定隶属函数。

其中，主配电网综合评价方法预设有三种预设隶属函数模型：

第一种、适用于指标取值越小越好的因素，隶属函数曲线如图3所示，其中，横坐标表示单因素指标的值，纵坐标表示该单因素属于较好μ1、中等μ2、较差μ3的隶属度，是一个区间数，且满足μ1+μ2+μ3＝1。

隶属函数式如下所示：

第二种、适用于指标取值越大越好的因素，隶属函数曲线如图4所示，其中横坐标表示单因素指标的值，纵坐标表示该单因素属于较好μ1、中等μ2、较差μ3的隶属度，是一个区间数，且满足μ1+μ2+μ3＝1。

隶属函数式如下所示：

第三种、适用于指标取值越大越好的因素，隶属函数曲线如图5所示，其中横坐标表示单因素指标的值，纵坐标表示该单因素属于较好μ1、中等μ2、较差μ3的隶属度，是一个区间数，且满足μ1+μ2+μ3＝1。

隶属函数式如下所示：

(2)基于单因素指标基础数据和隶属度计算单因素指标的得分。

其中，主配电网综合评价装置确定各个二级指标分别属于好、中等、较差的隶属度μ1，μ2，μ3，应用以下公式对各个指标进行打分。

s1042：确定内容层中的每个指标的权重，基于每个指标的权重以及指标下的若干个单因素指标的得分，计算每个指标的得分；

s1043：确定目标层的每项评价指标的权重，基于每项评价指标的权重以及评价指标下的若干个单指标的得分，计算每项评价指标的得分，并根据得分确定评价效果。

例如：目标层用a表示，内容层，用ak(k＝1,2,…,m)表示，其中m为评价内容层的数量，因素层，用akj(j＝1,2,......,pk)表示，其中pk为评价内容层ak所包含的因素总数时，评价过程如下：

(1)对于因素层中各个单因素akj收集和计算各单因素(二级指标)指标基础数据，计算评估得分fkj。

(2)确定内容层1(k＝1,2,…,m)中的各指标的权重ωkj，要满足。ωkj>0且

(3)计算内容ak的得分fk，根据得分给出评价结果。

(4)对评价目标a，确定各内容的权重ωk，ωk>0，且

(5)计算评价综合得分f,根据目标层的得分确定评价效果。

本发明所提供的主配电网综合评价方法，获取用于主配电网综合评价的若干项评价指标，即多维评价指标每项评价指标；获取需要评估的问题，将问题由高层次到低层次进行逐级分解，按要素间的相互关联影响和隶属关系划分为包括若干项评价指标的目标层、目标层的子项内容层和内容层的子项因素层；通过改进的层次分析法确定每个层次包含的每个指标对应的权重；通过模糊综合评价方法对影响输电网运行的每项评价指标按性质进行分层分类，并基于每项评价指标的数值，以及评价指标的权重进行评价，具有以下有益效果：

(1)建立了涵盖电网多维目标的电网经济性的综合评价指标体系。

(2)采用了改进的层次分析法，并将其应用于电网经济指标权重的确定，制定电网经济类指标综合评价的方法和流程。

(3)运用模糊综合评价法进行电网经济特性的科学评价和量化分级，实现多指标评价对象的科学评估和直观展示，评价方式简单且评价结果客观有效。

图6是本发明的实施例提供的一种主配电网综合评价装置的结构图，如图6所示，该主配电网综合评价装置，包括：

评价指标获取模块601，用于获取用于主配电网综合评价的若干项评价指标，每项评价指标表示一个维度的评价指标；

层次划分模块602，用于获取需要评估的问题，将问题由高层次到低层次进行逐级分解，按要素间的相互关联影响和隶属关系划分为目标层、内容层和因素层，其中，目标层包括若干项评价指标，内容层为目标层的子项，因素层为内容层的子项；

权重获取模块603，通过改进的层次分析法确定每个层次包含的每个指标对应的权重；

评价模块604，用于通过模糊综合评价方法对影响输电网运行的每项评价指标按性质进行分层分类，并基于每项评价指标的数值，以及评价指标的权重进行评价。

在一种可能的实现方式中，权重获取模块603包括：

矩阵建立单元，用于对于每个层次，按照预设准则对将层次中的包含的评价指标采用1-9数字标度法两两比较建立判断矩阵a；

权重获取单元，用于根据公式aw＝λw，取对应最大特征值λmax的特征向量w，作特征向量w归一化处理，将归一化的特征向量w对应的数值作为层次中每个指标对应的权重。

在一种可能的实现方式中，权重获取模块603还包括：

检验单元，用于采用以下公式，对判断矩阵a的一致性进行检验：

cr＝ci/ri；

其中，cr代表矩阵a的随机一致性比率；n代表阶段；ri代表平均随机一致性指标，与阶数n一一对应。

在一种可能的实现方式中，评价模块604包括：

第一得分计算单元，用于对于因素层中每个单因素，收集和计算每个单因素指标基础数据，采用模糊集理论计算每个单因素指标的得分；

第二得分计算单元，用于确定内容层中的每个指标的权重，基于每个指标的权重以及指标下的若干个单因素指标的得分，计算每个指标的得分；

评价单元，用于确定目标层的每项评价指标的权重，基于每项评价指标的权重以及评价指标下的若干个单指标的得分，计算每项评价指标的得分，并根据得分确定评价效果。

在一种可能的实现方式中，第一得分计算单元还用于：

收集和计算每个单因素指标基础数据，对于每个单因素指标，将单因素指标基础数据输入预设隶属函数模型中得到隶属函数μ1，μ2，μ3，其中，μ1，μ2，μ3分别代表每个单因素指标基础数据分别属于较好、中等、较差的隶属度；

基于单因素指标基础数据和隶属度计算单因素指标的得分。

本发明所提供的主配电网综合评价装置，获取用于主配电网综合评价的若干项评价指标，即多维评价指标每项评价指标；获取需要评估的问题，将问题由高层次到低层次进行逐级分解，按要素间的相互关联影响和隶属关系划分为包括若干项评价指标的目标层、目标层的子项内容层和内容层的子项因素层；通过改进的层次分析法确定每个层次包含的每个指标对应的权重；通过模糊综合评价方法对影响输电网运行的每项评价指标按性质进行分层分类，并基于每项评价指标的数值，以及评价指标的权重进行评价，具有以下有益效果：

(1)建立了涵盖电网多维目标的电网经济性的综合评价指标体系。

(2)采用了改进的层次分析法，并将其应用于电网经济指标权重的确定，制定电网经济类指标综合评价的方法和流程。

(3)运用模糊综合评价法进行电网经济特性的科学评价和量化分级，实现多指标评价对象的科学评估和直观展示，评价方式简单且评价结果客观有效。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。