一种提升配电网效率的方法与流程

1.本技术涉及电网领域，尤其是涉及一种提升配电网效率的方法。


背景技术：

2.配电网作为电网的重要组成部分，直接面向电力用户，与广大群众的生产生活息息相关。配电网规划工作是一项复杂的系统工程，具有涉及专业领域广、数据信息量大、不确定因素多和更新变化快等特点，而提高配电网规划的核心是解决负荷精准预测问题。
3.国内外对配电网的投资效率、效益评价体系的研究尚不全面，大部分是从设备投资和电网规划的经济效益分析入手来研究其经济性，同时已有的配网运行经济性分析或降损措施都相对单一，或是针对某方面的分析，未能将各影响因素综合起来考虑，配电网发展成效、投资效益缺乏科学有效的评估手段，配网投资方向分类众多、指标体现千差万别，投资的有效性及项目投产后的设备实际利用率，投入产出的效益，仍无法直观评价把控。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种提升配电网效率的方法，通过海量配电网数据的深度挖掘，形成核心指标参数，对该指标参数设定权重值，为配电网规划提供了强有力的支撑，有效指导配电网精准规划；降低电网运行成本，提高电网的安全性和经济性。
5.本发明提供了一种提升配电网效率的方法，包括：
6.构建指标评价模型，所述指标评价模型包括主观评价值和客观评价值；
7.选用集值迭代法确定主观评价值的权重，熵权法确定客观评价值的权重，并将两者结合确定最终评价值；
8.根据获得的最终评价值，以判断是否符合配电网的配电网规划。
9.在本发明的一个优选实施例中，所述主观评价值和客观评价值的相对重要程度的总均值来分配权重，公式为：
[0010][0011]
其中为mi为i同一级指标中同属上级指标的相对重要程度总均值，
[0012]
tj为j级指标对应的权重系数，y
j-1
为tj对应的上一级指标对应额权重系数，n为同一层级指标序号最大值。
[0013]
在本发明的一个优选实施例中，所述指标评价模型包括至少4个一级指标、8个二级指标次、22个三级指标。
[0014]
在本发明的一个优选实施例中，设主观权重向量对组合权重的相对重要程度为α，客观权重向量对组合权重的相对重要程度为β，集值迭代方法计算的主观评价值的权重向量为t＝{t1，t2，...，tn}，熵权方法计算的客观评价值的权重向量为s＝{s1，s2，...，sn}；
[0015]
可通过下式对其进行描述：
[0016]
minh(wj)＝α
×
(w
j-tj)2+β
×
(w
j-sj)2[0017]
式中，∑wj＝1，1≤j≤n。
[0018]
在本发明的一个优选实施例中，所述现有电网数据包括但不限于用户负荷数据以及控规信息数据，上述数据来源多元负荷数据和电网拓扑数据。
[0019]
在本发明的一个优选实施例中，所述多元负荷源数据主要来源于用户采集系统的用户量测数据，数据项主要包括：日期、局号、瞬时有功、无功、户号、户名等22个列数以及行业与户号、户名、投运年份4个列数的关联索引信息。
附图说明
[0020]
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他的附图。
[0021]
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
[0022]
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0023]
通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
[0024]
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。
[0025]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0026]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0027]
权重值是以某种数量的形式对比、权衡被评价事物在总体中相对重要程度的量值。权重值能否客观反映现实情况，是评价结论可靠性的基石。指标权重作为指标体系构建的重要内容，
[0028]
获取历史、以及现有电网数据，根据电网数据建立指标体系，所述指标体系用于反应对所建立的指标体系进行指标释义分析，定义指标数据的获取方法或计算方法，为指标
体系的实际应用奠定基础。
[0029]
以历史、现状、规划三个维度的配电网，以明确的指标范围为基础，将于各属性相关的评价指标进行全面梳理；类似指标，删除或调整相关度较强和操作性较低的指标；8个二级指标次、22个三级指标；专业结合专业部门打分与成本效益测算的权重为0.6：0.4；虽然大量观察需要建立指标，但是指标并不意味着越多越好，越全越好。一方面，指标增加并不一定伴随着信息量的相应增加；另一方面，指标过多，从统计分析方法上看，有意义的综合分析和判断能力会降低，使增加的信息不能被有效地抽取、分解和利用。因此，只有当指标的增加能有效地提供新的信息，或有效地提高认识的确定性时，指标的增加才是必要的。再者，建立指标体系的“既不重复也不遗漏”的原则实际上是矛盾的。“不重复”是以“遗漏”为代价的，同样，“不遗漏”是以“重复”为代价的。
[0030]
具体地参照图1，一种提升配电网效率的方法，包括：
[0031]
构建指标评价模型，所述指标评价模型包括主观评价值和客观评价值；
[0032]
选用集值迭代法确定主观评价值的权重，熵权法确定客观评价值的权重，并将两者结合确定最终评价值；
[0033]
根据获得的最终评价值，以判断是否符合配电网的配电网规划。
[0034]
在本发明的一个优选实施例中，所述主观评价值和客观评价值的相对重要程度的总均值来分配权重，公式为：
[0035][0036]
其中为mi为i同一级指标中同属上级指标的相对重要程度总均值，
[0037]
tj为j级指标对应的权重系数，y
j-1
为tj对应的上一级指标对应额权重系数，n为同一层级指标序号最大值。
[0038]
在本发明的一个优选实施例中，所述指标评价模型包括至少4个一级指标、8个二级指标次、22个三级指标。
[0039]
在本发明的一个优选实施例中，设主观权重向量对组合权重的相对重要程度为α，客观权重向量对组合权重的相对重要程度为β，集值迭代方法计算的主观评价值的权重向量为t＝{t1，t2，...，tn}，熵权方法计算的客观评价值的权重向量为s＝{s1，s2，...，sn}；
[0040]
可通过下式对其进行描述：
[0041]
minh(wj)＝α
×
(w
j-tj)2+β
×
(w
j-sj)2[0042]
式中，∑wj＝1，1≤j≤n。
[0043]
进一步地，所述现有电网数据包括但不限于用户负荷数据以及控规信息数据，上述数据来源多元负荷数据和电网拓扑数据。
[0044]
在本发明的一个优选实施例中，所述多元负荷源数据主要来源于用户采集系统的用户量测数据，数据项主要包括：日期、局号、瞬时有功、无功、户号、户名等22个列数以及行业与户号、户名、投运年份4个列数的关联索引信息。
[0045]
实施例1:
[0046]
采用组合权重对指标赋权，使用topsis评价方法对各专项以及各地区的投资结构
进行仿真分析，根据历史投资情况，通过topsis得到各专项、各地区最优投资结构，对历史投资情况进行评价。
[0047]
供电企业综合计划效果评价指标体系设置8个二级指标次、22个三级指标。
[0048]
[0049][0050]
单位负荷增长增供电量：单位符合增长增供电量主要指为满足负荷增长需求，通过实施综合计划，在综合计划的指导下新建或扩建的输变电工程，其物理效益直接从变电站的增供电量体现出来。
[0051]
售电收入增长率：供电企业的售电收入增长率是衡量供电企业经营状况和市场占有能力、预测供电企业经营业务拓展趋势的重要标志，也是企业扩张增量和存量资本的重
要前提。不断增加的售电收入，是供电企业生存的基础和发展的条件。
[0052]
利润总额增长率：利润代表着公司的盈利能力，利润总额增长率代表公司盈利能力的变化程度，利润总额增长率越高，说明公司盈利能力增长越快。
[0053]
综合线损率：线损率是电网中损耗的电能(线路损失负荷)占向电力网络供应电能(供电负荷)的百分数，线损率用来考核电力系统运行的经济性。
[0054]
市场占有率：市场占有率指供电企业的售电量(或售电收入)在所管辖范围内市场总售电量(售电收入)中所占的比重。该指标反映的是供电企业对本地市场的控制能力。市场占有率的不断扩大，可以使供电企业获得某种形式的垄断，这种垄断既能带来垄断利润又能保持一定的竞争优势。
[0055]
资产增长率：总资产增长率是企业年末总资产的增长额同年初资产总额之比，是分析企业当年资本积累能力和发展能力的主要指标。
[0056]
项目转资率：固定资产转资是企业基本建设由竣工转入到固定资产核算与管理使用中的一个重要环节，关系到固定资产投入使用后折旧费的提取、企业日常成本核算和经营效益的确定。
[0057]
清洁能源发电量占比：清洁能源发电量占比体现出了能源改革的倾向，对社会有着重要意义，因此选取作为社会效益的指标。
[0058]
客户满意度：用户对电能的质量要求较高，供电质量的高低将直接影响到其效益的创造。这部分用电企业对电能质量的高低反应敏感，因此选取其作为评价指标。
[0059]
项目投资完成率、项目建成投产率、资控制偏差率：项目投资完成率、项目建成投产率、资控制偏差率反应了项目投资计划的过程管控，是体现投资执行管理的重要指标。
[0060]
线路n-1通过率：是供电可靠性领域的概念，表示电网中某个特定范围内供电设备的冗余程度，可以反应网架的好坏。
[0061]
供电可靠率：城市/农网供电可靠率根据用户在统计期间内正常用电时间占统计时间的百分比来确定的，供电可靠性也越高代表电网越好。
[0062]
电压合格率：电压合格率是指全年供电时间内，供电合格时间占全年总时间的百分数。综合供电电压合格率越高，电能质量越高，供电可靠性也越高。
[0063]
线路联络率：联络线是供电恢复和负荷转带的通道，通过负荷转供，可以大大缩小停电范围，缩短停电时间。线路联络率反应了供电可靠性和系统供电能力的优劣程度。
[0064]
站间联络率：变电站站间联络作为负荷转供的桥梁，与线路电路联络率相同，可反应供电可靠性和系统供电能力的优劣程度。
[0065]
供电半径合格率：供电半径指变电站到其供电的最远负荷点之间的直线距离，供电半径过长可能导致末端电压不合格，供电半径过短会造成资源的浪费，降低效益，因此供电半径是衡量网架水平与经济水平的重要指标。
[0066]
分段合理线路比率：分段数量增加到一定的程度，提高可靠性的能力将下降，该指标可衡量电网运行的安全水平。
[0067]
线路负载率合理区间：线路负载率是指负载率在30％-80％的线路，该指标反应了线路安全、经济的运行水平。
[0068]
重过载设备占比率：重过载设备是指负载率大于80％的配变，该指标反应了设备安全、经济的运行水平。
[0069]
配电自动化覆盖率：电网自动化可在一定程度上减少电网发生的故障，该指标可衡量电网的安全运行水平。
[0070]
容载比：容载比就是某一供电区内变电设备总容量与供电区最大负荷 (网供负荷)之比，它表明该地区、该站或该变压器的安装容量与最高实际运行容量的关系，反映容量备用情况，既可以反应电网网架水平，也可以反应运营的经济性。
[0071]
主观权重计算方法:
[0072]
主观权重计算采用层次分析法，层次分析法由萨蒂教授于20世纪70 年代提出，是目前应用较为广泛的评估方法，它在金融、环境等管理、经济、国防领域都有着广泛的应用。它是从定性分析到定量分析的一种经典的系统工程方法，它将影响复杂系统的各种因素层次化，将人对因素之间重要性的主观判断为主的定性分析定量化，通过较为简单的计算将因素之间的重要性进行排序从而将各种复杂系统因素之间的差异数值化。人们能够在评估系统的过程中保持思维的一致性，因此它适用于对复杂系统的综合评价。
[0073]
作为一种实用的多准则决策方法，层次分析法能把一个复杂的问题表示为有序的递阶层次结构，通过人们对决策方案的判断，进行优劣排序。 ahp方法的基本原理是：首先将复杂问题分成若干层次，以同一层次的各要素按照上一层要素为准则进行两两判断，比较其重要性，以此计算各层要素的权重，最后根据组合权重并按最大权重原则确定最优方案。
[0074]
具体的ahp层次分析法的分析步骤为：
[0075]
(1)建立层次模型。
[0076]
根据具体问题选定影响因素，并建立合适的层级。层级的划分要依情况而定，一般包含：目标层、准则层、子准则层、方案层等。
[0077]
首先要对问题进行分析，明确要做出的决策，也就是要达到的目标。将该目标作为目标层的元素。一般来说，目标都是单一的，也就是说，目标层(也即最高层)一般都是单一元素的。
[0078]
其次，找出影响目标实现的各种准则，作为目标层下面的准则层元素。在复杂问题中，影响目标实现的准则可能有很多，这就要求我们要详细分析各个因素之间的关系，找出上下层的隶属关系。性质相近的元素在同一层级，上层元素支配下层元素。最后，找出实现目标的方案，或者说措施，将它们作为措施层元素，放在层级结构的最下面，构成阶梯状层次结构的最底层。一般来说，措施层的元素，就是我们要选择的对象，因此，措施层肯定是多元素的。
[0079]
(2)确定相对重要程度。
[0080]
在建立层次模型后，需要判断每一层次中各因素的相对重要性，其中
[0081]
ui,uj(i,j＝1,2,3
…
n)表示因素，u
ij
表示ui对uj的相对重要性数值，引用数字1-9及其倒数作为标度，具体关系见下表。
[0082]
供电水平指标明细
[0083][0084]
将得到的所有相对重要性数值u
ij
组成判断矩阵p。
[0085][0086]
(3)计算重要性排序。
[0087]
首先需要求出判断矩阵的最大特征根λ
max
以及所对应的特征向量w。求解过程如下：
[0088]
pw＝λ
maxw[0089]
找到特定特征向量w后，w经过归一化后的结果即为各个因素的权重分配。
[0090]
(4)一致性检验。
[0091]
得到权重分配后，还需要通过一致性检验来判断权重是否合理。首先需计算一致性指标ci(consistency index)。
[0092][0093]
其中，λ
max
为判断矩阵的最大特征值。
[0094]
(5)计算一致性比例cr(consistency ratio)。
[0095][0096]
其中，ri为随机一致性指标，ri＝[0 0 0.52 0.89 1.12 1.26 1.36 1.41 1.46 1.49 1.52 1.54 1.56 1.58 1.59]
[0097]
由于成对比较的数量比较多，很难做到完全一致。事实上，任何成对比较都允许存在一定程度上的不一致。为了解决一致性问题，ahp提供了一种方法来测量决策者做成对比较的一致性。如果一致性程度达不到要求，决策者应该在实施ahp分析前重新审核成对比较并做出修改。测量成对比较一致性的方法就是计算一致性指标。如果该一致性指标检验合格，则成对比较的一致性设计就比较合理，进而就可以继续ahp的综合计算。当 cr《0.1时，认为判断矩阵具有可以接受的一致性，否则应对判断矩阵作适当修正。
[0098]
客观权重计算方法:
[0099]
熵权法作为一种客观赋权方法，主要思想为通过各指标的信息熵确定熵值，而后在通过熵权计算对权重进行修正，使权重更加科学客观可行。其基本步骤为：
[0100]
1、构建指标矩阵
[0101]
评价样本数为m，评价指标为n，各指标值为v
ij
(i＝1,2,...,m；j＝1,2,...n)，则指标矩阵如下：
[0102][0103]
2、规范化指标矩阵
[0104]
对指标矩阵进行规范化处理，得出规范化指标矩阵x＝(x
ij
)
mn
，如下：
[0105][0106]
表达式中，x
ij
为矩阵中第i个样本的第j个指标的值。
[0107]
3、熵权法确定指标权重
[0108][0109][0110][0111]
式中，hij为每种指标出现的概率；ki为系统的信息熵；sj为所表示的为第j项指标的熵权。
[0112]
指标权重列向量如下：
[0113]
s＝(s1,s2,...,sn)
t
[0114]
式中，sn为第n项指标权重。
[0115]
4、加权标准化
[0116]
加权标准化矩阵如下：
[0117]
y＝(y
ij
)
mn
＝(sjx
ij
)
mn
[0118]
式中，y
ij
为标准化矩阵第i个样本的第j个指标值。
[0119]
综合上述分析，在项目投资效益评价过程中宜采用主观赋权和客观赋权相结合的方法对指标权重进行赋值。采用基于矩估计理论的最组合权重计算模型对项目投资效益评价各导向标签权重进行计算。
[0120]
为了在评价中既反映决策的主观性，有体现决策的客观性，需要对集值迭代方法和熵权方法赋权结果进行集成。
[0121]
由上述集值迭代方法和熵权方法赋权结果，集值迭代方法计算的权重向量为t＝{t1,t2,...,tn}，熵权方法计算的权重向量为s＝{s1,s2,...,sn}。
[0122]
设主观权重向量对组合权重的相对重要程度为α，客观权重向量对组合权重的相对重要程度为β，且满足组合权重向量w与主观权重向量 t的偏差最小，可通过下式对其进
[0137]
k'＝α1λ1+α2λ2+α3λ3[0138]
式中：p’表示考虑产业分类后的电价系数；k’表示考虑产业分类后的产电比系数；p1、p2、p3、p4分别表示第一产业(农、林、牧、渔业)、第二产业(工业、建筑业)、第三产业(交通运输业、仓储和邮政业、批发和零售业、住宿和餐饮业、公共事业)以及居民用电的电价；α1、α2、α3分别表示第一产业、第二产业、第三产业的产电比系数，λ1、λ2、λ3、λ4分别表示第一产业、第二产业、第三产业以及居民用电量的比重。
[0139]
因此，改进后的产电比法可以由下式表示：
[0140]
b'(t)＝k'
δ
q(t)+p'
δ
q(t)
[0141]
式中：b’(t)即为考虑供电区域差异的配电网可靠性投资效益。
[0142]
改进后的产电比法不仅可以通过选取不同地区的经济指标及可靠性指标数据来体现供电区域差异，还能通过选取不同产业的产业数据反映各产业用电特征的影响。
[0143]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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各实施例技术方案的范围。