一种基于电网指标评价体系的多维度评估方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种电网指标评价体系的多维度评估方法，属于电力行业电网规划技 术领域。
【背景技术】
[0002]城市配电网的建设发展是一项复杂艰巨的系统工程，具有规模大、不确定因素多、 涉及领域广的特点。对电网发展方向的把握，是通过对现状电网分析从而进行规划建设改 造方案的确定和实施而实现的。而现状电网分析，则需要建立在电网现阶段真实详尽的评 价分析的基础上，因此有必要建立科学快速有效的评价分析方法。
[0003]多目标决策是指在考虑多个目标的情况下，选择最优备选方案或进行方案排序的 决策问题，在管理学、经济学、运筹学以及系统工程等学科研究中占有十分重要的地位，具 有广泛的理论价值和应用前景。针对于多指标评价的指标权值大小的确定，往往比较困难。 目前已产生了许多的方法，例如特征向量法、Delphi、层次分析法、专家咨询打分法、优序图 法、模糊层次分析法等主观权重法，以及熵权法、主成分分析法、离差最大化客观赋权法等 客观权值法。
[0004] 现有方法只要存在以下两个问题：
[0005] (1)主观权值法往往简单可行、操作方便，但易受到决策者知识、能力、经验等限 制，随意性很大，不同的决策者废除的结果千差万别，直接影响到决策者的偏好程度。
[0006] (2)客观权值法计算又往往过于复杂，不便于工程人员在实际中灵活运用。
【发明内容】
[0007] 本发明提出了一种新的多指标评价分析方法，在建立数学模型的基础上，通过关 联度分析法对电网指标体系进行综合评价，该方法能够适用于多指标体系的电网现状内部 各指标纵向比较，能够更加客观、快速、简便地求出各指标对某一电网特性的影响程度，并 判断指标的优先级，对电网的建设改造具有实际的指导意义。
[0008] 为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
[0009] -、数据归一化 [0010] 1.无量纲化法
[0011] 对电网具体问题的分析离不开统计相关电网特性指标，统计指标是对分析电网的 数量特征进行描述和分析的基本工具。在利用电网各部门统计指标进行统计分析时，要特 别注意统计数据的可比性和综合性的问题。对于综合性指标而言，由于指标的性质不同、计 量单位不同、往往存在差异性，因此首先强调指标可比性，若失去可比性，其分析结果就会 出现偏差。
[0012] 无量纲化，也叫数据的标准化、规格化、归一化，它是通过简单的数学变化来消除 各指标量纲影响的方法。无量纲化的方法有很多，归结起来主要有以下几类。
[0013] (1)直线型无量纲化法。直线型无量纲化法是指指标实际值转化成不受量纲影响 的指标值时，假定二者之间呈现线性关系，指标实际值的变化引起标准化后数值一个相应 的比例变化。利用指标的极值(极大值或极小值)计算指标的无量纲化公式如下：
[0014]
[0015] (2)折线型无量纲化法。有时，指标在不同水平、区域内的变化对综合分析结果的 影响是不一样的。比如在多指标综合评价时，若X小于某个数值时，X变化对综合水平影响较 大，评价值也会有较大的变化;而当X大于该值时，X的变化对被评价对象综合水平的影响较 小，则评价值的变化也较小。在这种情况下，应采用折线型的无量纲化方法来分段处理。以 三折线为例公式如下：
[0016]
[0017] (3)曲线形无量纲化法。采用曲线型的无量纲化方法，意味着指标实际值与无量纲 值之间不是等比例的变动，而是非线性关系。曲线型公式种类很多，以下两种为例说明，如 下升半r型分布等：
[0018]
[0019] 2.无量纲化方法的选择
[0020] 电网的综合评价指标有很多，由上述看出对这些不同性质的指标归一化的方法也 有几种，因此在对其进行方法选择时应注意以下几个问题。
[0021] (1)无量纲化所选用的转化公式要根据客观事物的特征及所选用的统计分析方法 确定。这一方面要求尽量能够客观地反映指标实际值与失误综合发展水平的对应关系，另 一方面要符合统计分析的基本要求。
[0022] (2)尽量遵循简易型原则，能够用直线型转换公式的就不用折线型特别是曲线型 公式，曲线型公式并不是在任何情况下都比直线型公式精确且曲线型公式中的参数选择又 有一定的难度。
[0023] (3)选用无量纲化公式，还要注意转化自身的特点，这样才能保证转化的可能性。 比如在直线型的转换公式中，常用的极值法和标准差标准化法就各有特点。一般来说，极值 法对指标数据的个数和分布状况没什么要求，转化后的数据都在〇~1区间，转化后的数据 相对数性质较为明显，便于做进一步的数学处理。同时就每个指标数值的转化而言，这种无 量纲转化所依据的原始数据信息较少，只是指标实际值中的几个值，如maxX、minX和X等。而 标准差标准化法一般在原始数据呈正态分布的情况下应用，其转化结果超出了0~1区间， 存在着负值，有时会影响进一步的数据处理，同时转化时与指标实际值中的所有数值都有 关系(主要指公式中的s)，所依据的原始数据的信息多于极值法。
[0024] (4)逆指标、适度指标的无量纲化处理。统计指标可以分为正指标（即越大越好的 指标）、逆指标(越小越好的指标)和适度指标(数值既不应过大、也不应过小的指标）。对于 正指标，可以按前面的转化公式进行无量纲化处理，而对于逆指标和适度指标进行无量纲 化处理时，则应先将其转化成正指标，然后在按上述方法进行无量纲化处理。逆指标转化成 正指标较为容易，只要取原数值的倒数就可以了，适度指标应根据适度值(即最佳值k)设计 一个变量| Xl-kI，即适度指标的实际值减去适度值的绝对值。这个新变量显然是一个逆指 标，再将这个逆指标取倒数，计算|_χ _&|就得到相应的正指标了。
[0025] 二、关联度分析法
[0026] 电力系统可以看作是一个运动系统，一般运动系统模型可以表示为以下表达式：
[0027] dX(t)=F[X(t)]
[0028] 将上式进行泰勒展开，忽略目标函数二次及以上的项可得：
[0029] F[Xo+ Δ X] =F[Xo]+dF(X)/dX | χο Δ X
[0030] 因为在原始运行点上，各变量不发生变化，所以F[Xo]=0,再令.4= Μ 4 / d劣， 就可以将上式整理得到：
[0031 ] F[Xo+ AX] = dAX/dt = dF(X)/dX|x〇AX=AAX
[0032] 整理得到A:
[0033]
[0034] 其中，A为关联向量，也是决策变量针对电网特性的关联度向量。当A中的某个元素 较小时，可以认为对应的决策变量对经济或者可靠性的影响不大，可以从决策变量中剔除； 厂. 为各指标的关联度，用￥表示。F(X)可表示为电网的某特性，例如供电可靠性等，其中 A F( ΔΧ)的值不影响的变化，所以计算时可以将其定义为1。
[0035] 这样就能近似的将一个非线性函数转换成一个线性函数，从而简化了网络的模 型，进行量化分析，其中AX的值取得越小，从非线性函数转换成的线性函数就越相似，分析 的结果就越准确。
[0036] 为建立起A的关系式，首先选取样本数据。针对现有电网，在以往的数据库中选择N +1个典型