CN103426120A - 基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法，通过构建基于可靠性确定性准则的约束层指标和集经济性、可靠性、电能质量和扩展性为一体的综合评价指标的层次化指标体系，提出了对配电网规划方案首先进行约束层评价以保证配电网规划方案的可靠性水平，继而在保证配电网规划方案可靠性水平的基础上，确定综合水平最优的配电网规划方案，尤其适用于对侧重可靠性水平的中低压配电网进行评价。

Description

基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法

技术领域

本发明涉及一种基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法。 

背景技术

由于城市中低压配电网处于整个电力系统最末端，直接面向用户，对配电网进行科学合理的规划、评估，是电网总体规划的一个重要组成部分。对配电网进行合理的评价需要构建合理的评价指标体系和流程并应用准确且高效的评价方法。 

常规配电网评估指标体系包含可靠性、经济性、安全性等方面指标，但对于可靠性的评估中通常只考虑了反应可靠性的概率性指标，而没有剖析影响可靠性的确定性指标，如转供率、联络率等网架结构指标及N-1通过率等导则类指标等，改进可靠性的评价指标和评价流程将对确保配电网规划方案的可靠性水平具有重要意义。 

传统的配电网规划评估主要包括可靠性评价、经济性评价、安全性评价、供电质量评价等单项指标的评估，这些评估从不同角度、不同程度上评价了配电网的运行水平，但未上升到整体性评价的水平，对电网实际建设的指引性不强。我国城、农网改造结束后，一些地区对配电网供电能力进行了后评估，评估的内容更加丰富，但主要还是侧重于对供电能力的评估，且定性结论偏多、操作性不强、对评估专家的经验要求过高，因此电网的综合评估能力效果不明显，限制了其在项目评估上的普及和应用。配电网的综合评估是指针一对配电网不同方面的特性选择相应的评估形式，并通过一定的评价方法，将多个评估因素或评价指标转化为能反映配电网总体情况的信息。配电网综合评估方法主要基于两方面，即专家经验和决策智能。目前广泛采用的基于专家经验的综合评估方法为层次分析法，基于决策智能的综合评估方法则主要包括模糊算法、层次分析法和数据包络分析法等，这些方法为规划方案的决策提供了新的思路和方法。 

数据包络分析（Data Envelopment Analysis,DEA）是一种非参数的客观评价方法。DEA方法属于运筹学研究的领域，在样本数据的基础上，采用数学规划方法对相同类型具有多输入、多输出的决策单元（Decision Making Unite，DMU）的生产有效性进行评价、以及对其它的多准则评价问题的处理。目前，DEA在电力领域的应用较少，虽然已经有人把DEA方法引入供电方案评价领域，但通常只是CCR模型，未反映决策者偏好，未对输入输出指标的权系数进行限制，而且传统的CCR模型在实际问题的应用中存在两方面的不足：首先，可能出现多个DMU同时有效的情况，DMU数量越多，DMU同时有效的现象越明显，而传统DEA方法无法对多个有效的DMU进一步排序；另外，如果DMU的输入输出指标数据过于悬殊， DEA模型会因为偏重少数指标而将部分DMU误认为有效。Doyle等人通过交叉评价来处理这两方面的问题，引入了交叉效率(Cross．efficiency)的概念。交叉效率评价是通过对每个DMU的效率值评价N次来避免自评的缺陷，目前尚未有研究将含有约束锥的CCR模型与交叉效率结合起来应用于配电网规划方案评估中。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法。本发明构建了基于可靠性确定性准则的约束层指标和集经济性、可靠性、电能质量和扩展性为一体的综合评价指标的层次化指标体系，提出了对配电网规划方案首先进行约束层评价以保证配电网规划方案的可靠性水平，继而在保证配电网规划方案可靠性水平的基础上，确定综合水平最优的配电网规划方案，适用于对侧重可靠性水平的中低压配电网规划进行评价。 

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案： 

基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法，包括以下步骤： 

a确定配电网规划方案的约束性指标，建立约束层指标体系； 

b根据对配电网各属性指标的分析、以及各指标间独立的原则和评价的可操作性，建立综合评价指标体系； 

c根据配电网规划目标及侧重于可靠性评价的要求，对配电网规划方案建立评估模型； 

d约束层指标的计算； 

e综合评价指标体系指标的计算； 

f运用含AHP约束锥的CE-DEA方法对规划方案进行多属性综合评价； 

g评价结果分析，输出最优方案。 

进一步，所述步骤a中，建立约束层指标体系包括两个部分，其一是配电网规划导则中对可靠性有影响的确定性的指标，其二是根据对现状电网分析后找出其薄弱环节并结合规划目标而设定的自定指标。 

进一步，所述步骤b中，建立综合评价指标体系包括属性层及其相应的准侧层指标，其中，属性层指标包括经济性、可靠性、扩展性、电能质量四个属性，可靠性包含反映配电网可靠性的概率性指标。 

进一步，所述经济性的准则层指标为配电网规划方案的经济成本指标，该经济成本通过计算配电变压器和线路的投资成本和运行维护成本得出，所述可靠性的准侧层指标为用户平均停电时间指标和用户平均停电频率指标，所述扩展性的准侧层指标为设备容量裕度指标和线路供电能力裕度指标，所述电能质量的准侧层指标为配电网电压合格率指标。 

进一步，所述步骤c中，对配电网规划方案建立评估模型，包括如下过程： 

c1收集配电网基础数据； 

c2对现状电网进行分析，找出其薄弱环节； 

c3根据现状电网的薄弱环节及规划目标选择相应的约束层指标并制定评价标准； 

c4建立包含约束层指标和综合评价指标的层次化指标体系； 

c5根据层次化指标体系对配电网规划方案进行评估。 

进一步，所述步骤d中，约束层指标的计算是针对步骤c3中选定的约束层指标进行的，并将指标值与评价标准进行比较，为保证配电网规划方案的可靠性水平，对于不满足约束层评价标准的配电网规划方案进行修改优化，再次建模评估模型，对于满足约束层评价标准的配电网规划方案，执行步骤e、f的综合评价指标的计算及多属性综合评价。 

进一步，所述步骤f中，运用含AHP约束锥的CE-DEA方法对规划方案进行多属性综合评价的步骤如下： 

f1选取输入指标和输出指标 

根据综合评价指标体系中指标的性质，选取成本型指标作为CE-DEA模型的输入指标，选取效益型指标作为CE-DEA模型的输出指标； 

f2将输入数据和输出数据进行归一化处理 

效益型指标处理后的指标值为

成本型指标处理后的指标值为

式中，x_i为第i种方案的指标值，y_i为与x_i对应的通过极值处理后的指标值，n为方案个数； 

f3使用AHP方法对输入指标集和输出指标集分别进行打分，构造判断矩阵 

用9位标度法分别对输入指标集和输出指标集的相对程度进行打分，构造输入判断矩阵  ${\stackrel{\‾}{A}}_m={\left(a_{\mathrm{ij}}\right)}_{m\×m}$ 和输出判断矩阵 ${\stackrel{\‾}{B}}_s={\left(b_{\mathrm{ij}}\right)}_{s\×s};$

f4构造AHP约束锥矩阵 

输入约束锥矩阵：M_q×q=P_q×q-λ_max×k×E_q×q，其中

k为松弛因子，λ_max为

最大特征值；输出约束锥矩阵：N_q×q=Q_q×q-λ_max×k×E_q×q，其中

k为松弛因子，λ_max为

最大特征值； 

f5用含有AHP约束锥的CE-DEA方法计算各方案的交叉效率值及各自最优权重，根据交叉效率值的大小对方案进行决策排序 

f5a构造含AHP的CCR评价模型 

Max u^Ty_o

s.t. w^Tx-u^Ty≥0 

w^Tx=1 

w∈W，u∈U 

其中W={w|Mw≥0,w≥0}U={u|Nu≥0,u≥0}； 

f5b用含AHP的CCR模型对多方案进行评估，得到各方案的效率值和最优权重； 

f5c用交叉效率法（Cross-efficiency）对各方案效率值进行交叉评价，得到各方案的交叉效率值，根据交叉效率值的大小对方案进行决策排序； 

交叉效率计算方法如下式： 

$E_{\mathrm{kj}}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{r=1}^s{u}_{\mathrm{rk}}{y}_{\mathrm{rj}}}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^m{u}_{\mathrm{ik}}{y}_{\mathrm{ij}}},k,j=1,...,n,$

其中，E_kj表示应用决策单元k自评时的最优权重对决策单元j进行评价得到的效率值，即决策单元j用决策单元k的最优化权重进行评价，E_kk表示决策单元k的自评值。 

进一步，所述步骤g中，根据交叉效率值E_kk的大小对配电网规划方案进行决策排序，取交叉效率值最大的方案为最优方案，并根据含AHP约束锥的CCR模型的求解结果确定其最优权重，对于其他规划方案可根据评价效率值进行改进和优化。 

本发明的优点是： 

（1）本发明综合考虑了现状电网的薄弱环节和规划目标，分析了配电网评价指标的内在关联，构建了包含基于可靠性确定性准则的约束层指标和集经济性、可靠性、电能质量、扩展性为一体的综合评价指标的层次化指标体系，既能够充分准确的评价配电网方案的可靠性水平又反映配电网方案的综合水平，可为电网运行规划人员了解掌握配电网规划方案可靠性水平和整体特性提供依据，具有重要的实际运用价值。 

（2）本发明提出了对配电网规划方案首先进行约束层评价以保证配电网规划方案的可靠性水平，而后进行综合评价以准确量化配电网规划方案的综合水平，最后根据两层评价结果确定最优的配电网规划方案的评估方法，该评估方法能够及时发现电网规划方案中存在的问题，便于及时调整规划方案以保证该方案实施后电网的可靠性水平和综合水平。 

（3）本发明针对配电网规划方案的特点，采用含AHP约束锥的CE-DEA方法对多个配 电网方案进行综合评价，该评估方法解决了传统DEA评价方法存在的可能出现多个决策单元同时有效的问题，弥补了自评存在的缺陷，准确的反映了多方案之间的相对优劣程度，且兼顾主观性和客观性。 

附图说明

图1为本发明基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法的流程图； 

图2为本发明基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法中约束层指标体系的结构图； 

图3为本发明基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法中综合指标体系的结构图； 

图4为本发明基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法中层次化配电网评价指标体系的结构图； 

图5为本发明基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法中含AHP约束锥的CE-DEA多属性评估方法结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明： 

结合图1所示，基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法，包括以下步骤： 

a确定配电网规划方案的约束性指标，建立约束层指标体系； 

b根据对配电网各属性指标的分析、以及各指标间独立的原则和评价的可操作性，建立综合评价指标体系； 

c根据配电网规划目标及侧重于可靠性评价的要求，对配电网规划方案建立评估模型； 

d约束层指标的计算； 

e综合评价指标体系指标的计算； 

f运用含AHP约束锥的CE-DEA方法对规划方案进行多属性综合评价； 

g评价结果分析，输出最优方案。 

如图2所示，建立约束层指标体系，包括两个部分，其一是配电网规划导则中对可靠性有影响的确定性的指标，其二是根据对现状电网分析后找出其薄弱环节并结合规划目标而设定的自定指标。 

1）指标确定及评价体系的建立 

配电网规划前都会进行现状电网的分析，分析后找出系统存在的问题，根据电网的问题确定本次规划的约束性指标，如网损、环网化率等。约束性指标可以是规划导则层面的指标，也可以是配电网综合评价体系中某些指标或者是表示电网结构的某些指标，该部分指标为自定目标，本发明实施例中的评估方法侧重于配电网可靠性评价，在构建约束层指标时考虑影响可靠性的确定性因素，构建如图2所示的约束层指标体系。 

2）评价标准的建立 

在对配网规划方案进行评价的过程中，需要对N-1校验通过率、供电可靠性等约束性指标进行评价，这些指标只有达到一定范围，才能保证配电网的可靠性，因此需要确定合理的指标判据，判据的设定根据《城市电网规划设计技术原则》、规划导则及规划目标结合规划经验确定。 

结合图3所示，建立综合评价指标体系，包括属性层及其相应的准侧层指标，其中，属性层指标包括经济性、可靠性、扩展性、电能质量四个属性，可靠性包含反映配电网可靠性的概率性指标。 

对于其他属性的配网评价指标在本发明实施例的综合指标体系中不予考虑，其原因是在配电网中可靠性涵盖了安全性；供电能力反映了电网运行特征比较多，体现规划特征的因素可以与可靠性和扩展性交叉。协调性被默认在规划初期，没有形成方案前应该在地区规划导则有就有体现。抗灾性是由于电网规划的基本原则是应对概率较大事件的发生，而抗灾性是小概率事件的应对策略，应作为特殊处理。其他社会效益、环境效益等的评价应该放在国民经济评价中。 

在准则层指标中，经济性反映配电网方案的经济成本，其准则层指标为配电网规划方案的经济成本，该成本由配电变压器的初次投资成本、配电变压器的运行维护成本、中低压线路的初次投资成本、中低压线路的运行维护成本构成；扩展性反映配网规划方案对负荷增长和承受扰动的容许程度，其准则层指标为设备容量裕度和供电能力裕度；电能质量反映了配网方案提供的电压质量，其准则层指标为配电网电压合格率；可靠性指标是反映配电系统向用户连续供电的可靠程度的综合性指标，由于在约束层指标中已考虑了影响可靠性的确定性因素，因此在综合评价指标体系中只考虑与可靠性相关的概率性指标，其准则层指标为：用户平均停电时间，用户平均停电频率。 

结合图4所示，根据配电网规划目标及侧重于可靠性评价的要求，对配电网规划方案建立评估模型，其过程如下： 

c1收集配电网基础数据 

收集的配电网基础数据包括：评估区域的负荷量及预测负荷量，评估区域的电价，现状电网的运行数据及网架结构数据，中低压线路及配电变压器相关的结构、运行及经济参数； 

c2对现状电网进行分析，找出其薄弱环节 

对现状电网的网架结构及历史数据进行分析，并将分析结果同规划目标进行对比，找出现状电网的薄弱环节及问题环节，为步骤c3中制定和选取约束层指标提供依据； 

c3根据现状电网的薄弱环节及规划目标选择相应的约束层指标并制定评价标准； 

c4根据步骤c中建立包含约束层指标和综合评价指标的层次化指标体系； 

c5根据层次化指标体系对配电网规划方案进行评估。 

对配电网规划方案首先进行约束层评价以保证配电网规划方案的可靠性水平，而后进行综合评价以准确量化配电网规划方案的综合水平。 

约束性指标的计算： 

步骤d中，约束层指标的计算是针对步骤c中选定的约束层指标进行的，并将指标值与其评价标准进行比较，为保证配电网规划方案的可靠性水平，对于不满足约束层评价标准的配网规划方案进行修改优化，再次建立评估模型，对满足要求的配网规划方案进行步骤e、f的综合评价指标的计算及多属性综合评价。 

步骤e中综合评价指标体系的计算包括： 

1）可靠性指标： 

用户平均停电时间的计算公式为： 

用户平均停电频率的计算公式为： 

2）扩展性指标： 

设备容量裕度的计算公式为： 

线路供电能力裕度的计算公式为： 

3）电能质量指标： 

配电网电压合格率的计算公式为： 

4）经济性指标： 

配电网规划方案的经济成本计算公式为：C=C_{配电变压器}+C_输电线路

其中， $C_0+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{C}_j{(1+i)}^{-j}$

式中，C为归算到初年的成本总和，C₀为初次投资成本，C_j为第j年的运行维护成本，n为寿命周期年限，i为年利率。在系统设计过程中，将上式表达的数学模型用一个独立的类模块来表示，每种估算模型可单独地调用这个模块。 

结合图5所示，应用含AHP约束锥的CE-DEA方法进行多属性综合评价 

f1选取输入指标和输出指标 

根据综合评价指标体系中指标的性质，选取成本型指标作为CE-DEA模型的输入指标，选取效益型指标作为CE-DEA模型的输出指标； 

综合评价指标集中的定性数据采用德尔菲法进行处理； 

f2将输入数据和输出数据进行归一化处理 

效益型指标处理后的指标值为成本型指标处理后的指标值为

式中，x_i为第i种方案的指标值，y_i为与x_i对应的通过极值处理后的指标值，n为方案个数； 

f3使用AHP方法对输入指标集和输出指标集分别进行打分，构造判断矩阵 

用9位标度法分别对输入指标集和输出指标集的相对程度进行打分，构造输入判断矩阵  ${\stackrel{\‾}{A}}_m={\left(a_{\mathrm{ij}}\right)}_{m\×m}$ 和输出判断矩阵 ${\stackrel{\‾}{B}}_s={\left(b_{\mathrm{ij}}\right)}_{s\×s}.;$

f4构造AHP约束锥 

输入约束锥矩阵：M_q×q=P_q×q-λ_max×k×E_q×q,其中

k为松弛因子，λ_max为 

最大特征值；输出约束锥矩阵：N_q×q=Q_q×q-λ_max×k×E_q×q,其中k为松弛因子，λ_max为

最大特征值； 

f5用含有AHP约束锥的CE-DEA方法计算各方案的交叉效率值及各自最优权重，根据交叉效率值的大小对方案进行决策排序： 

f5a构造含AHP的CCR评价模型 

Max u^Ty_o

s.t. w^Tx-u^Ty≥0 

w^Tx=1 

w∈W，u∈U 

其中W={w|Mw≥0,w≥0}U={u|Nu≥0,u≥0}； 

f5b用含AHP的CCR模型对多方案进行评估，得到各方案的效率值和最优权重； 

f5c用交叉效率法（Cross-efficiency）对各方案效率值进行交叉评价，得到各方案的交叉效率值，根据交叉效率值的大小对方案进行决策排序； 

交叉效率计算方法如下式： 

$E_{\mathrm{kj}}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{r=1}^s{u}_{\mathrm{rk}}{y}_{\mathrm{rj}}}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^m{u}_{\mathrm{ik}}{y}_{\mathrm{ij}}},k,j=1,...,n,$

其中，E_kj表示应用决策单元k自评时的最优权重对决策单元j进行评价得到的效率值，即决策单元j用决策单元k的最优化权重进行评价，E_kk表示决策单元k的自评值。 

评价结果分析，输出最优方案 

根据交叉效率值E_kk的大小对配电网规划方案进行决策排序，取交叉效率值最大的方案为最优方案，并根据含AHP约束锥的CCR模型的求解结果确定其最优权重。对于其他规划方案可根据评价效率值进行改进和优化。 

本发明提出的对配电网规划方案首先进行约束层评价以保证配电网规划方案的可靠性水平，而后进行综合评价以准确量化配电网规划方案的综合水平，最后根据两层评价结果确定最优的配电网规划方案的评估方法，该评估方法能够及时发现电网规划方案中存在的问题，便于及时调整规划方案以保证该方案实施后电网的可靠性水平和综合水平，在侧重可靠性水平的中低压配电网评价中具有重要的实际应用。 

下面举例说明本发明提出的基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法在实际电网评估中的应用，以某区域电网规划为例，在规划区域提出8套规划方案，用E1-E8分别代指8个方案： 

建立层次化的配电网评价体系 

本次评估选择技术导则和供电可靠性作为约束层指标，由于该区域为负荷集中的工业园区，因此将其供电可靠性的约束值设为99.9%，综合评价指标体系如图3所示。 

对约束层指标和综合评价指标体系指标进行计算，其计算结果如表1所示： 

表1配电规划方案指标值 

由于8个方案的供电可靠率均在99.9%以上，且符合技术导则规定，因此8个方案全部满足约束层指标要求。 

通过含AHP约束锥的CE-DEA方法对8个方案进行多属性综合评价： 

选取输入，输出指标； 

选取用户平均停电时间、用户平均停电频率、配电网规划方案经济成本为输入指标并分别设为X1、X2、X3。选取配电网电压质量合格率、设备容量裕度、线路供电能力裕度为输出指标，并分别设为Y1、Y2、Y3。分别对输入指标进行处理，如表2、3所示。 

表2输入指标相对值 

方案	用户平均停电时间	用户平均停电频率	配电网规划方案经济成本
				方案1	1	1	1.32
方案2	1	1	1.42
				方案3	1.77	1.14	1
方案4	1.77	1.14	1.16
				方案5	1	1	1.42
方案6	1	1	1.63

[0142] 

方案7	1.77	1.14	1.17
				方案8	1.77	1.14	1.25

表3输出指标相对值 

使用AHP方法对输入指标集和输出指标集分别进行打分，构造判断矩阵，进行一致性校验并进行权重计算，判断矩阵和权重值如表4-表9所示。 

表4输入层-属性层判断矩阵 

输入层（属性层）	经济性	可靠性
			经济性	1	0.33
可靠性	3	1
			单层权重	0.2491	0.7509
lmax=1.9950	CI=0.0050RI=inf	CR=0

表5输入层-可靠性判断矩阵 

可靠性	用户平均停电频率	用户平均停电时间
			用户平均停电频率	1	0.33
用户平均停电时间	3	1
			单层权重	0.2491	0.7509
lmax=1.9905	CI=0.0050，RI=inf	CR=0

表6输入层各指标权重 

表7输出层-属性层判断矩阵 

输出层（属性层）

扩展性

电能质量

[0154] 

扩展性	1	0.25
			电能质量	4	1
单层权重	0.2	0.8
			max=2	CI=0.00RI=inf	CR=0

表8输入层-扩展性性判断矩阵 

扩展性	设备容量裕度	线路供电能力裕度
			设备容量裕度	1	0.5
线路供电能力裕度	2	1
			单层权重	0.3333	0.6667
lmax=2	CI=0.000，RI=inf	CR=0

表9输出层各指标权重 

设备容量裕度Y1	线路供电能力裕度Y2	电压合格率Y3
			0.0667	0.1333	0.8

构造AHP约束锥 

综合考虑主观性和客观性，取松弛因子k=0.9，构造输入指标和输出指标的AHP约束锥矩阵，如表10、11所示。 

表10输入指标的AHP约束锥矩阵 

aij	X1	X2	X3
				X1	-1.7	0.3316	0.7507
X2	3.015681544	-1.7	2.2637
				X3	1.332090049	0.441754649	-1.7

表11输出指标的AHP约束锥矩阵 

bij	Y1	Y2	Y3
				Y1	-1.7	0.5004	0.08338
Y2	1.998401279	-1.7	0.1666
				Y3	11.99328376	6.00240096	-1.7

用含有AHP约束锥的CCR模型对8个方案进行评估，其效率值和最优权重如表12、13所示。 

表12各方案效率值 

AHP-CCR	E1	E2	E3	E4	E5	E6	E7	E8
									E1	1	0	0	0	0	0	0	0
E2	0	0.987	0	0	0	0	0	0

[0168] 

E3	0	0	0.665	0	0	0	0	0
									E4	0	0	0	0.650	0	0	0	0
E5	0	0	0	0	1	0	0	0
									E6	0	0	0	0	0	0.980	0	0
E7	0	0	0	0	0	0	0.670	0
									E8	0	0	0	0	0	0	0	0.672

表13各方案自评时的最优权重 

AHP-CCR	方案一	方案二	方案三	方案四	方案五	方案六	方案七	方案八
									X1	0.175	0.187	0.116	0.113	0.169	0.181	0.112	0.110
X2	0.495	0.565	0.502	0.485	0.493	0.545	0.484	0.476
									X3	0.250	0.175	0.222	0.214	0.238	0.168	0.214	0.210
Y1	0.078	0.070	0.083	0.080	0.083	0.086	0.080	0.079
									Y2	0.132	0.098	0.166	0.161	0.172	0.172	0.160	0.158
Y3	0.826	0.841	0.699	0.675	0.761	0.722	0.673	0.662

交叉校方方法计算各方案的交叉效率值根据交叉效率值的大小对方案进行决策排序，交叉效率值如表14所示。 

表14各方案交叉效率值 

根据交叉效率值可知E5>E1>E2>E6>E8>E7>E3>E4，因此第五个方案为最优方案，并从表13中可以得到该方案的最优权重。 

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。 

Claims (8)

1.基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

a确定配电网规划方案的约束性指标，建立约束层指标体系；

b根据对配电网各属性指标的分析、以及各指标间独立的原则和评价的可操作性，建立综合评价指标体系；

c根据配电网规划目标及侧重于可靠性评价的要求，对配电网规划方案建立评估模型；

d约束层指标的计算；

e综合评价指标体系指标的计算；

f运用含AHP约束锥的CE-DEA方法对规划方案进行多属性综合评价；

g评价结果分析，输出最优方案。

2.根据权利要求1所述的基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法，其特征在于，所述步骤a中，建立约束层指标体系包括两个部分，其一是配电网规划导则中对可靠性有影响的确定性的指标，其二是根据对现状电网分析后找出其薄弱环节并结合规划目标而设定的自定指标。

3.根据权利要求1所述的基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法，其特征在于，所述步骤b中，建立综合评价指标体系包括属性层及其相应的准侧层指标，其中，属性层指标包括经济性、可靠性、扩展性、电能质量四个属性，可靠性包含反映配电网可靠性的概率性指标。

4.根据权利要求3所述的基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法，其特征在于，所述经济性的准则层指标为配电网规划方案的经济成本指标，该经济成本通过计算配电变压器和线路的投资成本和运行维护成本得出，所述可靠性的准侧层指标为用户平均停电时间指标和用户平均停电频率指标，所述扩展性的准侧层指标为设备容量裕度指标和线路供电能力裕度指标，所述电能质量的准侧层指标为配电网电压合格率指标。

5.根据权利要求1所述的基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法，其特征在于，所述步骤c中，对配电网规划方案建立评估模型，包括如下过程：

c1收集配电网基础数据；

c2对现状电网进行分析，找出其薄弱环节；

c3根据现状电网的薄弱环节及规划目标选择相应的约束层指标并制定评价标准；

c4建立包含约束层指标和综合评价指标的层次化指标体系；

c5根据层次化指标体系对配电网规划方案进行评估。

6.根据权利要求5所述的基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法，其特征在于，所述步骤d中，约束层指标的计算是针对步骤c3中选定的约束层指标进行的，并将指标值与评价标准进行比较，为保证配电网规划方案的可靠性水平，对于不满足约束层评价标准的配电网规划方案进行修改优化，再次建立评估模型，对于满足约束层评价标准的配电网规划方案，执行步骤e、f的综合评价指标的计算及多属性综合评价。

7.根据权利要求1所述的基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法，其特征在于，所述步骤f中，运用含AHP约束锥的CE-DEA方法对规划方案进行多属性综合评价的步骤如下：

f1选取输入指标和输出指标

根据综合评价指标体系中指标的性质，选取成本型指标作为CE-DEA模型的输入指标，选取效益型指标作为CE-DEA模型的输出指标；

f2将输入数据和输出数据进行归一化处理

效益型指标处理后的指标值为

成本型指标处理后的指标值为

式中，x_i为第i种方案的指标值，y_i为与x_i对应的通过极值处理后的指标值，n为方案个数；

f3使用AHP方法对输入指标集和输出指标集分别进行打分，构造判断矩阵

用9位标度法分别对输入指标集和输出指标集的相对程度进行打分，构造输入判断矩阵 ${\stackrel{\‾}{A}}_m={\left(a_{\mathrm{ij}}\right)}_{m\×m}$ 和输出判断矩阵 ${\stackrel{\‾}{B}}_s={\left(b_{\mathrm{ij}}\right)}_{s\×s};$

f4构造AHP约束锥矩阵

输入约束锥矩阵：M_q×q=P_q×q-λ_max×k×E_q×q'其中

k为松弛因子，λ_max为

最大特征值；输出约束锥矩阵：N_q×q=Q_q×q-λ_max×k×E_q×q，其中

k为松弛因子，λ_max为

最大特征值；

f5用含有AHP约束锥的CE-DEA方法计算各方案的交叉效率值及各自最优权重，根据交叉效率值的大小对方案进行决策排序：

f5a构造含AHP的CCR评价模型

Max u^Ty_o

S.t. w^Tx一u^Ty≥0

w^Tx一1

w∈W，u∈U

其中,W={w|Mw≥0,w≥0}U={u|Nu≥0,u≥0}；

f5b用含AHP的CCR模型对多方案进行评估，得到各方案的效率值和最优权重；

f5c用交叉效率法（Cross-efficiency）对各方案效率值进行交叉评价，得到各方案的交叉效率值，根据交叉效率值的大小对方案进行决策排序；

交叉效率计算方法如下式：

$E_{\mathrm{kj}}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{r=1}^s{u}_{\mathrm{rk}}{y}_{\mathrm{rj}}}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^m{u}_{\mathrm{ik}}{y}_{\mathrm{ij}}},k,j=1,...,n,$

其中，E_kj表示应用决策单元k自评时的最优权重对决策单元j进行评价得到的效率值，即决策单元j用决策单元k的最优化权重进行评价，E_kk表示决策单元k的自评值。

8.根据权利要求7所述的基于可靠性的中低压配电网的综合评估方法，其特征在于，所述步骤g中，根据交叉效率值E_kk的大小对配电网规划方案进行决策排序，取交叉效率值最大的方案为最优方案，并根据含AHP约束锥的CCR模型的求解结果确定其最优权重，对于其他规划方案可根据评价效率值进行改进和优化。

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