CN103593720A

CN103593720A - 基于灰色层次分析法建立的城市电网规划综合评价体系

Info

Publication number: CN103593720A
Application number: CN201210286796.2A
Authority: CN
Inventors: 但春林; 封长林
Original assignee: XI'AN YUANSHUO SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XI'AN YUANSHUO SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-08-13
Filing date: 2012-08-13
Publication date: 2014-02-19

Abstract

本发明开发了基于灰色层次分析法建立的城市电网规划综合评价体系。这一体系首先应用德尔菲专家咨询法确定影响电网规划的主要因素，并结合层次分析法的基本思想构成一个包括儿个层次的完整的电网规划评价指标体系；再应用层次分析法分别计算体系末端的属性的权重；其次，选取多名专家对电网规划方案关于体系末端属性进行打分，再应用灰色关联分析理论计算专家关于电网规划方案的评分值，并在此基础上，应用熵权法确定所选专家的权重系数；最后应用加权法获得电网规划方案的综合的、整体的评分值。综合评分值越高说明电网规划方案越好，即规划后的电网在适应性、安全性、经济性和环境性这4个方面都达到了较高的水平。

Description

基于灰色层次分析法建立的城市电网规划综合评价体系

技术领域

本发明属于电网规划技术领域，具体涉及到基于灰色层次分析法建立的城市电网规划综合评价体系。

背景技术

城市电网规划一方面是城市总体发展规划的重要组成部分，另一方面是城市电网更新改造的依据。随着城市电网建设的大规模开展，出现了一系列急需解决的问题。目前的电网规划评价方法主要侧重于对电网的适应性、安全性及经济性等指标进行了评价，而忽略了电网规划的环境影响因素。在国家大力提倡经济与社会和谐发展、可持续发展的今天，环境影响因素在电网规划中将越来越受到关注。

层次分析法是建立在系统理论基础上的一种解决实际问题的方法，是定性与定量相结合的权重确定方法，可以使各因素的赋值更加科学、合理，较好地反映了各因素对电网规划项目效果的重要程度。熵权是一种客观赋权法，熵是系统无序程度的独立，其思想为：权重系数应该是各个指标在指标总体中关于不确定性的度量，赋权的原始信息来源于指标所提供的信息量的大小。

灰色关联分析理论是邓聚龙教授针对少数据不确定性系统创立的属于系统工程，而污水处理工艺的选择也属于系统工程范畴，因此，本发明以灰色关联分析理论作为城市电网规划方案的评价工具，可以从系统工程的角度，实现对城市电网规划方案的良好评价。

结合这三种方法的优点，研究开发了基于灰色层次分析法的城市电网规划综合评价体系，科学合理地确定城市电网规划方案。

发明内容

本发明的目的是以多属性评价为手段，从电网的适应性、安全性、经济性和环境适应性这4个方面对电网规划方案进行量化分析，为电网规划提供理论依据。

为了上述目的，本发明采用的技术方案如下：

(1)建立评价指标体系

收集相关文献，确定影响电网规划所有因素，组织多名专家采用德尔菲专家咨询法确就预测的问题向专家征求意见，之后，进行整理、归纳、统计，将统计结果再匿名发给各专家，再次征求意见，再集中，再反馈，直至得到稳定的意见。应用层次分析法的基本思想，对这些影响电网规划的主要因素进行归类分析，并建立具有多层次的电网规划综合评价指标体系。

(2)应用层次分析法确定评价指标的权重系数。

层次分析法的思想是首先通过建立清晰的层次结构来分解复杂问题，其次引入测度理论，通过两两比较，用相对标度将人的判断标量化，并逐层建立判断矩阵，然后求解判断矩阵的权重。针对电网规划综合评价指标体系的层次结构，首先采用层次分析法确定中间层中各个指标的权重，不妨设第t个指标的权重为λ_t，t＝1，2，3，4；再应用层次分析法确定准则层中第t个指标下属的子指标的权重，不妨记为

t＝1，2，3，4，p＝1，2，…，n_t；最后体系中第三层的指标权重为：

为了方便起见，不妨记为w_j，其中

(3)建立评分矩阵

组织l名专家，采用百分制对m个规划方案关于n个单项指标进行评分，根据每个专家的评分结果，建立属性矩阵

其中i表示电网规划方案，j表示评价指标，k表示专家。应用灰色关联分析理论确定第k个专家关于第i个规划方案的值y_ik，构造评分矩阵Y＝(y_ik)_m×l，具体算法如下：

1)确定参考序列和比较序列

出属性矩阵

可知，比较序列为第i个电网规划方案中所有指标评分值构成的向量，即：

x_{i}^{k} = (x_{i}^{k} (1), x_{i}^{k} (2), . . ., x_{i}^{k} (n))

其中

由于采用百分制进行评分，则参考序列x₀为：

2)计算参考序列和比较序列的关联系数γ(x₀(j)，x₁(j))，其中ξ∈(0，1]。

γ (x_{0} (j), x_{i}^{k} (j)) = \frac{\min_{i} \min_{j} | x_{0} (j) - x_{i}^{k} (j) | + ξ \max_{i} \max_{j} | x_{0} (j) - x_{i}^{k} (j) |}{| x_{0} (j) - x_{i}^{k} (j) | + ξ \max_{i} \max_{j} | x_{0} (j) - x_{i}^{k} (j) |}

3)计算参考序列和比较序列的关联度y_ik，即：

y_{ik} = Σ_{j = 1}^{n} w_{j} \cdot γ (x_{0} (j), x_{i}^{k} (j))

(4)计算专家权重

根据不同专家关于各个电网规划方案的关联度，构造评分矩阵Y＝(y_ik)_m×l，并应用熵权法确定专家的权重系数，其中熵权法的具体计算过程如下：

1)确定第k个专家的熵为：

H_{k} = - \frac{1}{\ln m} Σ_{i = 1}^{m} f_{ik} \ln f_{ik},

f_{ik} = \frac{1 + y_{ik}}{Σ_{i = 1}^{m} (1 + y_{ik})}

2)根据第k个专家的熵值，得到第k个专家的熵权r_k，即：

r_{k} = \frac{1 - H_{k}}{l - Σ_{k = 1}^{l} H_{k}} .

(5)综合评分值

对各个电网规划方案进行综合评分，其中第i个电网规划方案的评分公式为：

{result}_{i} = Σ_{k = 1}^{l} r_{k} \cdot y_{ik} .

综合评分值越高表明电网规划方案的整体情况越好，即规划后的电网在适应性、安全性、经济性和环境性这4个方面都达到了较高的水平。

本发明与现有技术相比主要的特点如下：

(1)本发明考虑了环境对电网规划的影响，较其他电网规划评价指标体系更加全面。

(2)本发明考虑到专家由于专业水平、经验等方面的程度不同，看待电网规划方案的深度不同，采用熵权法确定专家权重，比其他技术的评价结果更加准确。

(3)本发明建立的决策方法概念清晰、直观、计算过程简单，易于计算机编程。

附图说明

图1是本发明的建立流程；

图2是本发明中关于电网规划的综合评价指标体系结构。

具体实施方式

参照图1，本发明的具体过程包括：

(1)指标确定和评价指标体系的建立

采用德尔菲咨询法确定影响电网规划的主要因素，并将这些主要因素进行归类，结合层次分析法的基本思想，建立综合评价指标体系如附图2。附图2所述的层次结构是将电网规划综合评价的目标进行逐层分解归并而建立的，分为3个层次，其中最上层为目标层，中间为准则层(包括：社会效益、技术性能、经济效益和环境协调性)，第三层为指标层，它们是中间层的子指标，具体关系见附图2.

(2)应用层次分析法确定单个指标的总权重

表1为单个指标的总权重系数。

表1单个指标的总权重系数

(3)建立评分矩阵

假设现在有三个电网规划方案，组织3名专家对三个方案进行评分，构造属性矩阵X^k，k＝1，2，3，见表2。

表2属性矩阵

X1	方1	方2	方3	X²	方1	方2	方3	X³	方1	方2	方3
												项目技术进步	100	100	98	98	100	97	99	100	96
对地区经济影响	98	97	95		89	98	80		89	98	89
												供电可靠率	96	94	87	91	96	89	96	99	87
系统暂态稳定性	95	92	88		96	98	77		91	98	69
												N-1校验	94	90	80	95	95	86	78	97	79
容载比	98	96	83		97	96	93		84	89	76
												线损率	91	90	84	94	97	91	92	87	68
财务水平	94	93	85		95	98	89		89	90	88
												投资效益	83	84	90	90	87	76	89	95	78
年费用	85	83	82		87	90	79		89	90	70
												抗电磁干扰	60	75	80	75	89	80	90	98	87
抗无线电干扰	65	80	85		68	87	67		70	81	50
												抗噪声干扰	70	72	85	81	88	80	68	87	65
市政设施配合	75	75	83		69	81	80		87	89	50
												其他	68	78	86	70	78	68	50	80	50

取参考序列

结合表2中的数据，应用灰色关联分析分别计算3位专家关于3个方案的关联度

即为3为专家关于3个方案的评分结果，具体结果见表3：

表3 3位专家对3种方案的评分结果

	方案1	方案2	方案3
				专家1	0.7395	0.7306	0.6756
专家2	0.6852	0.7991	0.5912
				专家3	0.7446	0.8486	0.6073

从表3可以看出，专家1与专家2、3关于方案的评价结果不一致，其原因在于三位专家对电网规划各个指标的理解不同导致的，这就需要进一步确定三位专家的权重系数。

(4)确定专家权重系数

采用熵权法确定专家的权重系数r_k，k＝1，2，3，其中r₁＝0.3265，r₂＝0.2994，r₃＝0.3741。

(5)确定3个方案的最终评分值，见表4.

表4 3个方案的最终评分值

	方案1	方案2	方案3
				最终值	0.7251	0.7953	0.6248

结果分析：根据最终评分值可知，电网规划方案的优劣排序为：方案2＞方案1＞方案3.这与实际情况相符。

Claims

1.基于灰色层次分析法建立的城市电网规划综合评价体系，其步骤如下：

(1)应用德尔菲专家咨询法建立电网规划综合评价指标体系；

(2)应用层次分析法确定单项指标权重；

(3)应用灰色关联分析理论计算单个专家关于各个电网规划方案的评分值。

(4)应用熵权法确定专家的权重，并结合单个专家关于各个电网规划方案的评分值，计算各个电网规划方案的综合评分值。

2.根据权利要求1所述的基于灰色层次分析法建立的城市电网规划综合评价体系，其特征在于应用德尔菲专家咨询法确定电网规划的影响因素。

3.根据权利要求1所述的基于灰色层次分析法建立的城市电网规划综合评价体系，其特征在于采用层次分析法的基本思想建立电网规划综合评价体系；并应用层次分析法确定各个层次指标的权重，并应用乘积法将确定指标体系末端的属性权重。

4.根据权利要求1所述的基于灰色层次分析法建立的城市电网规划综合评价体系，其特征在于采用灰色关联分析理论确定各个电网规划方案的综合评分值。

5.根据权利要求1所述的基于灰色层次分析法建立的城市电网规划综合评价体系，其特征在于采用了熵权法。由于各个专家的知识水平、专业深度等方面的不同，需要计算各个专家的权重系数。本发明通过专家对各个电网规划方案中关于单项指标的评分情况，应用熵权法计算专家权重，最后采用加权法确定各个电网规划方案关于单项指标的评分向量。