CN106355360A - 一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评估方法，其步骤：确定配电网中压项目紧迫性评价指标体系；利用模糊隶属度法对评价指标进行无量纲化处理；采用判断矩阵法确定指标权重；对指标权重进行修正，建立直接影响矩阵，计算得到指标之间的综合影响矩阵，利用综合影响矩阵修正权重；将前述的计算结果代入层次分析法的综合评价公式中，得到项目紧迫性评价最终结果。本发明能够更精准的给出评价样本的综合得分水平，评价结果更准确，能更好的指导项目安排决策工作。

Description

一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评价方法

技术领域

本发明涉及一种配电网项目紧迫性评估领域，特别是关于一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评价方法。

背景技术

由于历史欠账较多，配电网发展仍相对薄弱，配电网建设改造和转型升级更加急迫，面对巨大的投资规模，提升配电网投资效率成为电网公司重点关注的问题，然而，电网公司安排项目总数多，投资大，尤其是对于配电网中压项目，各单位在配电网项目管理过程中主要依靠经验，缺少轻重缓急排序管理，同时也缺乏项目分级评价依据。

目前，配电网评价方面研究工作主要集中在对配电网整体规划或现状电网性能的评估，对于单个项目的评价研究较少，传统的配电网项目评价只侧重于经济性目标，主要考虑项目投资带来的经济效益，缺乏对电网技术性和安全性等方面的考虑。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评价方法，该方法能准确的反映配电网中压项目紧迫性评价各方面属性，更好的指导项目安排决策工作，促进电网建设项目排序工作科学合理，提高投入的精准性。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评估方法，其特征在于该方法包括以下步骤：1)确定配电网中压项目紧迫性评价指标体系；2)利用模糊隶属度法对评价指标进行无量纲化处理；3)采用判断矩阵法确定指标权重；4)对指标权重进行修正，建立直接影响矩阵，计算得到指标之间的综合影响矩阵，利用综合影响矩阵修正权重；5)将步骤2)至步骤4)的计算结果代入层次分析法的综合评价公式中得到评分值，进而得到项目紧迫性评价最终结果；评分值在90～100分之间，则紧迫性和重要性程度较高；评分值在70～80分之间，则紧迫性和重要性程度为一般；评分值在60～70分之间，则评价结果为不重要；评分值低于60分，则无立项必要。

进一步，所述步骤1)中，包括以下步骤：1.1)确定评价指标体系构建原则：全面性、客观性、实用性、典型性和适应性；1.2)根据评价指标体系的构建原则，结合中压配电网项目的特点和目的确定配电网中压项目分级评价指标体系。

进一步，所述步骤1.2)中，确定评价指标体系的一级指标是安全可靠性、供电质量、经济性3个指标；二级指标是线路负载率、线路分段、线路联络、装见容量、运行年限、接线典型化、线路长度、主干截面和线损率9个指标。

进一步，所述步骤2)中，根据效益型、成本型和适中型三种隶属函数，将评价指标分为正向指标、逆向指标和中间型指标三类；无量纲化处理过程如下：2.1)正向指标通过构造以下隶属函数进行无量纲化处理：

$S\left(x_{ij}\right)=\frac{x_{ij}-m_j}{M_j-m_j},$

式中：x_ij表示方案i在指标j下的原始数值；S(x_ij)表示方案i在指标j下经无量纲化处理后的分值；2.2)逆向指标通过构造以下隶属函数进行无量纲化处理：

$S\left(x_{ij}\right)=\frac{M_j-x_{ij}}{M_j-m_j};$

2.3)中间型指标通过构造以下隶属函数进行无量纲化处理：

$S\left(x_{ij}\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{2(x_{ij}-m_j)}{M_j-m_j},& x_{ij}<\frac{M_j+m_j}{2}\\ \frac{2(M_j-x_{ij})}{M_j-m_j},& x_{ij}\&GreaterEqual;\frac{M_j+m_j}{2}\end{array}\right..$

进一步，所述步骤3)中，指标权重确定方法如下：3.1)对同级各指标之间的两两比较，判断其相对重要性，构造判断矩阵；3.2)计算判断矩阵的最大特征根和特征向量，经一致性检验和归一化处理后得到各个指标的权重。

进一步，所述步骤3.2)中，具体过程如下：3.2.1)对判断矩阵进行一致性检验：要求随机一致性指标CR满足以下不等式约束，否则需要重新确定判断矩阵的部分元素，直到满足条件为止；

$CR=\frac{CI}{RI}<0.1$

式中，RI表示判断矩阵的平均随机一致性指标；CI表示一致性指标：

$CI=\frac{{\mathrm{\&lambda;}}_{max}-n}{n-1}$

式中，n表示判断矩阵的阶数；λ_max表示判断矩阵的最大特征根，AW＝λW，A表示判断矩阵；W表示特征向量；λ表示最大特征根；3.2.2)判断矩阵通过一致性检验后，对最大特征根λ_max所对应的特征向量归一化处理后，得到指标相应权重。

进一步，所述步骤4)中，指标权重修正过程如下：4.1)分析各因素之间直接关系的有无，构造有向图，如果因素对因素有直接影响，则由因素F_i画一个箭头指向因素F_j，即如果有一个箭头从因素F_i出发指向因素F_j，则说明因素F_i对因素F_j有直接影响，同时标注因素F_i对因素F_j的直接影响程度I；4.2)初始化直接影响矩阵，用矩阵表示各指标之间的直接相互影响关系；4.3)计算指标之间的综合影响矩阵T＝X+X²+…+Xⁿ＝X(1-X)^-1＝(β_ij)_n×n，进而确定各评价指标之间的相互影响系数β_ij；Xⁿ表示初始化的n阶直接影响矩阵；4.4)对各评价指标的权重值进行正规化后得到价值权重W_j，计算评价指标相互影响所反映的权重向量W_s，即为影响权重：

$W_s=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^n{\mathrm{\&beta;}}_{ij}{W}_j}{{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^n{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^n{\mathrm{\&beta;}}_{ij}{W}_j};$

4.5)根据价值权重和影响权重，计算各评价指标的新权重W_js＝αW_j+(1-α)W_s，0≤α≤1。

进一步，所述步骤4.1)中，直接影响程度I为：

进一步，所述步骤4.2)中，设n阶矩阵X＝(a_ij)_n×n，如果因素F_i对因素F_j有直接影响，则定义比较结果a_ij＝l，否则比较结果a_ij＝0。

进一步，所述步骤5)中，层次分析法的综合评价公式为：

$S^k={\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^n{S}_j^{k+1}{W}_{js}^{k+1},$

式中，S^k表示k级某个指标评分值；n表示该指标对应的k+1级指标的个数；表示k+1级第j个指标经无量纲化处理后的分值；表示第j个指标的新权重。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明改善了传统的配电网项目评价只侧重于经济性目标的问题，同时，考虑了电网技术性和安全性等方面要求，能全面地反映配电网中压项目评价指标的各方面属性。2、本发明基于层次分析法，对配电网中压项目评价样本建立层次化结构模型，并对层次模型中评价指标进行了相互影响分析，构建了关于评价指标影响关系的矩阵，从而提出了评价指标权重的修正系数，改进了传统AHP分析法总评值的计算方法。3、本发明的配电网中压项目紧迫性评价属于多属性复杂问题，采用层次分析法将项目紧迫性评价总目标分解为不同层级的评价指标，从而完成对项目的整体评价。发明技术方案能够更精准的给出评价样本的综合得分水平，评价结果更准确，能更好的指导项目安排决策工作。

附图说明

图1是本发明的整体流程示意图；

图2是本发明的配电网中压项目紧迫性评价指标体系示意图；

图3a是本发明的正向指标无量纲化处理示意图；

图3b是本发明的逆向指标无量纲化处理示意图；

图3c是本发明的中间型指标无量纲化处理示意图；

图4是本发明的修正指标权重的示意图。

具体实施方式

本发明基于层次分析法原理，建立了配电网中压项目评价指标体系，基于模糊隶属度法，确定了评价指标无量纲化处理的计算方法，分析评价指标之间的影响关系，提出出修正系数的计算方法，实现了定量分析配电网中压项目紧迫性的综合评价。下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提出了一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评估方法，该方法利用层级分析法、模糊隶属度法，建立了评价指标体系和评价标准计算公式，并考虑了项目评价指标间的相互关系对评价影响的核心问题，其包括以下步骤：

1)确定配电网中压项目紧迫性评价指标体系

1.1)确定评价指标体系构建原则

配电网处于整个电网的最底层，与用户紧密相连，具有点多、面广、线路长的特点。配电网中压项目紧迫性评价指标体系的建立，要充分考虑配电网的特点，确保指标体系的实用性和可操作性，尽可能全面地反映电网实际情况，不遗漏任一重要的指标。评价指标选择方面，要准确、规范、可比；评价指标数据来源方面，要真实、可靠；在评价结果方面，要客观、全面。按照以上评价要求，确定五项原则：

(a)全面性。评价指标要尽可能的反映配电网中压项目的特点和内涵。

(b)客观性。评价指标要能够真实的揭示配电网中压项目的实际情况。

(c)实用性。评价指标要以方便计算为基础，所需数据应能和电网目前的统计指标相衔接。

(d)典型性。评价指标的选择要突出重点，把握问题主要方面。

(e)适应性。对改造配电网中压项目要适应发展的能力进行评价。

1.2)确定评价指标：根据评价指标体系的构建原则，结合中压配电网项目的特点和目的确定配电网中压项目分级评价指标体系。

安全、可靠、电压质量高和经济是电网供电的基本要求，配电网中压项目主要针对10千伏线路项目，评价指标旨在全面衡量10千伏线路状况，通过对中压线路安全可靠性、供电质量、经济性进行评价，掌握线路现状情况，得到项目安排的紧迫性程度，明确项目轻重缓急。通过以上分析，确定评价指标体系的一级指标是安全可靠性、供电质量、经济性3个指标；二级指标是线路负载率、线路分段、线路联络、装见容量、运行年限、接线典型化、线路长度、主干截面和线损率9个指标，如图2所示。

2)利用模糊隶属度法对评价指标进行无量纲化处理。不同类型的指标采用的隶属函数不同，在近似计算中可根据线性插值方法构造简易函数进行无量纲化处理。

根据模糊数学理论，隶属函数的分布可大致分为效益型、成本型和适中型三种，与此相对应，评价指标可分为正向指标、逆向指标和中间型指标三类。

2.1)正向指标表示指标数值越大越好，可通过构造以下隶属函数进行无量纲化处理，如图3a所示：

$S\left(x_{ij}\right)=\frac{x_{ij}-m_j}{M_j-m_j},$

式中：x_ij表示方案i在指标j下的原始数值；S(x_ij)表示方案i在指标j下经无量纲化处理后的分值；

2.2)逆向指标表示指标数值越小越好，可通过构造以下隶属函数进行无量纲化处理，如图3b所示：

$S\left(x_{ij}\right)=\frac{M_j-x_{ij}}{M_j-m_j};$

2.3)中间型指标表示指标越接近于区间中部效果越好，可通过构造以下隶属函数进行无量纲化处理，如图3c所示：

$S\left(x_{ij}\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{2(x_{ij}-m_j)}{M_j-m_j},& x_{ij}<\frac{M_j+m_j}{2}\\ \frac{2(M_j-x_{ij})}{M_j-m_j},& x_{ij}\&GreaterEqual;\frac{M_j+m_j}{2}\end{array}\right..$

3)采用判断矩阵法确定指标权重。

3.1)对同级各指标之间的两两比较，判断其相对重要性，构造判断矩阵；

判断矩阵是不同要素之间经相互比较而形成的矩阵，可根据“1-9互反性标度理论”量化得到，如表1所示。假设有n个指标参与比较，让每一个指标与其他指标分别进行共n-1次两两比较，第i个指标与第j个指标的比较结果记为a_ij，第i个指标自身与自身的比较结果记为a_ij(＝1)，则可形成一个n×n的方阵，即为判断矩阵。

表1 1-9互反性标度

标度	语言描述的程度	说明
			1	相同重要	参数a与参数b具有相同的重要性
3	稍微重要	有理由支持，参数a较参数b重要但并非决定性的
			5	颇为重要	有足够的理由支持，参数a较参数b重要
7	极为重要	有确定的理由或根据支持，参数a较参数b重要
			9	绝对重要	有最高程度的确定性支持，参数a较参数吧重要
2、4、6、8	中间程度的重要	当相邻的尺度需要折中时

3.2)计算判断矩阵的最大特征根和特征向量，经一致性检验和归一化处理后得到各个指标的权重：

3.2.1)对判断矩阵进行一致性检验，其过程如下：

由于在评价过程中评价者一般不可能精确给出比较结果a_ij的值，只能对其进行估计，因此在构造判断矩阵时原则上并不要求具有完全一致性，即并不要求公式a_ij×a_jk＝a_ik成立，但需要判断矩阵具有大体上的一致性，即要求随机一致性指标CR满足以下不等式约束，否则需要重新确定判断矩阵的部分元素，直到满足条件为止。

$CR=\frac{CI}{RI}<0.1$

式中，RI表示判断矩阵的平均随机一致性指标，可根据判断矩阵的阶数查表2得到；CI表示一致性指标，可通过下式计算得到：

$CI=\frac{{\mathrm{\&lambda;}}_{max}-n}{n-1}$

式中，n表示判断矩阵的阶数；λ_max表示判断矩阵的最大特征根，可通过求解下述方程得到：

AW＝λW

式中，A表示判断矩阵；W表示特征向量；λ表示最大特征根。

表2 平均随机一致性指标值

n	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
													RI	0	0	0.58	0.9	1.12	1.24	1.32	1.41	1.45	1.49	1.52	1.54

需要注意的是，一阶矩阵和二阶矩阵的具有完全一致性，RI值为0，不需要进行一致性检验。

3.2.2)判断矩阵通过一致性检验后，对最大特征根λ_max所对应的特征向量归一化处理后，即可得到指标相应权重。

4)修正指标权重：在层次分析法中，对于评价指标体系，不同指标存在相互影响关系，需对指标权重进行修正，通过分析各指标之间的逻辑关系，基于影响程度高低建立直接影响矩阵，通过计算得到指标之间的综合影响矩阵，利用综合影响矩阵修正权重。

4.1)分析各因素之间直接关系的有无，构造有向图，如果因素对因素有直接影响，则由因素F_i画一个箭头指向因素F_j，即如果有一个箭头从因素F_i出发指向因素F_j，则说明因素F_i对因素F_j有直接影响，同时标注因素F_i对因素F_j的直接影响程度I，定义如下：

指标之间得关系影响如图4所示。

4.2)初始化直接影响矩阵，用矩阵表示各指标之间的直接相互影响关系。

设n阶矩阵X＝(a_ij)_n×n，如果因素F_i对因素F_j有直接影响，则定义比较结果a_ij＝l，否则比较结果a_ij＝0。l的大小反映了指标之间的影响关系强弱。

4.3)计算指标之间的综合影响矩阵T＝X+X²+…+Xⁿ＝X(1-X)^-1＝(β_ij)_n×n，进而确定各评价指标之间的相互影响系数β_ij。其中，β_ij表示指标j的存在给指标i带来的影响；Xⁿ表示初始化的n阶直接影响矩阵。

4.4)对各评价指标的权重值进行正规化后得到价值权重W_j，计算评价指标相互影响所反映的权重向量W_s，即为影响权重：

$W_s=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^n{\mathrm{\&beta;}}_{ij}{W}_j}{{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^n{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^n{\mathrm{\&beta;}}_{ij}{W}_j};$

4.5)根据价值权重和影响权重，计算各评价指标的新权重W_js＝αW_j+(1-α)W_s，0≤α≤1，优选α＝0.5。

5)将步骤2)至步骤4)的计算结果代入层次分析法的综合评价公式中得到评分值，进而得到项目紧迫性评价最终结果；采取百分制进行评价，评分值在90～100分之间，则紧迫性和重要性程度较高；评分值在70～80分之间，则紧迫性和重要性程度为一般；评分值在60～70分之间，则评价结果为不重要；评分值低于60分，则无立项必要。

其中，层次分析法的综合评价公式为：

$S^k={\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^n{S}_j^{k+1}{W}_{js}^{k+1},$

式中，S^k表示k级某个指标评分值；n表示该指标对应的k+1级指标的个数；表示k+1级第j个指标经无量纲化处理后的分值；表示第j个指标的新权重，满足如下关系式：

$\underset{j=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{W_{js}}^k=1.$

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评估方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)确定配电网中压项目紧迫性评价指标体系；

2)利用模糊隶属度法对评价指标进行无量纲化处理；

3)采用判断矩阵法确定指标权重；

4)对指标权重进行修正，建立直接影响矩阵，计算得到指标之间的综合影响矩阵，利用综合影响矩阵修正权重；

5)将步骤2)至步骤4)的计算结果代入层次分析法的综合评价公式中得到评分值，进而得到项目紧迫性评价最终结果；评分值在90～100分之间，则紧迫性和重要性程度较高；评分值在70～80分之间，则紧迫性和重要性程度为一般；评分值在60～70分之间，则评价结果为不重要；评分值低于60分，则无立项必要。

2.如权利要求1所述的一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评估方法，其特征在于：所述步骤1)中，包括以下步骤：

1.1)确定评价指标体系构建原则：全面性、客观性、实用性、典型性和适应性；

1.2)根据评价指标体系的构建原则，结合中压配电网项目的特点和目的确定配电网中压项目分级评价指标体系。

3.如权利要求2所述的一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评估方法，其特征在于：所述步骤1.2)中，确定评价指标体系的一级指标是安全可靠性、供电质量、经济性3个指标；二级指标是线路负载率、线路分段、线路联络、装见容量、运行年限、接线典型化、线路长度、主干截面和线损率9个指标。

4.如权利要求1所述的一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评估方法，其特征在于：所述步骤2)中，根据效益型、成本型和适中型三种隶属函数，将评价指标分为正向指标、逆向指标和中间型指标三类；无量纲化处理过程如下：

2.1)正向指标通过构造以下隶属函数进行无量纲化处理：

$S\left(x_{ij}\right)=\frac{x_{ij}-m_j}{M_j-m_j},$

式中：x_ij表示方案i在指标j下的原始数值；S(x_ij)表示方案i在指标j下经无量纲化处理后的分值；

2.2)逆向指标通过构造以下隶属函数进行无量纲化处理：

$S\left(x_{ij}\right)=\frac{M_j-x_{ij}}{M_j-m_j};$

2.3)中间型指标通过构造以下隶属函数进行无量纲化处理：

$S\left(x_{ij}\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{2\left(x_{ij}-m_j\right)}{M_j-m_j},& x_{ij}<\frac{M_j+m_j}{2}\\ \frac{2\left(M_j-x_{ij}\right)}{M_j-m_j},& x_{ij}\&GreaterEqual;\frac{M_j+m_j}{2}\end{array}\right..$

5.如权利要求1所述的一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评估方法，其特征在于：所述步骤3)中，指标权重确定方法如下：

3.1)对同级各指标之间的两两比较，判断其相对重要性，构造判断矩阵；

3.2)计算判断矩阵的最大特征根和特征向量，经一致性检验和归一化处理后得到各个指标的权重。

6.如权利要求5所述的一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评估方法，其特征在于：所述步骤3.2)中，具体过程如下：

3.2.1)对判断矩阵进行一致性检验：要求随机一致性指标CR满足以下不等式约束，否则需要重新确定判断矩阵的部分元素，直到满足条件为止；

$CR=\frac{CI}{RI}<0.1$

式中，RI表示判断矩阵的平均随机一致性指标；CI表示一致性指标：

$CI=\frac{{\mathrm{\&lambda;}}_{max}-n}{n-1}$

式中，n表示判断矩阵的阶数；λ_max表示判断矩阵的最大特征根，AW＝λW，A表示判断矩阵；W表示特征向量；λ表示最大特征根；

3.2.2)判断矩阵通过一致性检验后，对最大特征根λ_max所对应的特征向量归一化处理后，得到指标相应权重。

7.如权利要求1所述的一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评估方法，其特征在于：所述步骤4)中，指标权重修正过程如下：

4.1)分析各因素之间直接关系的有无，构造有向图，如果因素对因素有直接影响，则由因素F_i画一个箭头指向因素F_j，即如果有一个箭头从因素F_i出发指向因素F_j，则说明因素F_i对因素F_j有直接影响，同时标注因素F_i对因素F_j的直接影响程度I；

4.2)初始化直接影响矩阵，用矩阵表示各指标之间的直接相互影响关系；

4.3)计算指标之间的综合影响矩阵T＝X+X²+…+Xⁿ＝X(1-X)^-1＝(β_ij)_n×n，进而确定各评价指标之间的相互影响系数β_ij；Xⁿ表示初始化的n阶直接影响矩阵；

4.4)对各评价指标的权重值进行正规化后得到价值权重W_j，计算评价指标相互影响所反映的权重向量W_s，即为影响权重：

$W_s=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^n{\mathrm{\&beta;}}_{ij}{W}_j}{{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^n{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^n{\mathrm{\&beta;}}_{ij}{W}_j};$

4.5)根据价值权重和影响权重，计算各评价指标的新权重W_js＝αW_j+(1-α)W_s，0≤α≤1。

8.如权利要求7所述的一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评估方法，其特征在于：所述步骤4.1)中，直接影响程度I为：

9.如权利要求7所述的一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评估方法，其特征在于：所述步骤4.2)中，设n阶矩阵X＝(a_ij)_n×n，如果因素F_i对因素F_j有直接影响，则定义比较结果a_ij＝l，否则比较结果a_ij＝0。

10.如权利要求1所述的一种考虑修正系数的配电网中压项目紧迫性评估方法，其特征在于：所述步骤5)中，层次分析法的综合评价公式为：

$S^k={\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^n{S}_j^{k+1}{W}_{js}^{k+1},$

式中，S^k表示k级某个指标评分值；n表示该指标对应的k+1级指标的个数；表示k+1级第j个指标经无量纲化处理后的分值；表示第j个指标的新权重。