CN107392508A - 电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法及系统 - Google Patents

电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法及系统 Download PDF

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CN107392508A CN201710778056.3A CN201710778056A CN107392508A CN 107392508 A CN107392508 A CN 107392508A CN 201710778056 A CN201710778056 A CN 201710778056A CN 107392508 A CN107392508 A CN 107392508A
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Abstract

本发明涉及一种电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法及系统，包括以下步骤：1)建立基于负荷密度的评价指标体系；2)基于构建的评价指标体系，计算同一负荷密度下，各待评价输电网中坚层网架结构形式的评价指标值；3)根据得到的同一负荷密度下各待评价输电网中坚层网架结构形式的评价指标值，计算所有评价指标的综合评分值，根据综合评分结果从评价指标体系中选出得分高的若干指标作为评价子集，用来评价该负荷密度对应中坚层网架结构的合理程度。本发明能够将多种评估指标结合起来对中坚层网架进行综合评价，同时考虑了不同发展程度地区网架的结构形式的合理性，因而可以广泛应用于对电网中坚层网架结构的合理性评价中。

Description

电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法及系统
技术领域
本发明涉及电气工程的发电、变电或配电的技术领域，特别是涉及一种电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法及系统。
背景技术
输电网中坚层指的是介于主网架(500kV或者是西北750kV)与下层配电网(110kV或者是66kV)之间的网架结构，通常指的是输电网最高电圧等级之下的网架结构。对于现阶段的我国而言，输电网中坚层通常是指220kV电网，西北地区则指的是330kV电网。中坚层在电网中起着承上启下的作用：面向上一级500(750)kV超高压电网承担着电能的输送与分配，面向下一级110(66)kV配电网承担着安全可靠供电的任务。
随着国民经济发展和人民物质生活水平的不断提高，社会对电力的需求逐步增长，对供电质量和供电可靠性要求也越来越高。供电可靠性是指电网对用户持续供电的能力，是电网结构、技术装备水平和管理水平的综合体现，其指标主要包括用户年平均停电时间、用户年平均停电次数等。电网在满足电力需求的同时，进一步提高其供电可靠性既是电力用户的需要，也是城乡电网自身发展的目标。而合理的电网结构是满足供电可靠性、提高运行灵活性、降低网络损耗的基础。
经济发展不同的地区，对电网供电的要求也不同：对于经济较发达的地区，短时的停电造成的损失——不仅包括财产损失，影响社会生产，严重时甚至影响人的生命安全——也是巨大的，甚至是不可接受的，因此，这些地区要求电网能够持续不断的供电，短时的停电也不行，这就要求网架具有特别高的可靠性，甚至可以牺牲部分经济效益等方面来达到地区对网架供电持续性的要求；对于经济发展较缓慢的地区，发生停电时，可以暂时将用电负荷转移到恢复供电的时候，例如居民区的停电，农业用的灌溉用电，所以这些地区的短时停电造成的损失是很小的，甚至可以忽略不计，因此，在考虑网架的结构特性时，只需满足基本的供电可靠性要求就行，有些地区甚至可以牺牲部分可靠性来达到经济性的最优。所以，针对经济发展不同的地区，其网架的结构形式自然不同，这就需要找到衡量网架结构与经济发展水平之间对应关系的评价指标，通过指标的计算来评价网架结构的合理性，以及网架与经济发展水平的适应性。
目前，衡量输电网结构性能的通用指标主要包括：1)衡量电网整体输电性能的全局指标，如基于最短路径的平均几何距离、输电线路介数、网络效率等指标，这些指标反映的是系统中所有节点之间的平均最短路径长度。由于在实际网络中，功率的传播需要满足电路理论中的基尔霍夫定律以及输电线路的最大传输容量等约束，随着研究的深入，有学者提出了基于电气距离的网络能力、传输路径的加权长度和等指标。2)衡量电网节点连通性的局部指标，如节点度、权度、熵度、聚类系数等，这些指标反映的是输电网的局部结构特征。总的来说，现有研究多基于单一全局指标或局部指标来衡量输电网复杂结构安全性，因而评估的结果往往与电网实际情况不符。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法及系统，其基于输电网网架的典型结构形式，建立评价指标体系，包括可靠性、经济性、协调性等方面的指标，然后根据不同的经济发展程度，选出部分指标作为评价某一经济发展水平的评价指标子集，用建立的评价指标子集来评价经济发展不同地区的网架结构，分析该网架结构与当地经济发展的适应性。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法，包括以下步骤：1)建立基于负荷密度的评价指标体系；
2)基于构建的评价指标体系，计算同一负荷密度下，各待评价输电网中坚层网架结构形式的评价指标值；
3)根据得到的同一负荷密度下各待评价输电网中坚层网架结构形式的评价指标值，计算所有评价指标的综合评分值，根据综合评分结果从评价指标体系中选出评价子集，用来评价该负荷密度对应中坚层网架结构的合理程度。
所述步骤1)中，建立基于负荷密度的评价指标体系的方法，包括以下步骤：
1.1)对国内外输电网中坚层网架的结构形式进行调研，并根据供电电源的数量将输电网中坚层网架结构形式进行分类；
1.2)根据步骤1.1)中输电网中坚层网架结构形式的分类结果以及调研情况，建立基于负荷密度的评价指标体系。
所述步骤1.1)中，输电网中坚层网架的典型结构形式分为两大类：单电源供电的结构形式和双电源供电的结构形式；所述单电源供电的结构形式分为单电源辐射式供电形式、单电源链式供电形式、单电源单环式供电形式、单电源双环式供电形式；所述双电源供电的结构形式分为双电源链式供电形式、双电源环式供电形式。
所述步骤1.2)中，建立的评价指标体系分为两层：一级指标包括可靠性指标、经济性指标、协调性指标以及安全性指标；所述可靠性指标的二级指标包括：切负荷风险，电量不足期望值；所述经济性指标的二级指标包括：总投资成本，停电损失，単位负荷费用；所述协调性指标的二级指标包括：适应性；所述安全性指标的二级指标包括：N-1满足率，N-2满足率，拓扑结构脆弱度。
所述各评价指标的计算公式如下：
切负荷风险的计算公式为：
式中，pi为系统状态i的概率；Ci为切负荷量；S为有切负荷的系统状态集合；
电量不足期望值的计算公式为：
式中，Di为系统状态i的持续时间；Fi为系统状态频率；
总投资成本的计算公式为：
CZ＝IC+OC-DC；
式中，IC为初始投资成本；OC为运行维护成本；DC为报废成本；
停电损失的计算公式为：
Lcut＝EENS×IEAR；
其中，EENS为停电造成的电量损失，IEAR为停电损失评价率，表示单位电量的经济损失；
单位负荷费用的计算公式为：
式中，CDW为单位负荷费用，单位为万元/kW；L为总的负荷量，单位为kW；
适应性指标的计算公式为：
其中，
RZ＝CZ+Lcut；
拓扑结构脆弱度的计算公式为：
式中，VFn为网架结构的脆弱度；C为网架结构的形式参数；VFs为变电站的脆弱度；n为变电站总的接入线路条数；j为网架中变电站的数量；其中，
式中，N为接入变电站的回路数；K为与电源点的距离参数；m为站点线路的接入线路数目；λ为线路的故障率；l为线路的长度。
所述步骤3)中，根据同一负荷密度下各待评价输电网中坚层网架结构形式的评价指标值，计算所有评价指标的综合评分值的方法，包括以下步骤：
3.1)建立评价指标体系的评价集,用于评价各评价指标值的得分及其合理程度；
3.2)根据评价指标类型的不同采用不同的梯形分布函数计算各评价指标值的隶属度；
3.3)计算同一负荷密度下各待评价输电网中坚层网架结构形式的各评价指标值的权重；
3.4)根据步骤3.2)得到的各评价指标的隶属度和步骤3.3)得到的各评价指标的权重得到各评价指标的综合模糊隶属度，然后再根据步骤3.1)的评价集计算得到所有评价指标的综合评分值。
所述步骤3.2)中，所述评价指标类型包括正指标、逆指标和区间指标，所述正指标包括N-1满足率、N-2满足率；所述逆指标包括切负荷风险、电量不足期望值、总投资成本、停电损失、单位负荷费用、拓扑结构脆弱度；所述区间指标包括适应性指标。
所述正指标采用升半梯形分布函数进行隶属度的计算，计算公式为：
所述逆指标采用降半梯形分布函数进行隶属度的计算，计算公式为：
所述区间型指标采用如下的梯形分布函数进行计算：
其中，x为任一指标的值，a，d分别代表该指标的上下界，b，c为区间型指标的适度区间。
所述步骤3.3)中，计算同一负荷密度下各待评价电网中坚层网架结构形式的各评价指标权重的方法，包括以下步骤：
3.3.1)建立由各待评价电网中坚层网架结构形式的若干项评价指标构成的评价矩阵；
设由m个待评价电网中坚层网架结构形式的n项评价指标构成的评价矩阵为：
3.3.2)采用极差标准化方法对建立的评价矩阵进行标准化，得到标准化的各评价指标，计算公式为：
其中，xjmin＝min(xij),i＝1,2,...,m，xjmax＝max(xij),i＝1,2,...,m；
3.3.3)根据得到的标准化的各评价指标，计算各评价指标的熵，其计算公式为：
3.3.4)根据各评价指标的熵计算得到各评价指标的权重，各评价指标的权重记为wj，则有：
一种适用于所述方法的电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价系统，其包括：网架结构分类模块，用于根据供电电源的数量将收集的国内外输电网中坚层网架结构形式进行分类；评价指标体系构建模块，用于根据电网中坚层网架结构形式分类结果，建立基于负荷密度的评价指标体系；评价集构建模块，用于建立各评价指标的评价集，对各评价指标值的得分及其合理程度进行评价；隶属度计算模块，用于根据评价指标类型的不同，计算评价指标体系中各评价指标的隶属度；权重计算模块，用于计算同一负荷密度下各待评价电网中坚层网架结构形式中各评价指标的权重；评价子集模块，用于根据各评价指标的隶属度、权重以及评价集计算各评价指标的综合得分，根据综合得分结果选出评价子集，对相应负荷密度下的中坚层网架结构的合理程度进行评价。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明根据对各中坚层网架结构形式的调研进行分类，并根据分类结果建立了基于负荷密度的评价指标体系，充分利用了不同网架结构所反映出来的信息，能够同时将多种评估指标结合起来对中坚层网架进行综合评价。2、本发明由于建立的评价指标体系是基于负荷密度的评价指标体系，由于负荷密度在一定程度上代表地区的经济发展情况，因此本发明对中坚层网架结构进行评价的结果考虑了不同发展程度地区网架的结构形式的合理性，评价结果更接近于实际情况。3、本发明根据各评价指标的权重及评价集从评价指标体系中选出评价子集，简化了在评价电网中坚层网架结构时需选用很多指标的方法，并且更有侧重性，使得评价结果的可靠性更高。本发明计算简单，可以广泛应用于对电网中坚层网架结构形式与经济发展水平对应关系的评价中。
附图说明
图1是本发明方法流程图；
图2(a)是本发明抽象出的单电源辐射式网架结构示意图；
图2(b)是本发明抽象出的单电源链式网架结构示意图；
图2(c)是本发明抽象出的单电源单环网架结构示意图；
图2(d)是本发明抽象出的单电源双网孔环式网架结构示意图；
图2(e)是本发明抽象出的单电源双回路环式网架结构示意图；
图2(f)是本发明抽象出的双电源链式(电源不在环中)网架结构示意图；
图2(g)是本发明抽象出的双电源环式供电(电源在环中)网架结构示意图；
图2(h)是本发明抽象出的另一双电源环式供电(电源在环中)网架结构示意图；
图3是本发明建立的评价指标体系的示意图；
图4(a)是本发明正指标的隶属度的示意图；
图4(b)是本发明逆指标的隶属度的示意图；
图4(c)是本发明区间型指标的隶属度的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供的一种电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法，包括以下步骤：
1)建立基于负荷密度的评价指标体系；
2)基于构建的评价指标体系，计算同一负荷密度下，各待评价输电网中坚层网架结构形式的评价指标值；
3)根据得到的同一负荷密度下各待评价输电网中坚层网架结构形式的评价指标值，计算所有评价指标的综合评分值，根据综合评分结果从评价指标体系中选出得分高的若干指标作为评价子集，用来评价该负荷密度对应中坚层网架结构的合理程度。
由于不同地区的负荷密度不同，相应的指标值也存在较大的差别，所以可以针对不同的负荷密度计算不同网架结构的评价指标值，然后计算各指标的综合评价得分，得分分值排在前三位的指标就是适应于该负荷密度的评价指标子集，选出这些指标作为一个子集，用来评价某一负荷密度的地区网架的合理性，包括可靠性、经济性、协调性和安全性。
上述步骤1)中，建立基于负荷密度的评价指标体系的方法，包括以下步骤：
1.1)对国内外输电网中坚层网架的结构形式进行调研，并根据供电电源的数量将输电网中坚层网架结构形式进行分类。
如图2所示，本发明将输电网中坚层网架的典型结构形式分为两大类：单电源供电的结构形式和双电源供电的结构形式。其中，单电源供电的结构形式又可以分为单电源辐射式供电形式、单电源链式供电形式、单电源单环式供电形式、单电源双环式供电形式(包括两种：一种是双回线供电的形式，另一种是双网孔供电的形式)等等；双电源供电的结构形式可以分为双电源链式供电形式、双电源环式供电形式(包括电源包含在环中的供电形式以及电源不在供电环中的形式)等等。
1.2)根据步骤1.1)中输电网中坚层网架结构形式的分类结果以及调研情况，建立基于负荷密度的评价指标体系，根据该评价指标体系计算各待评价中坚层网架结构形式的评价指标值。
负荷密度是表征负荷分布密集程度的量化参数，它是每平方公里的平均用电功率数值，因而，负荷密度在一定程度代表着地区经济发展的水平。例如，负荷密度大的地区一般集中在市区，而郊区的负荷密度相对较小。所以建立网架结构与经济发展水平适应性的评价指标体系，可以通过建立基于负荷密度的评价指标体系来分析网架结构与经济性的适应性。
如图3所示，本发明建立的基于负荷密度的评价指标体系分为两层：一级指标包括可靠性指标x1、经济性指标x2、协调性指标x3以及安全性指标x4；其中可靠性指标x1的二级指标包括：切负荷风险x11，电量不足期望值x12；经济性指标x2的二级指标包括：总投资成本x21，停电损失x22，単位负荷费用x23；协调性指标x3的二级指标包括：适应性x31；安全性指标x4的二级指标包括：N-1满足率x41，N-2满足率x42，拓扑结构脆弱度x43。
具体的，本发明建立的评价指标体系中各个指标的定义如下：
1.2.1)可靠性评价指标
随着人民生活水平的提高，人们对电力供应的持续性要求也越来越高，短暂的停电会影响社会生产以及人们生活，所以评价网架的结构，可靠性的评价是必不可少的。本发明选取切负荷风险和电量不足期望值来评价网架结构的可靠性。
①切负荷风险
风险是事故发生的概率以及事故造成的后果的综合作用，因此，切负荷风险定义为某次切负荷的概率与该次切负荷的负荷量的乘积，其计算公式为：
式中，pi为系统状态i的概率；Ci为切负荷量；S为有切负荷的系统状态集合；假设线路故障时，220kV变电站所带的下一电压等级的负荷全切，即不考虑网架的转供能力。这在一定程度上减轻了网架自身的优点对计算结果的影响。
②电量不足期望值
电量不足期望值定义为系统供电一年中由于220kV线路故障而导致下一级负荷损失电量的平均值，其计算公式为：
式中，Di为系统状态i的持续时间；Fi为系统状态频率。
1.2.2)经济性评价指标
经济性评价指标包括了总投资成本、停电损失和单位负荷费用。
①总投资成本
总投资成本定义为包含初始投资成本、运行维护成本和报废成本，其计算公式为：
CZ＝IC+OC-DC (3)
式中，IC为初始投资成本(万元)；OC为运行维护成本(万元)；DC为报废成本(万元),由于报废成本包括资产残值回收，本发明主要是指线路的报废回收，所以以负值计入成本中。
②停电损失
停电损失定义为由于电力供应不足(包括频率降低和电压降低)或电力系统发生故障导致供电中断，对用户造成的经济和社会损失，其计算公式为：
Lcut＝EENS×IEAR (4)
其中，EENS为停电造成的电量损失，IEAR为停电损失评价率，表示单位电量的经济损失。
③单位负荷费用
由于不同地区的负荷量不同，总投资成本以及停电损失并不能完全反应地区经济的发展水平，所以提出单位负荷费用来评价地区经济的发展，这就消除了由于地区负荷密度造成的影响。单位负荷费用定义为总投资成本和停电损失的总和与地区负荷总量的比值，即：
式中，CDW为单位负荷费用，单位为万元/kW；L为总的负荷量，单位为kW。
1.2.3)协调性评价指标
网架的高可靠性与低成本是一对矛盾，人们在追求供电可靠性高的情况下，还想投资较少的成本来建设电网，因此，如何找到这两者之间的平衡是必要的。本发明提出适应性指标来评价网架的协调性，适应性指标定义为可靠性的总成本与当地的国民经济生产总值的比值来表示，如下式：
其中，
RZ＝CZ+Lcut (7)
当DA接近于K2时，说明网架的发展与当地经济发展相适应；当远小于K2时，说明网架的发展滞后于经济的发展，这将不利于的经济的发展，未来可以加大可靠性的投入，以确保网架带来更大的经济效益；当远大于K2时，说明网架的发展超前于经济的发展，这表示可靠性有余量，造成了浪费，降低了网架经济性，未来在网架的投资可以减少，甚至不投资，而将资金投入到其他地方，提高地区的经济水平。
其中，K2指电网建设投资占国民生产总值的比例。
1.2.4)安全性评价指标
网架的安全性指标则从网架本身的结构出发来评价，选用N-1满足率、N-2满足率和拓扑结构脆弱度指标来分析网架结构的安全性。
①N-1满足率
N-1满足率定义为系统故障时，允许断开而不致于引起系统切负荷的线路数量与总线路数量的比值。
②N-2满足率
N-2满足率定义为系统故障时，允许同时断开两条线路而不致于引起系统切负荷的线路数量与总线路数量的比值。
③拓扑结构脆弱度
拓扑结构脆弱度定义为考虑变电站数量，线路数量和线路长度，变电站与电源点的距离参数等等因素影响的基于网架本身结构的参数，首先计算网架结构内各变电站的脆弱度，计算公式为：
式中，VFs为变电站的脆弱度；N为接入变电站的回路数；K为与电源点的距离参数，距离电源点越近，取值越大；m为站点线路的接入线路数目；λ为线路的故障率；l为线路的长度。
然后将所有变电站的脆弱度叠加，即可得到网架的脆弱度。
式中，VFn为网架结构的脆弱度；C为网架结构的形式参数，如环状、辐射式、链式等等，取不同的参数表示；VFs为变电站的脆弱度；n为变电站总的接入线路条数；j为网架中变电站的数量。
上述步骤3)中，根据同一负荷密度下各待评价输电网中坚层网架结构形式的评价指标值，计算所有评价指标的综合评分值的方法，包括以下步骤：
3.1)采用模糊综合评价模型建立评价指标的评价集,用于评价各待评价中坚层网架结构形式中各评价指标值的得分及其合理程度。
根据模糊综合评价模型建立一级评价指标的评价集，用于评价各评价指标值的得分及其合理程度，本发明中将一级评价指标的评价集划分为五个等级，即：
V＝{V1,V2,V3,V4,V5}＝{很好,较好,一般,较差,很差}＝{100,80,60,40,20}。
将二级评价指标的评价集也划分为五个等级，即：
Vi＝{Vi1,Vi2,Vi3,Vi4,Vi5}＝{很好,较好,一般,较差,很差}
＝{100,80,60,40,20},i＝1,2,3,4。
3.2)根据评价指标类型的不同采用不同的梯形分布函数计算各待评价电网中坚层网架结构形式中各评价指标的隶属度。
通常而言，评价指标一般可分为正指标、逆指标和区间型指标，本发明建立的评价指标体系中切负荷风险x11、电量不足期望值x12、总投资成本x21、停电损失x22、单位负荷费用x23、拓扑结构脆弱度x43均为逆指标；适应性指标x31为区间型指标；而N-1满足率x41、N-2满足率x42为正指标。
其中，如图4(a)所示，正指标采用升半梯形分布函数进行隶属度的计算，计算公式为：
如图4(b)所示，逆指标采用降半梯形分布函数进行隶属度的计算，计算公式为：
如图4(c)所示，区间型指标采用如下的梯形分布函数进行计算：
其中，x为某一指标的值，a，d分别代表这一指标的上下界，b，c为区间型指标的适度区间。
3.3)计算同一负荷密度下，各待评价电网中坚网层网架结构形式对应的指标值，并采用熵权法确定各评价指标的权重。
基于建立的评价指标体系，计算不同中坚层网架结构形式对应的评价指标值，采用熵权法确定各评价指标的权重。具体步骤如下：
3.3.1)建立由各待评价电网中坚层网架结构形式的若干项评价指标构成的评价矩阵。
设由m个待评价电网中坚层网架结构形式的n项评价指标构成的评价矩阵为：
3.3.2)采用极差标准化方法对建立的评价矩阵进行标准化，得到标准化的各评价指标。
指标标准化方法采用极差标准化方法，即：
其中，xjmin＝min(xij),i＝1,2,...,m，xjmax＝max(xij),i＝1,2,...,m。
3.3.3)根据得到的标准化的各评价指标，计算各评价指标的熵，其计算公式为：
式中，特别的，当Pij＝0时，令PijlnPij＝0。
3.3.4)根据各评价指标的熵计算得到各评价指标的权重，各评价指标的权重也即权系数记为wj，则有：
权系数wj体现了评价指标的信息量，熵权值越大表示该评价指标对综合决策的作用越大，直观有效地反映了指标间的差异程度。
3.4)根据步骤3.2)得到的各评价指标的隶属度和步骤3.3)得到的各评价指标的权重得到各评价指标的综合模糊隶属度，然后再根据步骤3.1)的评价集计算得到所有评价指标的综合评分值。
基于上述电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法，本发明还提供一种电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价系统，其包括：
网架结构分类模块，用于根据供电电源的数量将收集的国内外输电网中坚层网架结构形式进行分类；
评价指标体系构建模块，用于根据电网中坚层网架结构形式分类结果，建立基于负荷密度的评价指标体系；
评价集构建模块，用于建立各评价指标的评价集，对各评价指标值的得分及其合理程度进行评价；
隶属度计算模块，用于根据评价指标类型的不同，计算评价指标体系中各评价指标的隶属度；
权重计算模块，用于计算同一负荷密度下各待评价电网中坚层网架结构形式中各评价指标的权重；
评价子集模块，用于根据各评价指标的隶属度、权重以及评价集计算各评价指标的综合得分，根据综合得分结果选出评价子集，对相应负荷密度下的中坚层网架结构的合理程度进行评价。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法，其特征在于包括以下步骤：
1)建立基于负荷密度的评价指标体系；
2)基于构建的评价指标体系，计算同一负荷密度下，各待评价输电网中坚层网架结构形式的评价指标值；
3)根据得到的同一负荷密度下各待评价输电网中坚层网架结构形式的评价指标值，计算所有评价指标的综合评分值，根据综合评分结果从评价指标体系中选出评价子集，用来评价该负荷密度对应中坚层网架结构的合理程度。
2.如权利要求1所述的电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法，其特征在于：所述步骤1)中，建立基于负荷密度的评价指标体系的方法，包括以下步骤：
1.1)对国内外输电网中坚层网架的结构形式进行调研，并根据供电电源的数量将输电网中坚层网架结构形式进行分类；
1.2)根据步骤1.1)中输电网中坚层网架结构形式的分类结果以及调研情况，建立基于负荷密度的评价指标体系。
3.如权利要求2所述的电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法，其特征在于：所述步骤1.1)中，输电网中坚层网架的结构形式分为两大类：单电源供电的结构形式和双电源供电的结构形式；所述单电源供电的结构形式分为单电源辐射式供电形式、单电源链式供电形式、单电源单环式供电形式、单电源双环式供电形式；所述双电源供电的结构形式分为双电源链式供电形式、双电源环式供电形式。
4.如权利要求2所述的电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法，其特征在于：所述步骤1.2)中，建立的评价指标体系分为两层：一级指标包括可靠性指标、经济性指标、协调性指标以及安全性指标；所述可靠性指标的二级指标包括：切负荷风险，电量不足期望值；所述经济性指标的二级指标包括：总投资成本，停电损失，単位负荷费用；所述协调性指标的二级指标包括：适应性；所述安全性指标的二级指标包括：N-1满足率，N-2满足率，拓扑结构脆弱度。
5.如权利要求4所述的电网中坚层结构与经济发展水平对应关系的评价方法，其特征在于：所述各评价指标的计算公式如下：
切负荷风险的计算公式为：
<mrow> <mi>R</mi> <mi>L</mi> <mi>C</mi> <mo>=</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>S</mi> </mrow> </munder> <msub> <mi>p</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>C</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>;</mo> </mrow>
式中，pi为系统状态i的概率；Ci为切负荷量；S为有切负荷的系统状态集合；
电量不足期望值的计算公式为：
<mrow> <mi>E</mi> <mi>E</mi> <mi>N</mi> <mi>S</mi> <mo>=</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>S</mi> </mrow> </munder> <msub> <mi>C</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>F</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>D</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>S</mi> </mrow> </munder> <mn>8760</mn> <msub> <mi>C</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>p</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>;</mo> </mrow>
式中，Di为系统状态i的持续时间；Fi为系统状态频率；
总投资成本的计算公式为：
CZ＝IC+OC-DC；
式中，IC为初始投资成本；OC为运行维护成本；DC为报废成本；
停电损失的计算公式为：
Lcut＝EENS×IEAR；
其中，EENS为停电造成的电量损失，IEAR为停电损失评价率，表示单位电量的经济损失；
单位负荷费用的计算公式为：
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>W</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>C</mi> <mi>Z</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mi>L</mi> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>
式中，CDW为单位负荷费用，单位为万元/kW；L为总的负荷量，单位为kW；
适应性指标的计算公式为：
<mrow> <msub> <mi>D</mi> <mi>A</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>R</mi> <mi>Z</mi> </msub> <mrow> <mi>G</mi> <mi>D</mi> <mi>P</mi> </mrow> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>
其中，
RZ＝CZ+Lcut；
拓扑结构脆弱度的计算公式为：
<mrow> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>F</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mi>C</mi> <mfrac> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>F</mi> <mi>s</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mi>n</mi> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>
式中，VFn为网架结构的脆弱度；C为网架结构的形式参数；VFs为变电站的脆弱度；n为变电站总的接入线路条数；j为网架中变电站的数量；其中，
<mrow> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>F</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>m</mi> </munderover> <msub> <mi>K</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>l</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
式中，N为接入变电站的回路数；K为与电源点的距离参数；m为站点线路的接入线路数目；λ为线路的故障率；l为线路的长度。
6.如权利要求1所述的电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法，其特征在于：所述步骤3)中，根据同一负荷密度下各待评价输电网中坚层网架结构形式的评价指标值，计算所有评价指标的综合评分值的方法，包括以下步骤：
3.1)建立评价指标体系的评价集,用于评价各评价指标值的得分及其合理程度；
3.2)根据评价指标类型的不同采用不同的梯形分布函数计算各评价指标值的隶属度；
3.3)计算同一负荷密度下各待评价输电网中坚层网架结构形式的各评价指标值的权重；
3.4)根据步骤3.2)得到的各评价指标的隶属度和步骤3.3)得到的各评价指标的权重得到各评价指标的综合模糊隶属度，然后再根据步骤3.1)的评价集计算得到所有评价指标的综合评分值。
7.如权利要求6所述的电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法，其特征在于：所述步骤3.2)中，所述评价指标类型包括正指标、逆指标和区间指标，所述正指标包括N-1满足率、N-2满足率；所述逆指标包括切负荷风险、电量不足期望值、总投资成本、停电损失、单位负荷费用、拓扑结构脆弱度；所述区间指标包括适应性指标。
8.如权利要求7所述的电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法，其特征在于：所述正指标采用升半梯形分布函数进行隶属度的计算，计算公式为：
<mrow> <mi>r</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mo>-</mo> <mi>&amp;infin;</mi> <mo>,</mo> <mi>a</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mfrac> <mrow> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <mi>a</mi> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mo>-</mo> <mi>a</mi> </mrow> </mfrac> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>a</mi> <mo>,</mo> <mi>d</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>d</mi> <mo>,</mo> <mo>+</mo> <mi>&amp;infin;</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>;</mo> </mrow>
所述逆指标采用降半梯形分布函数进行隶属度的计算，计算公式为：
<mrow> <mi>r</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mo>-</mo> <mi>&amp;infin;</mi> <mo>,</mo> <mi>a</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mfrac> <mrow> <mi>d</mi> <mo>-</mo> <mi>x</mi> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mo>-</mo> <mi>a</mi> </mrow> </mfrac> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>a</mi> <mo>,</mo> <mi>d</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>d</mi> <mo>,</mo> <mo>+</mo> <mi>&amp;infin;</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>;</mo> </mrow>
所述区间型指标采用如下的梯形分布函数进行计算：
<mrow> <mi>r</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mfrac> <mrow> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <mi>a</mi> </mrow> <mrow> <mi>b</mi> <mo>-</mo> <mi>a</mi> </mrow> </mfrac> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>a</mi> <mo>,</mo> <mi>b</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>b</mi> <mo>,</mo> <mi>c</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mfrac> <mrow> <mi>d</mi> <mo>-</mo> <mi>x</mi> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mo>-</mo> <mi>c</mi> </mrow> </mfrac> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>c</mi> <mo>,</mo> <mi>d</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mo>-</mo> <mi>&amp;infin;</mi> <mo>,</mo> <mi>a</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>&amp;cup;</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>d</mi> <mo>,</mo> <mo>+</mo> <mi>&amp;infin;</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>;</mo> </mrow>
其中，x为任一指标的值，a，d分别代表该指标的上下界，b，c为区间型指标的适度区间。
9.如权利要求6所述的电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价方法，其特征在于：所述步骤3.3)中，计算同一负荷密度下各待评价电网中坚层网架结构形式的各评价指标值权重的方法，包括以下步骤：
3.3.1)建立由各待评价电网中坚层网架结构形式的若干项评价指标构成的评价矩阵；
设由m个待评价电网中坚层网架结构形式的n项评价指标构成的评价矩阵为：
3.3.2)采用极差标准化方法对建立的评价矩阵进行标准化，得到标准化的各评价指标，计算公式为：
<mrow> <msub> <mi>p</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>x</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mi>min</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>x</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mi>max</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mi>min</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>
其中，xjmin＝min(xij),i＝1,2,...,m，xjmax＝max(xij),i＝1,2,...,m；
3.3.3)根据得到的标准化的各评价指标，计算各评价指标的熵，其计算公式为：
<mrow> <msub> <mi>E</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>m</mi> </munderover> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mi>ln</mi> <mi> </mi> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <mi>ln</mi> <mi> </mi> <mi>m</mi> </mrow> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>
3.3.4)根据各评价指标的熵计算得到各评价指标的权重，各评价指标的权重记为wj，则有：
<mrow> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>w</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>j</mi> </msub> </mrow> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msub> <mi>w</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>.</mo> </mrow>
10.一种适用于如权利要求1～9任一项所述方法的电网中坚层结构与经济发展对应关系的评价系统，其特征在于：其包括：
网架结构分类模块，用于根据供电电源的数量将收集的国内外输电网中坚层网架结构形式进行分类；
评价指标体系构建模块，用于根据电网中坚层网架结构形式分类结果，建立基于负荷密度的评价指标体系；
评价集构建模块，用于建立各评价指标的评价集，对各评价指标值的得分及其合理程度进行评价；
隶属度计算模块，用于根据评价指标类型的不同，计算评价指标体系中各评价指标的隶属度；
权重计算模块，用于计算同一负荷密度下各待评价电网中坚层网架结构形式中各评价指标的权重；
评价子集模块，用于根据各评价指标的隶属度、权重以及评价集计算各评价指标的综合得分，根据综合得分结果选出评价子集，对相应负荷密度下的中坚层网架结构的合理程度进行评价。
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