CN108694527A

CN108694527A - 一种配电网评价方法

Info

Publication number: CN108694527A
Application number: CN201810903801.7A
Authority: CN
Inventors: 王恒; 蔡昌春; 陈希; 钱欣
Original assignee: Changzhou Campus of Hohai University
Current assignee: Changzhou Campus of Hohai University
Priority date: 2018-08-09
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2018-10-23
Anticipated expiration: 2038-08-09
Also published as: CN108694527B

Abstract

本发明公开了一种配电网评价方法，包括：考虑负种类划分和负荷同一性构造负荷模型；考虑各负荷之间的影响权重及一致性比例RI结合所述负荷模型构造负荷价值模型；考虑负荷隐患评价因素及一致性比例RI结合所述负荷模型构造负荷隐患模型；考虑负荷隐患权重结合所述负荷模型、负荷价值模型、负荷隐患模型构造配电网评价模型；将标准化处理的功率数据带入配电网评价模型计算配电网评价值，配电网评价值越高越好。本发明考虑多因素相互制约，可以减小单一因素对电网评判的偶然性，可以提高社会稳定性；电网公司可以搜集往年数据，进行评判，也可以参考民众及政府的意愿来调整评判价值参数。

Description

一种配电网评价方法

技术领域

本发明涉及一种配电网评价方法，属于配电网技术领域。

背景技术

随着社会经济的发展对资源消耗的增大，社会对用电需求的不断增强，仅仅依靠电网消耗量来评价电网指标有很大的不准确性。特别是在人类社会用电需求下，评价电网的指标会有更多影响。

对于复杂、模糊的评价指标是难以完全用定量分析的问题。然而在传统的评价标准已经存在的情况下，如何优化配电网的评价方法，使电网的相互制约因素可以有效的关联起来，使配电网达到最优状态，是现在所面临的问题。对分布式电源的配电网进行全面的评价，使配电网状态最优，对保障电网安全，减少能源损耗经济损耗具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种配电网评价方法，可以减小单一因素对电网评判的偶然性。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种配电网评价方法，包括如下步骤：

考虑负种类划分和负荷同一性构造负荷模型；

考虑各负荷之间的影响权重及一致性比例RI结合所述负荷模型构造负荷价值模型；

考虑负荷隐患评价因素及一致性比例RI结合所述负荷模型构造负荷隐患模型；

考虑负荷隐患权重结合所述负荷模型、负荷价值模型、负荷隐患模型构造配电网评价模型；

将标准化处理的功率数据带入配电网评价模型计算配电网评价值，配电网评价值越高越好。

进一步的，构造负荷模型的方法具体如下：

对配电网进行负荷种类划分，并对各种类负荷进行同一性划分；

最终构建的负荷模型为：

L＝[l₁,l₂,l₃,l₄,……l_n] (1)

式中，L为各种类负荷矩阵，l_n为某种负荷的标准功率，n为负荷种类总数。

进一步的，所述负荷种类包括：基本负荷、医疗负荷、银行负荷、商业负荷、社区负荷、工业负荷。

进一步的，构造负荷价值模型的具体方法如下：

构造负荷价值矩阵V与负荷矩阵L之间的成对比较判断矩阵A＝(a_ij)_n×n，其中：a_ij为l_i和l_j对负荷价值矩阵V的影响之比；l_i为第i类负荷；l_j为第j类负荷；n为负荷种类总数；

查找相应的平均随机一致性指标RI并计算一致性比例CR₀，根据CR₀对比较判断矩阵A进行一致性检验：若检验通过，则进入下一步；否则，重新设定比较判断矩阵；

计算比较判断矩阵A的归一化权重矩阵A₀＝[a₁,a₂,...,a_i,...,a_n]，其中a_ij为矩阵A中的第i行第j列的矩阵元素，a_i为矩阵A归一化后第i类负荷权重；

构造负荷矩阵L与价值评价因素矩阵E₁之间的成对比较判断矩阵其中：B_i为第i类负荷的比较判断矩阵，价值评价因素矩阵E₁＝[e₁,e₂,e₃,……e_m]，e_m为第m类评价因素，m为评价因素种类总数；为e_x和e_y对第i类负荷的影响之比，e_x为第x类评价因素；e_y为第y类评价因素；

计算每一类的归一化权重矩阵其中，为B_i矩阵归一化的第x类价值评价因素对第i类负荷的评价值；

构造负荷价值权重矩阵：其中：为B_i矩阵归一化的第m类价值评价因素对第i类负荷的评价值；BP_m为第m类评价因素的负荷价值权重矩阵；

构造评价因素价值权重矩阵

对层次总排序作一致性检验：

其中：CI(i)是矩阵B_i的一致性指标；RI(i)是矩阵B_i平均随机一致性指标；

构造X矩阵：X＝[x₁,x₂，...x_m]，其中：x_m为第m类价值评价因素的评价值，x_m＝BP_m×L；

若层次总排序一致性检验通过，则构造负荷价值模型：V＝AP×X。

进一步的，构造负荷隐患模型的具体方法如下：

构造负荷隐患矩阵R与负荷矩阵L之间的成对比较判断矩阵C＝(c_ij)_n×n，其中：c_ij为l_i和l_j对负荷隐患矩阵R的影响之比；l_i为第i类负荷；l_j为第j类负荷；n为负荷种类总数；

查找相应的平均随机一致性指标RI并计算一致性比例CR₁，根据CR₁对比较判断矩阵C进行一致性检验：若检验通过，则进入下一步；否则，重新设定比较判断矩阵C；

计算比较判断矩阵C的归一化权重矩阵C₀＝[c₁,c₂,......c_n]，其中：c_n为比较判断矩阵C归一化后第n类负荷权重；

构造负荷矩阵L与隐患评价因素矩阵E₂之间的成对比较判断矩阵其中：隐患评价因素矩阵E₂＝[f₁,f₂,…f_m]，f_m为第m类评价因素；为f_x和f_y对第i类负荷的影响之比，f_x为第x类评价因素；f_y为第y类评价因素；

计算每一类的归一化权重矩阵其中为D_i矩阵归一化的第x类隐患评价因素对第i类负荷的评价值；

构造负荷隐患权重矩阵：其中：为D_i矩阵归一化的第m类隐患评价因素对第i类负荷的评价值；DP_m为第m类评价因素的负荷价值权重矩阵；

构造评价因素隐患权重矩阵其中：为B_i矩阵归一化的第m类隐患评价因素对第i类负荷的评价值；

对层次总排序作一致性检验：

其中：CI’(i)是矩阵D_i的一致性指标，RI’(i)是矩阵D_i平均随机一致性指标；

构造Y矩阵：Y＝[y₁,y₂，y₃......y_m]，其中：y_m为第m类隐患评价因素的评价值，y_m＝DP_m×L；

若层次总排序一致性检验通过，则构造负荷隐患模型：R＝CP×Y。

进一步的，所述配电网评价模型如下：

J＝V-αR

其中：V＝M×L^T＝AP×X，R＝N×L^T＝CP×Y；

M＝[m₁,....m_j....m_n]；N＝[n₁,...n_j,...n_n]；

V为负荷价值模型；M为负荷矩阵L的价值权重矩阵；m_j为第j类负荷的价值权重；n为负荷种类总数；m为评价因素种类总数；AP为评价因素价值权重矩阵；

R为负荷隐患模型；N为负荷矩阵L的隐患权重矩阵，n_j为第j类负荷的隐患权重；α为隐患系数；CP为评价因素隐患权重矩阵。

进一步的，所述隐患系数采用最接近上限的小数后一位值。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

可以充分评判各负载的权重，不单单以纯物理方法评价电网输送的优劣；多因素相互制约，可以减小单一因素对电网评判的偶然性；可以提高社会稳定性；电网公司可以搜集往年数据，进行评判，也可以参考民众及政府的意愿来调整评判价值参数。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为负荷价值模型的结构示意图；

图3为负荷隐患模型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1所示，是本发明的流程图，包括如下步骤：

步骤一：考虑负种类划分和负荷同一性构造负荷模型；

步骤二：考虑各负荷之间的影响权重及一致性比例RI结合所述负荷模型构造负荷价值模型；

步骤三：考虑负荷隐患评价因素及一致性比例RI结合所述负荷模型构造负荷隐患模型；

步骤四：考虑负荷隐患权重结合所述负荷模型、负荷价值模型、负荷隐患模型构造配电网评价模型；

步骤五：将标准化处理的功率数据带入L中，并计算配电网评价模型计算配电网评价值，配电网评价值越高越好。

下面对各模型的详细构造方法分别展开描述如下：

一、构造负荷模型的具体方法如下：

本发明认为所有的负荷(L)可以由以下类别的负荷组成，包括：基本负荷、医疗负荷、银行负荷、商业负荷、社区负荷、工业负荷。

基本负荷(l₁)包括：城市基础设施用电、政府部门用电、移动基站等负荷；

医疗负荷(l₂)包括：医院等不能随时中断的等负荷；

银行负荷(l₃)包括：保险公司、银行等存有24小时数据工作的负荷；

商业负荷(l₄)包括：超市，娱乐区，饭店用电等负荷；

社区负荷(l₅)包括：居民及居民区的用电等负荷；

工业负荷(l₆)包括：重工业、轻工业等负荷。

负荷模型为：L＝[l₁,l₂,l₃,l₄,l₅,l₆]。

二、构造负荷价值模型的具体方法如下：

本发明认为负荷价值(V)是价值评价因素矩阵E₁＝[e₁,e₂....e_m]的价值之和，而负荷的价值对于不同的评价因素有不同的评判标准，我们通过层级分析法(AHP)，构造判断矩阵，来评估不同评价因素的权重：

其中：负荷价值矩阵V：决定负荷的价值；负荷矩阵L：包含负荷的种类；评价因素矩阵E₁：评价因素的域类划分。

构造判断矩阵A＝(a_ij)_n×n：判断矩阵A中a_ij表示l_i和l_j对V的影响大小之比，不同的负荷所代表的负荷价值对总负荷价值的权重也是不一样的，负荷全部比较结果用矩阵A＝(a_ij)_n×n表示，A为V-L之间的成对比较判断矩阵。l_i与l_j对V的影响之比为a_ij，l_j与l_i对V的影响之比引用数字1～9及其倒数作为标度作为a_ij的值。因素i与因素j的重要性之比为a_ij，因素j与因素i重要性之比为

选择3组三组评价因素(社会影响力e₁、政府信任度e₂和财产价值e₃)，组成价值评价因素矩阵E₁，作为负荷价值(V)的评判指标，并建立评价模型A＝(a_ij)_n×n。

计算A的归一化权重矩阵A₀＝[a₁,a₂,......a_n]；

查找相应的平均随机一致性指标RI并计算一致性比例CR₀，根据CR₀对判断矩阵A进行一致性检验：若检验通过，则进入下一步；否则，需重新设定比较判断矩阵；

平均随机一致性指标RI：

n	1	2	3	4	5	6	7	8	9
										RI	0	0	0.58	0.90	1.12	1.24	1.32	1.41	1.45

构造负荷矩阵L与评价因素矩阵E₁之间的成对比较判断矩阵判断矩阵B_i是不同评价要素e_x与e_y之间的两者关系，全部比较结果用矩阵表示，其中：q_xy表示e_x和e_y对l_i的影响之比，e_x为第x类评价因素；e_y为第y类评价因素；

构造评价因素价值权重矩阵

对层次总排序作一致性检验，检验仍象层次总排序那样由高层到低层逐层进行。虽然各层次均已经过层次单排序的一致性检验，各成对比较判断矩阵都已具有较为满意的一致性。综合考察时，各层次的非一致性仍有可能积累起来，引起最终分析结果较严重的非一致性。

对层次总排序作一致性检验：

其中：CI(i)是矩阵B_i的一致性指标；RI(i)是矩阵B_i平均随机一致性指标；a_i是A矩阵归一化第i类负荷权重；

三、构造负荷隐患模型的具体方法如下：

与负荷价值模型相似，选择3组评价因素(社会风险f₁、政治风险f₂和生命风险f₃)，组成隐患评价因素矩阵E₂，对有些负荷给社会或者个人带来风险，同时政治倾向会给社会带来隐患，生命风险也会使负荷风险提高，价值降低。

负荷隐患层R：负荷的隐患；负荷矩阵L：包含实现目标的初级环节；评价因素层E₂：包括目标函数的方案。

查找相应的平均随机一致性指标RI并计算一致性比例CR₁，根据CR₁对判断矩阵C进行一致性检验：若检验通过，则进入下一步；否则，需重新设定比较判断矩阵；

构造评价因素隐患权重矩阵其中：为B_i矩阵归一化的第m类隐患评价因素对第i类负荷的评价值，c_i是C矩阵归一化第i类负荷权重；

对层次总排序作一致性检验：

其中：CI’(i)是矩阵D_i的一致性指标，RI’(i)是矩阵D_i平均随机一致性指标，c_i是C矩阵归一化第i类负荷权重；

四、构造配电网评价模型的具体方法如下：

每一类负荷都有一定的价值和隐患，两者谁更优会对电网的评价有重要影响，则，定义电网评价模型：

J＝V-αR；

计算M＝[m₁,...m_j...m_n]，

其中：V＝M×L^T＝AP×X，R＝N×L^T＝CP×Y，V为负荷价值模型；M为负荷矩阵L的价值权重矩阵；m_j为第j类负荷的价值权重；n为负荷种类总数；m为评价因素种类总数；AP为评价因素价值权重矩阵；α为隐患系数。

要保证每种负荷都有价值，需要使M＝[m₁,m₂,m₃,m₄,m₅,m₆]中任意一个元素都大于αN＝[αn₁,αn₂,αn₃,αn₄,αn₅,αn₆]中的每一个，及约束条件为：

m₁>αn₁,m₂>αn₂...m₆>αn₆；

隐患权重α的选取往往按照最接近上限的小数后一位值，可以参照经济学定律里的木桶理论.即一只水桶能装多少水，这完全取决于它最短的那块木板。这就是说任何一个系统，可能面临的一个共同问题，即构成系统的各个部分往往是优劣不齐的，而劣势部分往往决定整个系统的水平。

定义各类负荷实时所需功率为：P_Max,i；

定义各类负荷的实时功率为P_i，以所需功率为标准，进行标准化处理：

式中l_i是各类负载。

将标准化处理输入带入电网评价模型。

可以知道，通过负荷评价模型，可以得到整个负荷运行的价值，即配电网评价模型。该式子含义为等级越高的负载若满足率越高，对整个负载价值就越高，对整个负载价值越高，对配电网的评价就越高。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

步骤一：构造负荷模型，选取发明内容一中的模型，L＝[l₁,l₂,l₃,l₄,l₅,l₆]，(基本负荷、医疗负荷、银行负荷、商业负荷、社区负荷、工业负荷)。

步骤二：构造负荷价值模型，首先构造判断矩阵A＝(a_ij)_n×n。

1	3	3	4	5	2
						1/3	1	2	2	3	4
1/3	1/2	1	1	2	2
						1/4	1/2	1	1	1	3
1/5	1/3	1/2	1	1	1
						1/2	1/4	1/2	1/3	1	1

查找平均随机一致性指标RI：

n	1	2	3	4	5	6	7	8	9
										RI	0	0	0.58	0.90	1.12	1.24	1.32	1.41	1.45

计算一致性比例CR：当CR<0.1时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的,通过matlab仿真算出：CR＝0.0575<0.1。因此认为矩阵是可以接受的。

构造判断矩阵

B₁

e₁

e₂

e₃

B₂

e₁

e₂

e₃

B₃

e₁

e₂

e₃

e₁

1

3

5

e₁

1

1/2

6

e₁

1

3

1/3

e₂

1/3

1

2

e₂

2

1

5

e₂

1/3

1

1/7

e₃

1/5

1/2

1

e₃

1/6

1/5

1

e₃

3

7

1

B₄

e₁

e₂

e₃

B₅

e₁

e₂

e₃

B₆

e₁

e₂

e₃

e₁

1

1/3

5

e₁

1

2

7

e₁

1

7

9

e₂

3

1

7

e₂

1/2

1

7

e₂

1/7

1

e₃

1/5

1/7

1

e₃

1/7

1

e₃

1/9

1

可以算出负荷价值权重矩阵

是评价因素价值权重矩阵。

因此可以得到层次总排序结果：

评价因素价值权重矩阵：AP^T＝(0.4987,0.3321,0.169)；

负荷价值权重矩阵：BP₁ ^T＝[0.6483，0.3681，0.2426，0.2790，0.5736，0.7986]；

Matlab算出CR＝0.0288<0.1时，认为层次总排序结果具有较满意的一致性并接受该分析结果。

因此，负荷价值模型：V＝AP×X，式中：X＝[x₁,x₂,x₃]，x_m＝BP_m×L。

步骤三：构造负荷隐患模型，方法与价值模型相似，可以得到：

评价因素隐患权重矩阵：CP^T＝[0.3952，0.2996，0.3052]；

负荷隐患权重矩阵：DP₁ ^T＝[0.1365，0.0974，0.2426，0.2790，0.4667，0.7986]；

步骤四：构造电网评价模型：

由第二步计算出：

M＝[0.4202 0.3800 0.2633 0.3669 0.4171 0.4494]；

由第三步计算出：

N＝[0.3140 0.3121 0.3265 0.3267 0.3446 0.3765]；

已知电网评价模型J＝V-αR，根据木桶理论：

解得：0＜α＜0.805，在这里我们可以认为α值得选取由最不利的条件决定，可取0.805的近似值0.8。

所以我们可以得到配电网评价模型：

J＝V-0.8R。V＝M×L^T，R＝N×L^T。其中L＝[l₁,l₂,l₃,l₄,l₅,l₆]；

将标准化处理的数据带入即可算出评价值，评价值越高越好。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种配电网评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

考虑负种类划分和负荷同一性构造负荷模型；

2.根据权利要求1所述的配电网评价方法，其特征在于，构造负荷模型的方法具体如下：

最终构建的负荷模型为：

L＝[l₁,l₂,l₃,l₄,……l_n] (1)

3.根据权利要求2所述的配电网评价方法，其特征在于，所述负荷种类包括：基本负荷、医疗负荷、银行负荷、商业负荷、社区负荷、工业负荷。

4.根据权利要求2所述的配电网评价方法，其特征在于，构造负荷价值模型的具体方法如下：

构造评价因素价值权重矩阵

对层次总排序作一致性检验：

5.根据权利要求1所述的配电网评价方法，其特征在于，构造负荷隐患模型的具体方法如下：

对层次总排序作一致性检验：

6.根据权利要求1所述的配电网评价方法，其特征在于，所述配电网评价模型如下：

J＝V-αR

其中：V＝M×L^T＝AP×X，R＝N×L^T＝CP×Y；

M＝[m₁,....m_j....m_n]；N＝[n₁,...n_j,...n_n]；

7.根据权利要求1所述的配电网评价方法，其特征在于，所述隐患系数采用最接近上限的小数后一位值。