CN111027017B - 一种配电网管理状态综合评价系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种配电网管理状态综合评价系统，包括：评价体系构建模块，用于建立网管理状态评价体系以及评语集；评价数据采集模块；用于收集1级评价指标之间、2级评价指标之间的标度以及关于2级评价指标的评语集投票数据；计算矩阵建立模块，用于根据1级评价指标之间、2级评价指标之间的标度构建1级权重判断矩阵和2级权重判断矩阵，并根据关于2级评价指标的评语集投票数据建立2级模糊评价矩阵；递阶权重计算模块，用于递阶计算求得1级模糊权重向量和配电网模糊权重向量；评价结果显示模块，用于显示各1级评价指标以及配电网管理的效益评价结果。与现有技术相比，本发明具有准确、客观等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种配电网评价技术，尤其是涉及一种配电网管理状态综合评价系统。
背景技术
配电系统作为直接面向用户的终端环节，直接关系着用户用电的质量和可靠性。配电网站点类型复杂，分布广泛，地理环境多变，易受干扰和破坏，运维、检修工作量大。目前随着经济快速发展，配电网扩张迅猛，智能配网的建设已日趋成熟，分布管理和技术逐步体现自动化、精细化和信息化，发展配电自动化、智能配电网是适应用户个性化供电需求、支撑分布式电源接入、实现电网智能化运行管理的现实需要，是配电网发展建设的主要方向。
因此需要建立智能配电网络管理新模式，将先进配电技术的应用与现有的实践经验相结合，扩大网络领域，提供了各方面发展的保障，通过采用智能配电网络管理新模式系统、高效地实现不同的目标。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种配电网管理状态综合评价系统，通过多方面、多层次建立配电网管理模式评价指标体系，具有准确、客观等优点。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种配电网管理状态综合评价系统，包括：
评价体系构建模块，用于建立由高到低依次为配电网管理状态、1级评价指标和2级评价指标的树状配电网管理状态评价体系以及含多个程度等级的评语集；
评价数据采集模块；用于收集基于1～9标度法的1级评价指标之间、2级评价指标之间的标度以及关于2级评价指标的评语集投票数据；
计算矩阵建立模块，用于根据1级评价指标之间、2级评价指标之间的标度构建1级权重判断矩阵和2级权重判断矩阵，收集并统计关于2级评价指标的评语集投票数据并归一化，获得2级模糊评价矩阵。
递阶权重计算模块，用于根据2级权重判断矩阵、2级模糊评价矩阵以及1级权重判断矩阵递阶计算求得配电网管理状态的配电网模糊权重向量；
评价结果显示模块，设有显示界面，该显示界面上显示有评语集投票数据、1级模糊权重向量和配电网模糊权重向量在各级评语上的隶属度以及1级评价指标和配电网管理状态的效益评价结果，所述的效益评价结果为模糊权重向量中隶属度最大的评语。
进一步地，该系统通过1～9标度法将2级评价指标的重要程度量化，通过2级模糊评价矩阵和1级模糊评价矩阵观察到各个1级评价指标和2级评价指标在各级评语上的隶属度，从而可局部和整体地获得配电网的管理水平，根据该评价指标的管理水平指导配电网规划目标和方向，该系统应用于比较规划电网与现状电网、直观地量化描述电网规划措施的实施效果以及评价和比较多种配电网规划方案。
进一步地，所述的1级评价指标包括自动化管理、安全化管理、可视化管理、规范化管理、协同化管理和高效化管理，每个1级评价指标下隶属有多个2级评价指标，具体为：
所述的安全化管理下的2级评价指标包括考核通过率、无事故率、电压合格率、供电可靠率；所述的可视化管理下的2级评价指标包括事故处理效率、系统反馈效率和可视化程度；所述的规范化管理下的2级评价指标包括标准化比例、设备使用正确率和设备购置效率；所述的协同化管理下的2级评价指标包括营配协同建设程度、营配协同应用程度、数据治理效率和考核机制完善率，所述的高效化管理下的2级评价指标包括综合线损率、主变负载率、一户一表率和用户平均停电时间。
进一步地，所述的1级权重判断矩阵和2级权重判断矩阵均需通过一致性检验，所述的一致性检验的具体过程为：
依次计算权重判断矩阵的最大特征根λmax、一致性指标CI和一致性比例CR，判断是否满足CR＜0.1，若是则继续采用被检测的1级权重判断矩阵和2级权重判断矩阵，否则重新收集；
CI和CR的计算公式为：
其中n为矩阵阶数，RI为平均随机一致性指标，通过查表获得。
进一步地，所述的配电网模糊权重向量的计算过程为：
1)计算2级权重判断矩阵的特征向量并归一化，获得2级判断权重向量，根据2级判断权重向量和对应的2级模糊评价矩阵求得1级模糊权重向量，所有1级模糊权重向量组成1级评价指标的1级模糊评价矩阵；
2)计算1级权重判断矩阵的特征向量并归一化，获得1级判断权重向量，根据1级判断权重向量和1级模糊评价矩阵求得配电网模糊权重向量。
与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：
(1)本发明通过建立树状配电网管理状态评价体系，收集2级评价指标在多级评语集上的投票结果，依次递阶计算1级评价指标的1级模糊权重向量和配电网模糊权重向量，从而指导配电网规划目标和方向，比较规划电网与现状电网、直观地量化描述电网规划措施的实施效果以及比较多种配电网规划方案，应用范围广；
(2)本发明的评价结果显示模块设有显示界面，该显示界面上显示有评语集投票数据、1级模糊权重向量和配电网模糊权重向量在各级评语上的隶属度以及1级评价指标和配电网管理状态的效益评价结果，可直观地观察到配电网管理状态评价体系中各级的管理水平评价结果，也可通过模糊权重向量在各级评语上的隶属度更细微和客观的分析获取更精确的结果，同时能够从局部和整体地获得配电网的管理水平，能够指导配电网管理的规划和优化方向，直观性、客观性和准确性强；
(3)本发明按照1～9标度法在1级评价指标之间和2级评价指标之间两两比较，构建通过一致性检验的权重判断矩阵，1级评价指标之间和2级评价指标之间的重要程度模糊且不确定，权重判断矩阵使得同级评价指标之间的重要程度数量化，使得指标对于综合评价结果的影响程度更加客观，评价的结果更加准确；
(4)本发明在选取1级评价指标之间和2级评价指标时具有灵活性，方法的适用范围广。
附图说明
图1为本发明的系统结构图；
图2为配电网管理状态评价体系结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种配电网管理状态综合评价系统，如图1，包括：
评价体系构建模块，用于建立由高到低依次为配电网管理状态、1级评价指标和2级评价指标的树状配电网管理状态评价体系以及评语集，评语集按程度等级依次分为好、较好、一般、较差和差；
评价数据采集模块；用于收集基于1～9标度法的1级评价指标之间、2级评价指标之间的标度以及关于2级评价指标的评语集投票数据；
计算矩阵建立模块，用于根据1级评价指标之间、2级评价指标之间的标度构建1级权重判断矩阵和2级权重判断矩阵，收集并统计关于2级评价指标的评语集投票数据并归一化，获得2级模糊评价矩阵。
递阶权重计算模块，用于根据2级权重判断矩阵、2级模糊评价矩阵以及1级权重判断矩阵递阶计算求得配电网管理状态的配电网模糊权重向量；
评价结果显示模块，将配电网模糊权重向量转换为对于配电网管理状态在各级评语上的隶属度，并根据最大隶属度原则选取配电网模糊权重向量中最大的权重所对应的评语作为配电网管理状态的评价结果，并显示该评价结果。
如图2，1级评价指标包括自动化管理、安全化管理、可视化管理、规范化管理、协同化管理和高效化管理，每个1级评价指标下隶属有多个2级评价指标，具体为：
安全化管理下的2级评价指标包括考核通过率、无事故率、电压合格率、供电可靠率；可视化管理下的2级评价指标包括事故处理效率、系统反馈效率和可视化程度；规范化管理下的2级评价指标包括标准化比例、设备使用正确率和设备购置效率；协同化管理下的2级评价指标包括营配协同建设程度、营配协同应用程度、数据治理效率和考核机制完善率，高效化管理下的2级评价指标包括综合线损率、主变负载率、一户一表率和用户平均停电时间。配电网管理状态评价体系如表1：
表1配电网管理状态评价体系
1～9标度法通过两两比较1级评价指标以及两两比较2级评价指标的标度构造对应的1级权重判断矩阵和2级权重判断矩阵，判断矩阵构造依据如表2：
表2判断矩阵构造依据
1级权重判断矩阵和2级权重判断矩阵均需通过一致性检验，一致性检验的具体过程为：
依次计算权重判断矩阵的最大特征根λmax、一致性指标CI和一致性比例CR，判断是否满足CR＜0.1，若是则继续采用被检测的1级权重判断矩阵和2级权重判断矩阵，否则需进行适当修正；
CI和CR的计算公式为：
其中n为矩阵的行数或列，RI为平均随机一致性指标，通过查表获得，如果CI等于0，则判断矩阵具有完全一致性；如果CI不等于0，则需要根据一致性比例CR来判断。
配电网模糊权重向量的计算过程为：
1)计算2级权重判断矩阵的特征向量并归一化，获得2级判断权重向量，根据2级判断权重向量和对应的2级模糊评价矩阵求得1级模糊权重向量，所有1级模糊权重向量组成1级评价指标的1级模糊评价矩阵；
2)计算1级权重判断矩阵的特征向量并归一化，获得1级判断权重向量，根据1级判断权重向量和1级模糊评价矩阵求得配电网模糊权重向量。
构建的权重判断矩阵、判断权重向量、λmax、CI和CR如表3～9：
表3 1级权重判断矩阵
表4自动化管理权重判断矩阵
| A1 | B11 | B12 | B13 | 权重 | λmax | CI | CR |
| B11 | 1 | 1 | 2 | 0.387 | 3.018 | 0.009 | 0.017 |
| B12 | 1 | 1 | 3 | 0.443 | |||
| B13 | 1/2 | 1/3 | 1 | 0.169 |
表5安全化管理权重判断矩阵
| A2 | B21 | B22 | B23 | 权重 | λmax | CI | CR |
| B21 | 1 | 1 | 1 | 0.237 | 4.215 | 0.072 | 0.080 |
| B22 | 1 | 1 | 3 | 0.406 | |||
| B23 | 1 | 1/3 | 1 | 0.208 | |||
| B24 | 1 | 1/3 | 1/2 | 0.148 |
表6可视化管理权重判断矩阵
| A3 | B31 | B32 | B33 | 权重 | λmax | CI | CR |
| B31 | 1 | 1 | 1/2 | 0.260 | 3.054 | 0.027 | 0.051 |
| B32 | 1 | 1 | 1 | 0.327 | |||
| B33 | 2 | 1 | 1 | 0.413 |
表7规范化管理权重判断矩阵
| A4 | B41 | B42 | B43 | 权重 | λmax | CI | CR |
| B41 | 1 | 1/3 | 1/2 | 0.169 | 3.018 | 0.009 | 0.017 |
| B42 | 3 | 1 | 1 | 0.443 | |||
| B43 | 2 | 1 | 1 | 0.387 |
表8协同化管理权重判断矩阵
| A5 | B51 | B52 | B53 | 权重 | λmax | CI | CR |
| B51 | 1 | 1/3 | 2 | 0.150 | 4.215 | 0.072 | 0.080 |
| B52 | 3 | 1 | 3 | 0.317 | |||
| B53 | 1/2 | 1/3 | 1 | 0.120 | |||
| B54 | 3 | 2 | 2 | 0.412 |
表9高效化管理权重判断矩阵
| A6 | B61 | B62 | B63 | 权重 | λmax | CI | CR |
| B61 | 1 | 1 | 1 | 0.282 | 4.081 | 0.027 | 0.030 |
| B62 | 1 | 1 | 1/2 | 0.200 | |||
| B63 | 1 | 2 | 1 | 0.368 | |||
| B64 | 1/2 | 1 | 1/3 | 0.150 |
多个专家对各个2级评价指标的评语集投票数据如表10～15：
表10自动化管理评语集投票数据
表11安全化管理权重判断矩阵
| A2 | 好 | 较好 | 一般 | 较差 | 差 |
| B21 | 1 | 3 | 2 | 3 | 1 |
| B22 | 3 | 4 | 3 | 0 | 0 |
| B23 | 1 | 3 | 3 | 2 | 1 |
| B24 | 1 | 2 | 4 | 2 | 1 |
表12可视化管理权重判断矩阵
| A3 | 好 | 较好 | 一般 | 较差 | 差 |
| B32 | 1 | 4 | 3 | 2 | 0 |
| B32 | 2 | 2 | 3 | 3 | 0 |
| B33 | 1 | 3 | 2 | 2 | 2 |
表13规范化管理权重判断矩阵
| A4 | 好 | 较好 | 一般 | 较差 | 差 |
| B41 | 1 | 3 | 2 | 2 | 2 |
| B42 | 1 | 4 | 3 | 2 | 0 |
| B43 | 1 | 3 | 4 | 2 | 1 |
表14协同化管理权重判断矩阵
| A5 | 好 | 较好 | 一般 | 较差 | 差 |
| B51 | 1 | 3 | 3 | 2 | 1 |
| B52 | 2 | 3 | 3 | 2 | 0 |
| B53 | 2 | 4 | 1 | 2 | 1 |
| B54 | 1 | 3 | 3 | 2 | 1 |
表15高效化管理权重判断矩阵
| A6 | 好 | 较好 | 一般 | 较差 | 差 |
| B61 | 1 | 3 | 3 | 2 | 1 |
| B62 | 1 | 2 | 2 | 3 | 2 |
| B63 | 1 | 1 | 2 | 4 | 2 |
| B64 | 1 | 2 | 4 | 2 | 1 |
这里通过matlab编程设计，实现以下目的：求指标权重；计算特征值；计算一致性指标CI；计算一致性比例CR。
根据表10～15求得各个2级判断权重向量和2级模糊评价矩阵，断权重向量为即2级模糊评价矩阵分别为/>和/>1级模糊权重向量计算过程如下：
和/>组成1级评价指标的1级模糊评价矩阵R，配电网模糊权重向量U为：
评价结果显示模块将配电网模糊权重向量U转换为对于配电网管理状态在好、较好、一般、较差和差上的隶属度，超过15.84％的人觉得城区配电网管理模式对配电网管理状态改善是好的，30.93％的人觉得配电网管理模式对配电网管理状态改善是较好的，29.05％的人觉得配电网管理模式对配电网管理状态改善效果一般，18.5％的人觉得配电网管理模式对配电网管理状态基本没有改善，6.19％的人不支持当前提出的城区配电网管理模式，根据最大隶属度原则选取配电网模糊权重向量中最大的权重所对应的评语即较好作为配电网管理状态的评价结果，并显示该评价结果。
本实施例提出了一种配电网管理状态综合评价系统，从自动化管理水平、安全管理水平、可视化管理水平、规范化管理水平、协同管理水平和高效管理水平六个方面对配电网管理状态进行综合评价，有利于进行配电网管理状态的多层次改进，进而提升配电网整体的管理水平，进而确保配电网的安全性、可靠性和经济性。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种配电网管理状态综合评价系统，其特征在于，包括：
评价体系构建模块，用于建立由高到低依次为配电网管理状态、1级评价指标和2级评价指标的树状配电网管理状态评价体系以及含多个程度等级的评语集；
评价数据采集模块；用于收集基于1~9标度法的1级评价指标之间、2级评价指标之间的标度以及关于2级评价指标的评语集投票数据；
计算矩阵建立模块，用于根据1级评价指标之间、2级评价指标之间的标度构建1级权重判断矩阵和2级权重判断矩阵，并根据关于2级评价指标的评语集投票数据建立2级模糊评价矩阵；
递阶权重计算模块，用于根据2级权重判断矩阵、2级模糊评价矩阵以及1级权重判断矩阵递阶计算求得1级模糊权重向量和配电网模糊权重向量；
评价结果显示模块，用于根据1级模糊权重向量和配电网模糊权重向量显示各1级评价指标以及配电网管理的效益评价结果，对多种配电网规划方案的实施效果进行比较，
所述的评价结果显示模块设有显示界面，该显示界面上显示有评语集投票数据、1级模糊权重向量和配电网模糊权重向量在各级评语上的隶属度以及1级评价指标和配电网管理状态的效益评价结果，所述的效益评价结果为模糊权重向量中隶属度最大的评语，
其中，所述的1级评价指标包括自动化管理、安全化管理、可视化管理、规范化管理、协同化管理和高效化管理。
2.根据权利要求1所述的一种配电网管理状态综合评价系统，其特征在于，所述的1级模糊权重向量和配电网模糊权重向量的计算过程为：
1）求解每个2级权重判断矩阵的2级判断权重向量，根据2级判断权重向量和对应的2级模糊评价矩阵求得1级模糊权重向量，所有1级模糊权重向量组成1级评价指标的1级模糊评价矩阵；
2）求解每个1级权重判断矩阵的1级判断权重向量，根据1级判断权重向量和1级模糊评价矩阵求得配电网模糊权重向量。
3.根据权利要求1所述的一种配电网管理状态综合评价系统，其特征在于，所述的2级模糊评价矩阵的建立过程为：
收集并统计关于2级评价指标的评语集投票数据并归一化，获得2级模糊评价矩阵。
4.根据权利要求2所述的一种配电网管理状态综合评价系统，其特征在于，所述的1级判断权重向量和2级判断权重向量的计算方法为：
计算1级权重判断矩阵和2级权重判断矩阵的特征向量并归一化，对应获得1级判断权重向量和2级判断权重向量。
5.根据权利要求1所述的一种配电网管理状态综合评价系统，其特征在于，所述的1级权重判断矩阵和2级权重判断矩阵为通过一致性检验的权重判断矩阵。
6.根据权利要求5所述的一种配电网管理状态综合评价系统，其特征在于，所述的一致性检验的具体过程为：
依次计算权重判断矩阵的最大特征根、一致性指标CI和一致性比例CR，判断是否满足CR＜0.1，若是则继续采用被检测的权重判断矩阵，否则重新收集；
CI和CR的计算公式为：
，
，
其中n为矩阵阶数，RI为平均随机一致性指标。
7.根据权利要求1所述的一种配电网管理状态综合评价系统，其特征在于，每个1级评价指标下隶属有多个2级评价指标。
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