CN111353691A - 一种基于层次分析法的电网差异分析方法 - Google Patents

一种基于层次分析法的电网差异分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种基于层次分析法的电网差异分析方法，主要包括配电网基础数据收集、数据挖掘提取关键信息、构建差异分析网、建立差异分析流程、构建差异模型、利用层次分析法的输出结果进行有效的指导配电网网格的建设计划；本方案基于层次分析法在决策过程中对非定量事件做出定量分析、对主观判断做出客观分析，利用层次分析法分析现状电网与规划电网的多维度差异，进而有效地指导配电网网格的建设计划，有序安排网架建设与项目计划，动态监测网格建设成效，把网格化落实到配电网规划、建设、运行、管理各环节，实现不同网格配电网的标准化、差异化管理。

Description

一种基于层次分析法的电网差异分析方法
技术领域
本发明属于电力行业领域，具体涉及一种基于层次分析法的电网差异分析方法。
背景技术
配电网是电网的重要组成部分，是地区重要的基础设施。如何保证配电网为地区经济社会发展和人民生活水平提高提供优质的电力供应，是配电网规划所面临的主要问题。配电网规划为电网建设提供了理论支撑和技术指导，是一个非常关键的环节，尤其是目前用户数量和用电量规模都日渐扩大，为了满足日益增长负荷需求，配电网规划要求标准也不断提高，因此，采用科学高效的规划方法，对提升配电网的供电能力和供电质量有着重要意义
目前，国内外学者对于电网规划差异分析模型研究较少，大多研究集中于为了抵御极端自然灾害而提出的电网差异化规划。为了分析现状电网、规划电网间横向、纵向差异，更好的对每个配电网网格的建设进行计划，需建立电网规划差异分析模型。
发明内容
鉴于目前存在的需求，本发明提供，包括：一种基于层次分析法的电网差异分析方法，其特征在于，包括：
S1：收集配电网基础数据，所述数据包括现状配电网地理连接图、线路信息、电压等级电源变电所信息、规划电网信息数据；
S2：提取配电网基础数据的关键信息，包括目标用户信息、空间分布情况、线路电气图；
S3：将所述关键信息自上而下构建差异分析电网，并将配电网网格进行可靠性校核和经济型性评估，划分为目标层、分类层和指标层三个层次，根据现状和规划电网差异进行对比分析；
S4：其中，差异分析是基于层次分析法，通过建立完整的评估指标体系，确定个指标权重，再根据相关导则各指标得分标准，输入现状电网与规划电网原始数据，得到最终的评分结果；
S401其中，指标权重是指被测对象各指标在整体中价值的高低、相对重要性及其比重，指标体系一般分为若干层，同一层的指标权重之和必为1，指标权重反映了同一层次指标之间相对重要性，一般用矢量表示，如一层中有n个指标，则权重可以表示为{x1,x2,…,xn}，且
x1+x2+…xn＝1
S402其中，所述的层次分析法通过定性分析和定量计算确定权重，步骤如下：
(1)构造判断矩阵，判断矩阵表示与该层因素对上一层因素的相对重要性，假设A层中的因子Ak与B层中的因子B1,B2,…,Bn有关，则判断矩阵为
Figure BDA0002386381030000021
其中，bii表示自身重要性的比较，故bii等于1，及判断矩阵的对角元素均为1，在形成上述判断矩阵的过程中，采用1-9互反性标度理论对其进行量化，其对应关系如下表所示：
Figure BDA0002386381030000022
(2)计算判断矩阵的最大特征值和特征向量
(3)采用随机一致性指标(CR)度量判断矩阵的一致性程度，对于上述n×n的1-9互反性标度判断矩阵，CR的计算方法如下：首先根据判断矩阵的最大特征值λmax计算一致性指标CI；
Figure BDA0002386381030000023
其次，根据判断矩阵的阶数n，从下表中查出相应的平均随机一致性指标RI；
Figure BDA0002386381030000024
Figure BDA0002386381030000031
最后计算随机一致性指标CR：
Figure BDA0002386381030000032
当CR小于0.1时，认为判断矩阵满足一致性要求，如果一阶判断矩阵和二阶判断矩阵具有完全一致性，则RI值为0，不需要计算，当判断矩阵的一致性检验合格时，需要求出判断矩阵的权值，否则，需要重新定义判断矩阵的部分些元素，并重新计算权重，直到满意为止；
S5：对比分析规划和现状电网网格差异，构建现状和规划电网间横向、纵向差异的分析模型，用于下步分析；
S6：利用层次分析法，确定指标层各指标的权重，其次利用1-9互反性标度理论对待评价的各个指标进行量化，得到现状电网与规划电网之间各指标量化数据，逐一比较各项指标的数据，根据现状电网与规划电网对比结果，针对现状电网的薄弱环节进行有计划地建设，以满足规划电网中各个评价指标的要求，实现规划电网远景。
优选的，所述的指标评分标准的方法采用模糊隶属度评分法，模糊隶属度函数采用用隶属度来描述差异的模糊程度，建立在[0,1]映射的隶属度函数上，反映对象具有模糊性质或属于模糊概念的程度，其程度值大小为隶属度。
优选的，所述的差异模型，从横向主要对比分析面积、边界、电源点数量的直接因素，再通过自动绘图技术在GIS图层上进行绘制，为不同网格赋予不同图元特征，直观反映差异；同时，针对供电范围、供电半径、电源变电站分布、地区负荷总体空间分布情况以及变电站间主要走廊通道分布形态的横向因素进行较为深层的对比分析。
优选的，所述的差异模型，从纵向主要对比分析配电网的具体运行情况，包括线路联络率、线路N-1通过率、线路供电半径网架建设情况，老旧线路及老旧开关占比装备水平信息，户均容量、供电可靠率、重过载线路占比运行水平数据，以及负载率供电能力数据，在纵向维度对比现状网格及规划网格。
本发明提出了一种基于层次分析法的电网差异分析方法，基于层次分析法在决策过程中对非定量事件做出定量分析、对主观判断做出客观分析，利用层次分析法分析现状电网与规划电网的多维度差异，进而有效地指导配电网网格的建设计划，有序安排网架建设与项目计划，动态监测网格建设成效，把网格化落实到配电网规划、建设、运行、管理各环节，实现不同网格配电网的标准化、差异化管理。
附图说明
图1是本技术方案分析方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合附图进一步阐述本发明。
如附图1所示，一种基于层次分析法的电网差异分析方法，其特征在于，包括：
S1：收集配电网基础数据，所述数据包括现状配电网地理连接图、线路信息、电压等级电源变电所信息、规划电网信息数据；
S2：提取配电网基础数据的关键信息，包括目标用户信息、空间分布情况、线路电气图；
S3：将所述关键信息自上而下构建差异分析电网，并将配电网网格进行可靠性校核和经济型性评估，划分为目标层、分类层和指标层三个层次，根据现状和规划电网差异进行对比分析；
S4：其中，差异分析是基于层次分析法，通过建立完整的评估指标体系，确定个指标权重，再根据相关导则各指标得分标准，输入现状电网与规划电网原始数据，得到最终的评分结果；
S401其中，指标权重是指被测对象各指标在整体中价值的高低、相对重要性及其比重，指标体系一般分为若干层，同一层的指标权重之和必为1，指标权重反映了同一层次指标之间相对重要性，一般用矢量表示，如一层中有n个指标，则权重可以表示为{x1,x2,…,xn}，且
x1+x2+…xn＝1
S402其中，所述的层次分析法通过定性分析和定量计算确定权重，步骤如下：
(1)构造判断矩阵，判断矩阵表示与该层因素对上一层因素的相对重要性，假设A层中的因子Ak与B层中的因子B1,B2,…,Bn有关，则判断矩阵为
Figure BDA0002386381030000051
其中，bii表示自身重要性的比较，故bii等于1，及判断矩阵的对角元素均为1，在形成上述判断矩阵的过程中，采用1-9互反性标度理论对其进行量化，其对应关系如下表所示：
Figure BDA0002386381030000052
(2)计算判断矩阵的最大特征值和特征向量
(3)采用随机一致性指标(CR)度量判断矩阵的一致性程度，对于上述n×n的1-9互反性标度判断矩阵，CR的计算方法如下：首先根据判断矩阵的最大特征值λmax计算一致性指标CI；
Figure BDA0002386381030000053
其次，根据判断矩阵的阶数n，从下表中查出相应的平均随机一致性指标RI；
Figure BDA0002386381030000054
Figure BDA0002386381030000061
最后计算随机一致性指标CR：
Figure BDA0002386381030000062
当CR小于0.1时，认为判断矩阵满足一致性要求，如果一阶判断矩阵和二阶判断矩阵具有完全一致性，则RI值为0，不需要计算，当判断矩阵的一致性检验合格时，需要求出判断矩阵的权值，否则，需要重新定义判断矩阵的部分些元素，并重新计算权重，直到满意为止；
S5：对比分析规划和现状电网网格差异，构建现状和规划电网间横向、纵向差异的分析模型，用于下步分析；
S6：利用层次分析法，确定指标层各指标的权重，其次利用1-9互反性标度理论对待评价的各个指标进行量化，得到现状电网与规划电网之间各指标量化数据，逐一比较各项指标的数据，根据现状电网与规划电网对比结果，针对现状电网的薄弱环节进行有计划地建设，以满足规划电网中各个评价指标的要求，实现规划电网远景。
优选的，所述的指标评分标准的方法采用模糊隶属度评分法，模糊隶属度函数采用用隶属度来描述差异的模糊程度，建立在[0,1]映射的隶属度函数上，反映对象具有模糊性质或属于模糊概念的程度，其程度值大小为隶属度。
优选的，所述的差异模型，从横向主要对比分析面积、边界、电源点数量的直接因素，再通过自动绘图技术在GIS图层上进行绘制，为不同网格赋予不同图元特征，直观反映差异；同时，针对供电范围、供电半径、电源变电站分布、地区负荷总体空间分布情况以及变电站间主要走廊通道分布形态的横向因素进行较为深层的对比分析。
优选的，所述的差异模型，从纵向主要对比分析配电网的具体运行情况，包括线路联络率、线路N-1通过率、线路供电半径网架建设情况，老旧线路及老旧开关占比装备水平信息，户均容量、供电可靠率、重过载线路占比运行水平数据，以及负载率供电能力数据，在纵向维度对比现状网格及规划网格。
本发明采用层次分析法通过定性分析和定量计算精准确定权重，此类方法近年来受到专家学者的好评。
以上所述仅为本发明的一种实施例，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，此实施例并不用于限制本发明，凡在本发明的方法构思、实质精神之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于层次分析法的电网差异分析方法，其特征在于，包括：
S1：收集配电网基础数据，所述数据包括现状配电网地理连接图、线路信息、电压等级电源变电所信息、规划电网信息数据；
S2：提取配电网基础数据的关键信息，包括目标用户信息、空间分布情况、线路电气图；
S3：将所述关键信息自上而下构建差异分析电网，并将配电网网格进行可靠性校核和经济型性评估，划分为目标层、分类层和指标层三个层次，根据现状和规划电网差异进行对比分析；
S4：其中，差异分析是基于层次分析法，通过建立完整的评估指标体系，确定个指标权重，再根据相关导则各指标得分标准，输入现状电网与规划电网原始数据，得到最终的评分结果；
S401其中，指标权重是指被测对象各指标在整体中价值的高低、相对重要性及其比重，指标体系一般分为若干层，同一层的指标权重之和必为1，指标权重反映了同一层次指标之间相对重要性，一般用矢量表示，如一层中有n个指标，则权重可以表示为{x1,x2,…,xn}，且
x1+x2+…xn＝1
S402其中，所述的层次分析法通过定性分析和定量计算确定权重，步骤如下：
(1)构造判断矩阵，判断矩阵表示与该层因素对上一层因素的相对重要性，假设A层中的因子Ak与B层中的因子B1,B2,…,Bn有关，则判断矩阵为
B＝(bij)n×n,bij＞0,
Figure FDA0002386381020000011
其中，bii表示自身重要性的比较，故bii等于1，及判断矩阵的对角元素均为1，在形成上述判断矩阵的过程中，采用1-9互反性标度理论对其进行量化，其对应关系如下表所示：
Figure FDA0002386381020000012
Figure FDA0002386381020000021
(2)计算判断矩阵的最大特征值和特征向量
(3)采用随机一致性指标(CR)度量判断矩阵的一致性程度，对于上述n×n的1-9互反性标度判断矩阵，CR的计算方法如下：首先根据判断矩阵的最大特征值λmax计算一致性指标CI；
Figure FDA0002386381020000022
其次，根据判断矩阵的阶数n，从下表中查出相应的平均随机一致性指标RI；
n RI 1 0.00 2 0.00 3 0.58 4 0.90 5 1.12 6 1.24 7 1.32 8 1.41 9 1.45
最后计算随机一致性指标CR：
Figure FDA0002386381020000023
当CR小于0.1时，认为判断矩阵满足一致性要求，如果一阶判断矩阵和二阶判断矩阵具有完全一致性，则RI值为0，不需要计算，当判断矩阵的一致性检验合格时，需要求出判断矩阵的权值，否则，需要重新定义判断矩阵的部分些元素，并重新计算权重，直到满意为止；
S5：对比分析规划和现状电网网格差异，构建现状和规划电网间横向、纵向差异的分析模型，用于下步分析；
S6：利用层次分析法，确定指标层各指标的权重，其次利用1-9互反性标度理论对待评价的各个指标进行量化，得到现状电网与规划电网之间各指标量化数据，逐一比较各项指标的数据，根据现状电网与规划电网对比结果，针对现状电网的薄弱环节进行有计划地建设，以满足规划电网中各个评价指标的要求，实现规划电网远景。
2.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的电网差异分析方法，其特征在于：所述的指标评分标准的方法采用模糊隶属度评分法，模糊隶属度函数采用用隶属度来描述差异的模糊程度，建立在[0,1]映射的隶属度函数上，反映对象具有模糊性质或属于模糊概念的程度，其程度值大小为隶属度。
3.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的电网差异分析方法，其特征在于：所述的差异模型，从横向主要对比分析面积、边界、电源点数量的直接因素，再通过自动绘图技术在GIS图层上进行绘制，为不同网格赋予不同图元特征，直观反映差异；同时，针对供电范围、供电半径、电源变电站分布、地区负荷总体空间分布情况以及变电站间主要走廊通道分布形态的横向因素进行较为深层的对比分析。
4.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的电网差异分析方法，其特征在于：所述的差异模型，从纵向主要对比分析配电网的具体运行情况，包括线路联络率、线路N-1通过率、线路供电半径网架建设情况，老旧线路及老旧开关占比装备水平信息，户均容量、供电可靠率、重过载线路占比运行水平数据，以及负载率供电能力数据，在纵向维度对比现状网格及规划网格。
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