CN111400642B - 基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法 - Google Patents

基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及增量配电网规划评价技术领域，具体涉及基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法。该方法包括以下步骤：S101确定增量配电网规划评价指标体系的评价对象和评价目标；S102从可靠性、安全性、经济性和低碳环保性四个方面建立增量配电网规划评价指标体系；S103增量配电网规划评价指标数据的获取和标幺化处理；S104增量配电网规划评价指标体系的主成分分析；S105增量配电网规划评价指标的信息测度计算；S106基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系的优化筛选。本发明的优点：(1)方法简单有效。(2)衡量方式全面、准确性高。(3)评价结果科学、客观、可靠。

Description

基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法
技术领域
本发明涉及增量配电网规划评价技术领域，具体涉及基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法。
背景技术
随着我国增量配电业务改革顶层设计工作的不断完善，增量配电网的规划建设将迎来飞跃式发展，建立科学、完善的增量配电网规划评价指标体系和评价方法，对于综合衡量增量配电网规划建设方案在可靠性、安全性、经济性和低碳环保性等方面的优劣，对指导、改进增量配电网规划建设工作，具有重要的理论研究价值和实践指导意义。
目前，国内外学者在增量配电网规划评价指标体系方面研究较少，已有的少量研究主要集中于增量配电网投资风险评估以及投资收益评估方面，从经济收益的角度对增量配电网规划建设方案的优劣性进行衡量评估，但很少综合考虑可靠性、安全性和绿色低碳等特性在增量配电网规划评价的影响；另外，增量配电网中包含分布式电源、配电网和负荷用户三方投资主体，传统配电网规划评价指标体系难以适用，亟需研究增量配电网规划评价指标体系。
另外，由于增量配电网规划评价对象包含源-网-荷三方利益主体，规划评价目标涉及经济性、可靠性、安全性和低碳环保性等，可以参考的评价指标范围广、数量多，指标评价信息也会出现重叠。另外，现有技术提供了一些增量配电网价值评估方案，其试图准确获取增量配电网的实际价值，但该类评估结果过于主观、客观性较差；且考虑因素、衡量方式往往过于单一，评估结果与实际结果相差较大。因此如何从中优化筛选出一套精简、科学和完善指标体系，是增量配电网规划评价方面亟需开展的研究工作。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法，用于建立全面、完善和高效的增量配电网规划评价指标体系，为科学、客观、可靠地评定增量配电网规划方案优劣提供指标依据。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法，包括以下步骤：
S101确定增量配电网规划评价指标体系的评价对象和评价目标；
S102从可靠性、安全性、经济性和低碳环保性四个方面建立增量配电网规划评价指标体系；
S103增量配电网规划评价指标数据的获取和标幺化处理；
S104增量配电网规划评价指标体系的主成分分析；
S105增量配电网规划评价指标的信息测度计算；
S106基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系的优化筛选。
进一步的，所述S101包括获取：评价对象为增量配电网规划方案，包括但不限于分布式电源的建设位置和容量、配电网线路的新建计划以及负荷规划方案；评价目标是衡量增量配电网规划方案在可靠性、安全性和经济性方面的优劣。
进一步的，所述S102包括以下步骤：
S201：确定增量配电网规划评价的一级指标集合
增量配电网规划评价的一级指标包含：增量配电网规划评价可靠性指标C1、增量配电网规划评价安全性指标C2、增量配电网规划评价经济性指标C3和增量配电网规划评价低碳环保性指标C4；
S202：确定增量配电网规划评价可靠性指标C1下属的二级指标集合
可靠性指标C1下属的二级指标包括：增量配电网平均停电频率A1、增量配电网平均停电持续时间A2、增量配电网供电可靠率A3、分布式电源接入点供电可靠率A4、变电站容载比A5、主变最大负载率A6、可转供电线路比例A7、变电站10kv出现间隔指标A8、分布式电源发电容量占比A9、可调节负荷容量占比A10；
S203：确定增量配电网规划评价安全性指标C2下属的二级指标集合
安全性指标C2下属的二级指标包含：增量配电网整体安全性系数A11、增量配电网停电风险指数A12、负荷节点电压偏差率A13、增量配电网关键节点电压合格率A14、增量配电网供电能力合格率A15、分布式电源供电能力合格率A16，分布式电源预测功率偏差率A17，需求响应负荷供电功率控制偏差A18；
S204：确定增量配电网规划评价经济性指标C3下属的二级指标集合
经济性指标C3下属的二级指标包括：配电网企业投资成本A19、配电网企业投资回收期A20、配电网网损率A21、分布式电源投资成本A22、分布式电源投资回收期A23、分布式电源平均弃电率A24、需求响应负荷的用户响应率A25、需求响应负荷用户用电成本变化率A26；
S205：确定增量配电网规划评价低碳环保性指标C4下属的二级指标集合
低碳环保性指标C4下属的二级指标包含：增量配电网二氧化碳减排量A27、增量配电网二氧化硫减排量A28、增量配电网氮氧化合物减排量A29、增量配电网标准煤节约量A30。
进一步的，所述S103包括以下步骤：
S301：获取增量配电网规划评价指标数据
选取M个不同的增量配电网规划方案作为评价对象，实施仿真计算，获得增量配电网规划评价指标体系的样本数据矩阵L，具体如下式所示：
上式中，lxy表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后得到的第v个评价指标Av的样本数值，x＝1,2,…,M；v＝1,2,…,N；M为增量配电网规划方案数量，N为初始指标体系中二级指标的个数；
S302：增量配电网规划评价指标的样本数据标幺化处理
为了消除各个规划评价指标在数量级和量纲上的差异，须对不同增量配电网规划方案下的评价指标样本数据lxy进行标幺化处理，具体如下式所示：
其中，表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后得到的第v个评价指标Av的样本数值标幺化处理结果；其中，表示取样本数据矩阵L中第v个评价指标Av的最小样本数据值，表示第v个评价指标Av的最大样本数据值。
进一步的，所述S104包括以下步骤：
S401：评价指标样本数据矩阵的标准化处理
为了对增量配电网规划评价指标体系进行主成分分析，在对评价指标样本数据标幺化处理基础上，继续对评价指标Av样本数据的标幺化结果进行标准化处理，计算公式为：
式中，Sxv表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后得到的第v个评价指标Av的标准化样本数值；
根据上述标公式，增量配电网规划评价指标体系的标准化样本数据矩阵S为：
M为增量配电网规划方案数量，N为初始指标体系中二级指标的个数；
S402：计算评价指标体系的标准化样本数据矩阵的相关系数矩阵
利用增量配电网规划评价指标体系的标准化样本数据矩阵S，计算得到评价指标体系中N个评价指标的相关系数矩阵R，计算公式为：
R＝STS (5)
式中，ST表示评价指标体系的标准化样本数据矩阵S的转置；
S403：计算相关系数矩阵的特征值
将增量配电网规划评价指标体系中N个评价指标的相关系数矩阵R代入到特征方程|R-λiEn|＝0中，其中，En表示N×N维单位矩阵，符号丨丨表示取矩阵行列式运算符号；通过求解特征方程，得到N个特征值λ1≥λ2≥…λN≥0；
S404：求解相关系数矩阵的特征向量
将相关系数矩阵R和特征值λi，i＝1,2,…,N,代入方程Ra＝λia，求解得到特征值λi对应的特征向量ai，i＝1,2,…,N；
S405：计算增量配电网规划评价指标体系的主成分分量
根据相关系数矩阵的特征向量ai，i＝1,2,…,N，将增量配电网规划评价指标体系利用N个主成分来表示，第i主成分分量Yi的计算公式为：
Yi＝Sx Tai,i＝1,2,…N,x＝1,2,…,M (6)
式中，Sx＝[sx1,sx2,…,sxN]T，表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后评价指标的标准化样本数据向量，也是标准化样本数据矩阵S中第x行向量；Sx T表示向量Sx的转置。
进一步的，所述S105包括获取：
S501：计算主成分分量对评价指标体系的信息测度
第i主成分分量Yi在评价指标体系的信息含量称为第i主成分分量Yi对评价指标体系的信息测度C(Yi,A)，计算公式为：
式中，λi表示相关系数矩阵R的的第i个特征值；
S502：计算评价指标对主成分分量的信息测度
第v个增量配电网规划评价指标Av在第i主成分分量Yi中的信息含量称为第v个评价指标Av对第i主成分分量Yi的信息测度C(Av,Yi)，计算公式为：
式中，||ai||表示特征向量ai的幅值，avi表示特征向量ai的第v个元素值；
S503：计算评价指标对评价指标体系的信息测度
根据步骤S501和S502的计算结果，可以得到第v个增量配电网规划评价指标Av对整个评价指标体系的信息测度C(Av，A)，计算公式为：
进一步的，所述S106包括获取：
S601：基于信息测度的增量配电网评价指标排序
依据第v个评价指标Av对评价指标体系的信息测度C(Av，A)大小，采取降序排列方式，对评价指标Av重新进行排序，Ak为对应于信息测度大小排在第k位的评价指标，相应的信息测度为C(Ak，A)，k＝1,2,…,N；
S602：基于信息测度的增量配电网评价指标筛选
通过代数叠加的方式，计算得到各评价指标Ak的累计信息测度Ωk，计算公式如下式所示：
式中，C(Av，A)表示信息测度大小排在第v位的评价指标Av对应的信息测度；
S603：基于信息测度的增量配电网评价指标体系优化结果
根据累计信息测度的大小筛选保留评价指标，筛选依据如下式所示：
Ωk≥ξ(11)
式中，ξ表示筛选阈值，当评价指标的累计信息测度Ωk不小于ξ时，指标保留，否则指标剔除；
基于信息测度的增量配电网评价指标体系优化结果为(A1,A2,…,Ak)，其中，Ωk≥ξ且Ωk+1＜ξ；K表示筛选后的增量配电网评价指标体系中二级指标个数；
另外，对于筛选保留的增量配电网评价指标Av，其在指标体系中的权重系数为：
本发明提供的基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法，通过确定增量配电网规划评价指标体系的评价对象和评价目标；从可靠性、安全性、经济性和低碳环保性四个方面建立增量配电网规划评价指标体系；增量配电网规划评价指标数据的获取和标幺化处理；增量配电网规划评价指标体系的主成分分析；增量配电网规划评价指标的信息测度计算；基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系的优化筛选。本发明确定4个一级指标及下属的30个二级指标进行分析、测算和优化筛选，因此具有衡量方式全面、准确性较高等突出优点。
本发明能够优化得到一套全面、完善和高效的增量配电网规划评价指标体系，为科学、客观、可靠地评定增量配电网规划方案优劣提供了指标依据。
本发明能够全面、广泛的对增量配电网规划进行评估，能够有效帮助社会主体认识增量配电网建设带来的价值，引导市场主体和政府部门等积极引导、参与增量配电网的建设和改革。
与现有技术相比，本发明提供的基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法的优点：
(1)方法简单有效。
(2)衡量方式全面、准确性高。
(3)评价结果科学、客观、可靠。
附图说明
图1是本发明提供的基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法流程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，以下实施例对本发明的作进一步详细描述，以下实施例仅用于说明发明，但不用来限制本发明的范围。
一种基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法，包括以下步骤：
S101确定增量配电网规划评价指标体系的评价对象和评价目标；
S102从可靠性、安全性、经济性和低碳环保性四个方面建立增量配电网规划评价指标体系；
S103增量配电网规划评价指标数据的获取和标幺化处理；
S104增量配电网规划评价指标体系的主成分分析；
S105增量配电网规划评价指标的信息测度计算；
S106基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系的优化筛选。
进一步的，所述S101包括获取：评价对象为增量配电网规划方案，包括但不限于分布式电源的建设位置和容量、配电网线路的新建计划以及负荷规划方案；评价目标是衡量增量配电网规划方案在可靠性、安全性和经济性方面的优劣。
进一步的，所述S102包括以下步骤：
S201：确定增量配电网规划评价的一级指标集合
增量配电网规划评价的一级指标包含：增量配电网规划评价可靠性指标C1、增量配电网规划评价安全性指标C2、增量配电网规划评价经济性指标C3和增量配电网规划评价低碳环保性指标C4；
S202：确定增量配电网规划评价可靠性指标C1下属的二级指标集合
可靠性指标C1下属的二级指标包括：增量配电网平均停电频率A1、增量配电网平均停电持续时间A2、增量配电网供电可靠率A3、分布式电源接入点供电可靠率A4、变电站容载比A5、主变最大负载率A6、可转供电线路比例A7、变电站10kv出现间隔指标A8、分布式电源发电容量占比A9、可调节负荷容量占比A10；
S203：确定增量配电网规划评价安全性指标C2下属的二级指标集合
安全性指标C2下属的二级指标包含：增量配电网整体安全性系数A11、增量配电网停电风险指数A12、负荷节点电压偏差率A13、增量配电网关键节点电压合格率A14、增量配电网供电能力合格率A15、分布式电源供电能力合格率A16，分布式电源预测功率偏差率A17，需求响应负荷供电功率控制偏差A18；
S204：确定增量配电网规划评价经济性指标C3下属的二级指标集合
经济性指标C3下属的二级指标包括：配电网企业投资成本A19、配电网企业投资回收期A20、配电网网损率A21、分布式电源投资成本A22、分布式电源投资回收期A23、分布式电源平均弃电率A24、需求响应负荷的用户响应率A25、需求响应负荷用户用电成本变化率A26；
S205：确定增量配电网规划评价低碳环保性指标C4下属的二级指标集合
低碳环保性指标C4下属的二级指标包含：增量配电网二氧化碳减排量A27、增量配电网二氧化硫减排量A28、增量配电网氮氧化合物减排量A29、增量配电网标准煤节约量A30。
进一步的，所述S103包括以下步骤：
S301：获取增量配电网规划评价指标数据
选取M个不同的增量配电网规划方案作为评价对象，实施仿真计算，获得增量配电网规划评价指标体系的样本数据矩阵L，具体如下式所示：
上式中，lxy表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后得到的第v个评价指标Av的样本数值，x＝1,2,…,M；v＝1,2,…,N；M为增量配电网规划方案数量，N为初始指标体系中二级指标的个数；
S302：增量配电网规划评价指标的样本数据标幺化处理
为了消除各个规划评价指标在数量级和量纲上的差异，须对不同增量配电网规划方案下的评价指标样本数据lxy进行标幺化处理，具体如下式所示：
其中，表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后得到的第v个评价指标Av的样本数值标幺化处理结果；其中，表示取样本数据矩阵L中第v个评价指标Av的最小样本数据值，表示第v个评价指标Av的最大样本数据值。
进一步的，所述S104包括以下步骤：
S401：评价指标样本数据矩阵的标准化处理
为了对增量配电网规划评价指标体系进行主成分分析，在对评价指标样本数据标幺化处理基础上，继续对评价指标Av样本数据的标幺化结果进行标准化处理，计算公式为：
式中，Sxv表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后得到的第v个评价指标Av的标准化样本数值；
根据上述标公式，增量配电网规划评价指标体系的标准化样本数据矩阵S为：
M为增量配电网规划方案数量，N为初始指标体系中二级指标的个数；
S402：计算评价指标体系的标准化样本数据矩阵的相关系数矩阵
利用增量配电网规划评价指标体系的标准化样本数据矩阵S，计算得到评价指标体系中N个评价指标的相关系数矩阵R，计算公式为：
R＝STS (5)
式中，ST表示评价指标体系的标准化样本数据矩阵S的转置；
S403：计算相关系数矩阵的特征值
将增量配电网规划评价指标体系中N个评价指标的相关系数矩阵R代入到特征方程|R-λiEn|＝0中，其中，En表示N×N维单位矩阵，符号丨丨表示取矩阵行列式运算符号；通过求解特征方程，得到N个特征值λ1≥λ2≥…λN≥0；
S404：求解相关系数矩阵的特征向量
将相关系数矩阵R和特征值λi，i＝1,2,…,N,代入方程Ra＝λia，求解得到特征值λi对应的特征向量ai，i＝1,2,…,N；
S405：计算增量配电网规划评价指标体系的主成分分量
根据相关系数矩阵的特征向量ai，i＝1,2,…,N，将增量配电网规划评价指标体系利用N个主成分来表示，第i主成分分量Yi的计算公式为：
Yi＝Sx Tai,i＝1,2,…N,x＝1,2,…,M (6)
式中，Sx＝[sx1,sx2,…,sxN]T，表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后评价指标的标准化样本数据向量，也是标准化样本数据矩阵S中第x行向量；Sx T表示向量Sx的转置。
进一步的，所述S105包括获取：
S501：计算主成分分量对评价指标体系的信息测度
第i主成分分量Yi在评价指标体系的信息含量称为第i主成分分量Yi对评价指标体系的信息测度C(Yi,A)，计算公式为：
式中，λi表示相关系数矩阵R的的第i个特征值；
S502：计算评价指标对主成分分量的信息测度
第v个增量配电网规划评价指标Av在第i主成分分量Yi中的信息含量称为第v个评价指标Av对第i主成分分量Yi的信息测度C(Av,Yi)，计算公式为：
式中，||ai||表示特征向量ai的幅值，avi表示特征向量ai的第v个元素值；
S503：计算评价指标对评价指标体系的信息测度
根据步骤S501和S502的计算结果，可以得到第v个增量配电网规划评价指标Av对整个评价指标体系的信息测度C(Av，A)，计算公式为：
进一步的，所述S106包括获取：
S601：基于信息测度的增量配电网评价指标排序
依据第v个评价指标Av对评价指标体系的信息测度C(Av，A)大小，采取降序排列方式，对评价指标Av重新进行排序，Ak为对应于信息测度大小排在第k位的评价指标，相应的信息测度为C(Ak，A)，k＝1,2,…,N；
S602：基于信息测度的增量配电网评价指标筛选
通过代数叠加的方式，计算得到各评价指标Ak的累计信息测度Ωk，计算公式如下式所示：
式中，C(Av，A)表示信息测度大小排在第v位的评价指标Av对应的信息测度；
S603：基于信息测度的增量配电网评价指标体系优化结果
根据累计信息测度的大小筛选保留评价指标，筛选依据如下式所示：
Ωk≥ξ (11)
式中，ξ表示筛选阈值，当评价指标的累计信息测度Ωk不小于ξ时，指标保留，否则指标剔除；
基于信息测度的增量配电网评价指标体系优化结果为(A1,A2,…,Ak)，其中，Ωk≥ξ且Ωk+1＜ξ；K表示筛选后的增量配电网评价指标体系中二级指标个数；
另外，对于筛选保留的增量配电网评价指标Av，其在指标体系中的权重系数为：
本发明明确定的4个一级指标及下属的30个二级指标如表A所示。
表A增量配电网规划评价指标
实施例1
结合图1所示，一种基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法，包括以下步骤：
S101确定增量配电网规划评价指标体系的评价对象和评价目标；
S102从可靠性、安全性、经济性和低碳环保性四个方面建立增量配电网规划评价指标体系；
S103增量配电网规划评价指标数据的获取和标幺化处理；
S104增量配电网规划评价指标体系的主成分分析；
S105增量配电网规划评价指标的信息测度计算；
S106基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系的优化筛选。
进一步的，所述S101包括获取：评价对象为增量配电网规划方案，包括但不限于分布式电源的建设位置和容量、配电网线路的新建计划以及负荷规划方案；评价目标是衡量增量配电网规划方案在可靠性、安全性和经济性方面的优劣。
进一步的，所述S102包括以下步骤：
S201：确定增量配电网规划评价的一级指标集合
增量配电网规划评价的一级指标包含：增量配电网规划评价可靠性指标C1、增量配电网规划评价安全性指标C2、增量配电网规划评价经济性指标C3和增量配电网规划评价低碳环保性指标C4；
S202：确定增量配电网规划评价可靠性指标C1下属的二级指标集合
可靠性指标C1下属的二级指标包括：增量配电网平均停电频率A1、增量配电网平均停电持续时间A2、增量配电网供电可靠率A3、分布式电源接入点供电可靠率A4、变电站容载比A5、主变最大负载率A6、可转供电线路比例A7、变电站10kv出现间隔指标A8、分布式电源发电容量占比A9、可调节负荷容量占比A10；
S203：确定增量配电网规划评价安全性指标C2下属的二级指标集合
安全性指标C2下属的二级指标包含：增量配电网整体安全性系数A11、增量配电网停电风险指数A12、负荷节点电压偏差率A13、增量配电网关键节点电压合格率A14、增量配电网供电能力合格率A15、分布式电源供电能力合格率A16，分布式电源预测功率偏差率A17，需求响应负荷供电功率控制偏差A18；
S204：确定增量配电网规划评价经济性指标C3下属的二级指标集合
经济性指标C3下属的二级指标包括：配电网企业投资成本A19、配电网企业投资回收期A20、配电网网损率A21、分布式电源投资成本A22、分布式电源投资回收期A23、分布式电源平均弃电率A24、需求响应负荷的用户响应率A25、需求响应负荷用户用电成本变化率A26；
S205：确定增量配电网规划评价低碳环保性指标C4下属的二级指标集合
低碳环保性指标C4下属的二级指标包含：增量配电网二氧化碳减排量A27、增量配电网二氧化硫减排量A28、增量配电网氮氧化合物减排量A29、增量配电网标准煤节约量A30。
进一步的，所述S103包括以下步骤：
S301：获取增量配电网规划评价指标数据
选取M个不同的增量配电网规划方案作为评价对象，实施仿真计算，获得增量配电网规划评价指标体系的样本数据矩阵L，具体如下式所示：
上式中，lxy表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后得到的第v个评价指标Av的样本数值，x＝1,2,…,M；v＝1,2,…,N；M为增量配电网规划方案数量，N为初始指标体系中二级指标的个数；
S302：增量配电网规划评价指标的样本数据标幺化处理
为了消除各个规划评价指标在数量级和量纲上的差异，须对不同增量配电网规划方案下的评价指标样本数据lxy进行标幺化处理，具体如下式所示：
其中，表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后得到的第v个评价指标Av的样本数值标幺化处理结果；其中，表示取样本数据矩阵L中第v个评价指标Av的最小样本数据值，表示第v个评价指标Av的最大样本数据值。
进一步的，所述S104包括以下步骤：
S401：评价指标样本数据矩阵的标准化处理
为了对增量配电网规划评价指标体系进行主成分分析，在对评价指标样本数据标幺化处理基础上，继续对评价指标Av样本数据的标幺化结果进行标准化处理，计算公式为：
式中，Sxv表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后得到的第v个评价指标Av的标准化样本数值；
根据上述标公式，增量配电网规划评价指标体系的标准化样本数据矩阵S为：
M为增量配电网规划方案数量，N为初始指标体系中二级指标的个数；
S402：计算评价指标体系的标准化样本数据矩阵的相关系数矩阵
利用增量配电网规划评价指标体系的标准化样本数据矩阵S，计算得到评价指标体系中N个评价指标的相关系数矩阵R，计算公式为：
R＝STS (5)
式中，ST表示评价指标体系的标准化样本数据矩阵S的转置；
S403：计算相关系数矩阵的特征值
将增量配电网规划评价指标体系中N个评价指标的相关系数矩阵R代入到特征方程|R-λiEn|＝0中，其中，En表示N×N维单位矩阵，符号丨丨表示取矩阵行列式运算符号；通过求解特征方程，得到N个特征值λ1≥λ2≥…λN≥0；
S404：求解相关系数矩阵的特征向量
将相关系数矩阵R和特征值λi，i＝1,2,…,N,代入方程Ra＝λia，求解得到特征值λi对应的特征向量ai，i＝1,2,…,N；
S405：计算增量配电网规划评价指标体系的主成分分量
根据相关系数矩阵的特征向量ai，i＝1,2,…,N，将增量配电网规划评价指标体系利用N个主成分来表示，第i主成分分量Yi的计算公式为：
Yi＝Sx Tai,i＝1,2,…N,x＝1,2,…,M (6)
式中，Sx＝[sx1,sx2,…,sxN]T，表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后评价指标的标准化样本数据向量，也是标准化样本数据矩阵S中第x行向量；Sx T表示向量Sx的转置。
进一步的，所述S105包括获取：
S501：计算主成分分量对评价指标体系的信息测度
第i主成分分量Yi在评价指标体系的信息含量称为第i主成分分量Yi对评价指标体系的信息测度C(Yi,A)，计算公式为：
式中，λi表示相关系数矩阵R的的第i个特征值；
S502：计算评价指标对主成分分量的信息测度
第v个增量配电网规划评价指标Av在第i主成分分量Yi中的信息含量称为第v个评价指标Av对第i主成分分量Yi的信息测度C(Av,Yi)，计算公式为：
式中，||ai||表示特征向量ai的幅值，avi表示特征向量ai的第v个元素值；
S503：计算评价指标对评价指标体系的信息测度
根据步骤S501和S502的计算结果，可以得到第v个增量配电网规划评价指标Av对整个评价指标体系的信息测度C(Av，A)，计算公式为：
进一步的，所述S106包括获取：
S601：基于信息测度的增量配电网评价指标排序
依据第v个评价指标Av对评价指标体系的信息测度C(Av，A)大小，采取降序排列方式，对评价指标Av重新进行排序，Ak为对应于信息测度大小排在第k位的评价指标，相应的信息测度为C(Ak，A)，k＝1,2,…,N；
S602：基于信息测度的增量配电网评价指标筛选
通过代数叠加的方式，计算得到各评价指标Ak的累计信息测度Ωk，计算公式如下式所示：
式中，C(Av，A)表示信息测度大小排在第v位的评价指标Av对应的信息测度；
S603：基于信息测度的增量配电网评价指标体系优化结果
根据累计信息测度的大小筛选保留评价指标，筛选依据如下式所示：
Ωk≥ξ (11)
式中，ξ表示筛选阈值，当评价指标的累计信息测度Ωk不小于ξ时，指标保留，否则指标剔除；
基于信息测度的增量配电网评价指标体系优化结果为(A1,A2,…,Ak)，其中，Ωk≥ξ且Ωk+1＜ξ；K表示筛选后的增量配电网评价指标体系中二级指标个数；
另外，对于筛选保留的增量配电网评价指标Av，其在指标体系中的权重系数为：
实施例2
结合图1所示，以增量配电网规划方案为例，对所提方法进行说明，本发明提供的基于场景法的增量配电网多目标优化调度模型包括：
(1)选取50个不同的增量配电网规划方案作为评价对象，实施仿真计算，获得增量配电网规划评价指标体系的样本数据矩阵L50×30；为了消除各个规划评价指标在数量级和量纲上的差异，对不同增量配电网规划方案下的评价指标样本数据进行标幺化处理；
(2)为了对增量配电网规划评价指标体系进行主成分分析，在对评价指标样本数据标幺化处理基础上，继续进行标准化处理，得到增量配电网规划评价指标体系的标准化样本数据矩阵S；进而计算得到评价指标体系中30个评价指标的相关系数矩阵R30×30；在此基础上，将增量配电网规划评价指标体系中30个评价指标的相关系数矩阵R代入到特征方程|R-λiEn|＝0中，得到30个特征值如下表所示：
表1增量配电网规划评价指标体系相关系数矩阵R的特征值
特征值(1-6) 0.905792 0.445586 0.05395 0.869292 0.296321 0.43887
特征值(7-12) 0.653757 0.432392 0.5612 0.638531 0.001151 0.841929
特征值(13-18) 0.149997 0.748706 0.581446 0.57371 0.359635 0.109154
特征值(19-24) 0.234827 0.768958 0.170432 0.212163 0.81454 0.383306
特征值(25-30) 0.602638 0.09909 0.694743 0.083874 0.64681 0.417047
在此基础上，将相关系数矩阵R和特征值λi,i＝1,2,…,30代入方程Ra＝λia，求解得到特征值λi对应的特征向量ai,i＝1,2,…,30；例如，λ1＝0.905792时，特征向量a1为(0.1576,0.4984,0.1622,0.0760,0.9294,0.1174,0.0305,0.3993,0.644,0.9686,0.1759,0.1192,0.7363,0.4952,0.5523,
0.8589,0.9121,0.5261,0.7894,0.3158,0.1544,0.1536,0.6312,0.9861,0.3545,0.9064,0.2815,0.1522,0.0216,0.9137)；最后，根据相关系数矩阵的特征向量ai,i＝1,2,…,30，将增量配电网规划评价指标体系利用30个主成分来表示。
(3)首先，计算主成分分量对评价指标体系的信息测度，如表2所示；其次，计算评价指标对主成分分量的信息测度，如表3所示；最后计算评价指标对评价指标体系的信息测度，如表4所示。
表2主成分分量对评价指标体系的信息测度
信息测度(1-6) 0.0554 0.0155 0.0115 0.0166 0.0309 0.0352
信息测度(7-12) 0.0627 0.0435 0.0334 0.0423 0.0236 0.0443
信息测度(13-18) 0.0306 0.0038 0.0251 0.0276 0.0389 0.0199
信息测度(19-24) 0.0535 0.0090 0.0603 0.0025 0.0452 0.0556
信息测度(25-30) 0.0315 0.0038 0.0409 0.0065 0.0679 0.0623
表3评价指标对主成分分量的信息测度
信息测度(1-6) 0.0549 0.0484 0.0477 0.0654 0.0566 0.0020
信息测度(7-12) 0.0558 0.0682 0.0266 0.0185 0.0168 0.0499
信息测度(13-18) 0.0187 0.0483 0.0085 0.0209 0.0093 0.0043
信息测度(19-24) 0.0159 0.0454 0.0368 0.0364 0.0017 0.0013
信息测度(25-30) 0.0214 0.0562 0.0313 0.0237 0.0414 0.0528
表4评价指标对评价指标体系的信息测度
信息测度(1-6) 0.0588 0.0096 0.0159 0.0623 0.0562 0.0401
信息测度(7-12) 0.0614 0.0137 0.0427 0.0365 0.0131 0.0073
信息测度(13-18) 0.0615 0.0685 0.0030 0.0449 0.0168 0.0513
信息测度(19-24) 0.0542 0.0438 0.0207 0.0288 0.0257 0.0613
信息测度(25-30) 0.0007 0.0270 0.0195 0.0475 0.0505 0.0460
(4)依据第v个评价指标Av对评价指标体系的信息测度C(Av,A)大小，采取降序排列方式，对评价指标Av重新进行排序，Ak为对应于信息测度大小排在第k位的评价指标，相应的信息测度为C(Ak,A)，k＝1,2,…,30；并且通过代数叠加的方式，计算得到各评价指标Ak的累计信息测度Ωk，计算结果如下表5所示：最后，根据累计信息测度的大小筛选保留评价指标，取筛选阈值ξ＝0.85，当评价指标的累计信息测度Ωk不小于0.85时，指标保留，否则指标剔除；筛选后的增量配电网评价指标体系中二级指标及其相应权重系数如表6所示。
表5基于信息测度的增量配电网规划评价指标排序结果
表6基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系的优化结果
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种变换，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和步骤，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (3)

1.基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
S101确定增量配电网规划评价指标体系的评价对象和评价目标；
S102从可靠性、安全性、经济性和低碳环保性四个方面建立增量配电网规划评价指标体系；
S103增量配电网规划评价指标数据的获取和标幺化处理；
S104基于标准化样本数据矩阵的相关系数矩阵及其特征值和特征向量，对增量配电网规划评价指标体系进行主成分分析；
S105通过分别计算主成分分量对评价指标体系、评价指标对主成分分量的信息测度，综合得到增量配电网规划评价指标的信息测度；
S106基于增量配电网规划评价指标的信息测度，对增量配电网评价指标进行排序、筛选，得到增量配电网评价指标体系优化结果；
所述S103包括以下步骤：
S301：获取增量配电网规划评价指标数据
选取M个不同的增量配电网规划方案作为评价对象，实施仿真计算，获得增量配电网规划评价指标体系的样本数据矩阵L，具体如下式所示：
上式中，lxy表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后得到的第v个评价指标Av的样本数值，x＝1,2,…,M；v＝1,2,…,N；M为增量配电网规划方案数量，N为初始指标体系中二级指标的个数；
S302：增量配电网规划评价指标的样本数据标幺化处理
为了消除各个规划评价指标在数量级和量纲上的差异，须对不同增量配电网规划方案下的评价指标样本数据lxy进行标幺化处理，具体如下式所示：
其中，表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后得到的第v个评价指标Av的样本数值标幺化处理结果；其中，表示取样本数据矩阵L中第v个评价指标Av的最小样本数据值，表示第v个评价指标Av的最大样本数据值；
所述S104包括以下步骤：
S401：评价指标样本数据矩阵的标准化处理
为了对增量配电网规划评价指标体系进行主成分分析，在对评价指标样本数据标幺化处理基础上，继续对评价指标Av样本数据的标幺化结果进行标准化处理，计算公式为：
式中，Sxv表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后得到的第v个评价指标Av的标准化样本数值；
根据上述计算公式，增量配电网规划评价指标体系的标准化样本数据矩阵S为：
M为增量配电网规划方案数量，N为初始指标体系中二级指标的个数；
S402：计算评价指标体系的标准化样本数据矩阵的相关系数矩阵
利用增量配电网规划评价指标体系的标准化样本数据矩阵S，计算得到评价指标体系中N个评价指标的相关系数矩阵R，计算公式为：
R＝STS (5)
式中，ST表示评价指标体系的标准化样本数据矩阵S的转置；
S403：计算相关系数矩阵的特征值
将增量配电网规划评价指标体系中N个评价指标的相关系数矩阵R代入到特征方程|R-λiEn|＝0中，其中，En表示N×N维单位矩阵，符号丨丨表示取矩阵行列式运算符号；通过求解特征方程，得到N个特征值λ1≥λ2≥…λN≥0；
S404：求解相关系数矩阵的特征向量
将相关系数矩阵R和特征值λi，i＝1,2,…,N,代入方程Ra＝λia，求解得到特征值λi对应的特征向量ai，i＝1,2,…,N；
S405：计算增量配电网规划评价指标体系的主成分分量
根据相关系数矩阵的特征向量ai，i＝1,2,…,N，将增量配电网规划评价指标体系利用N个主成分来表示，第i主成分分量Yi的计算公式为：
Yi＝Sx Tai,i＝1,2,…N,x＝1,2,…,M (6)
式中，Sx＝[sx1,sx2,…,sxN]T，表示第x个增量配电网规划方案仿真计算后评价指标的标准化样本数据向量，也是标准化样本数据矩阵S中第x行向量；Sx T表示向量Sx的转置；
所述S105包括获取：
S501：计算主成分分量对评价指标体系的信息测度
第i主成分分量Yi在评价指标体系的信息含量称为第i主成分分量Yi对评价指标体系的信息测度C(Yi,A)，计算公式为：
式中，λi表示相关系数矩阵R的第i个特征值；
S502：计算评价指标对主成分分量的信息测度
第v个增量配电网规划评价指标Av在第i主成分分量Yi中的信息含量称为第v个评价指标Av对第i主成分分量Yi的信息测度C(Av,Yi)，计算公式为：
式中，||ai||表示特征向量ai的幅值，avi表示特征向量ai的第v个元素值；
S503：计算评价指标对评价指标体系的信息测度
根据步骤S501和S502的计算结果，可以得到第v个增量配电网规划评价指标Av对整个评价指标体系的信息测度C(Av，A)，计算公式为：
所述S106包括获取：
S601：基于信息测度的增量配电网评价指标排序
依据第v个评价指标Av对评价指标体系的信息测度C(Av，A)大小，采取降序排列方式，对评价指标Av重新进行排序，Ak为对应于信息测度大小排在第k位的评价指标，相应的信息测度为C(Ak，A)，k＝1,2,…,N；
S602：基于信息测度的增量配电网评价指标筛选
通过代数叠加的方式，计算得到各评价指标Ak的累计信息测度Ωk，计算公式如下式所示：
式中，C(Av，A)表示信息测度大小排在第v位的评价指标Av对应的信息测度；
S603：基于信息测度的增量配电网评价指标体系优化结果
根据累计信息测度的大小筛选保留评价指标，筛选依据如下式所示：
式中，ξ表示筛选阈值，当评价指标的累计信息测度Ωk不小于ξ时，指标保留，否则指标剔除；
基于信息测度的增量配电网评价指标体系优化结果为(A1,A2,…,Ak)，其中，Ωk≥ξ且Ωk+1＜ξ；K表示筛选后的增量配电网评价指标体系中二级指标个数；
另外，对于筛选保留的增量配电网评价指标Av，其在指标体系中的权重系数为：
2.根据权利要求1所述的基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法，其特征在于，所述S101包括获取：评价对象为增量配电网规划方案，包括分布式电源的建设位置和容量、配电网线路的新建计划以及负荷规划方案；评价目标是衡量增量配电网规划方案在可靠性、安全性和经济性方面的优劣。
3.根据权利要求1所述的基于信息测度的增量配电网规划评价指标体系优化方法，其特征在于，所述S102包括以下步骤：
S201：确定增量配电网规划评价的一级指标集合
增量配电网规划评价的一级指标包含：增量配电网规划评价可靠性指标C1、增量配电网规划评价安全性指标C2、增量配电网规划评价经济性指标C3和增量配电网规划评价低碳环保性指标C4；
S202：确定增量配电网规划评价可靠性指标C1下属的二级指标集合
可靠性指标C1下属的二级指标包括：增量配电网平均停电频率A1、增量配电网平均停电持续时间A2、增量配电网供电可靠率A3、分布式电源接入点供电可靠率A4、变电站容载比A5、主变最大负载率A6、可转供电线路比例A7、变电站10kv出现间隔指标A8、分布式电源发电容量占比A9、可调节负荷容量占比A10；
S203：确定增量配电网规划评价安全性指标C2下属的二级指标集合
安全性指标C2下属的二级指标包含：增量配电网整体安全性系数A11、增量配电网停电风险指数A12、负荷节点电压偏差率A13、增量配电网关键节点电压合格率A14、增量配电网供电能力合格率A15、分布式电源供电能力合格率A16，分布式电源预测功率偏差率A17，需求响应负荷供电功率控制偏差A18；
S204：确定增量配电网规划评价经济性指标C3下属的二级指标集合
经济性指标C3下属的二级指标包括：配电网企业投资成本A19、配电网企业投资回收期A20、配电网网损率A21、分布式电源投资成本A22、分布式电源投资回收期A23、分布式电源平均弃电率A24、需求响应负荷的用户响应率A25、需求响应负荷用户用电成本变化率A26；
S205：确定增量配电网规划评价低碳环保性指标C4下属的二级指标集合
低碳环保性指标C4下属的二级指标包含：增量配电网二氧化碳减排量A27、增量配电网二氧化硫减排量A28、增量配电网氮氧化合物减排量A29、增量配电网标准煤节约量A30。
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