CN113033886B - 一种配电网规划建设评估方法 - Google Patents

Abstract

一种配电网规划建设评估方法。提供了一种基于模糊层次分析和CRITIC赋权法组合的、主客观综合赋权的配电网建设评估方法。包括以下步骤：步骤一：根据配电网建设方案，将评估方向分解为包括若干指标的指标体系；步骤二：对各指标赋予基于模糊层次分析法的静态主观权重；步骤三：对各指标赋予基于CRITIC赋权法的动态客观权重；步骤四：采用最优变权法进行配电网建设方案评估。本发明中的模糊判断矩阵，通过行列和的差值对指标进行模糊化处理，减少了模糊判断的中间环节，设计合理，有利于计算的快捷实现。

Description

一种配电网规划建设评估方法

技术领域

本发明涉及电力系统分析技术领域，具体涉及一种配电网规划建设评估方法。

背景技术

随着经济的快速发展和科技的不断进步，电力资源已经成为人们日常生活和生产必不可少的能源之一。我国的配电网系统建设规模越来越大，在建设配电网系统时，必须对不同的配电网建设方案进行效果评估。

现有技术中为构建完善的配电网评估体系，通常采用专家意见进行主观评分法或者采用电网数据进行客观权重赋值法；而这两种评估方法均存在缺陷，前者会因专家的技术能力和个人偏好原因出现偏差；后者会流于机械、无法体现电网发展的侧重点，导致评估方向的关键缺失。

因此，如何全面、科学地对配电网建设效果进行评估，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种基于模糊层次分析和CRITIC赋权法组合的、主客观综合赋权的配电网建设评估方法。

本发明的技术方案为：

一种配电网规划建设评估方法，包括以下步骤：

步骤一：根据配电网建设方案，将评估方向分解为包括若干指标的指标体系；

步骤二：对各指标赋予基于模糊层次分析法的静态主观权重；

步骤三：对各指标赋予基于CRITIC赋权法的动态客观权重；

步骤四：采用最优变权法进行配电网建设方案评估。

所述步骤二包括以下步骤：

1)建立模糊判断矩阵B＝[b_ij]_n×n；

2)建立模糊一致性判断矩阵B_C；

3)建立初始指标排序向量C₍₀₎；

将矩阵B_C转换为互反矩阵B'_C：

C₍₀₎＝[c₁,c₂,……,c_n]^T (3)

4)确定指标的权重排序向量C_(k)；

将初始指标排序向量C₍₀₎作为初值进行迭代以求取精度更高的指标排序向量，

C_(k+1)＝B'_c·C_(k) (5)

设置目标精度ε₁，C_(k)精度满足||C_(k)||-||C_(k-1)||≤ε₁，将满足该精度的C_(k)作为第k个指标的指标排序向量；

其中，b_ij表示矩阵B中第i行第j列的元素，n表示指标体系中每级的指标个数，b_c,ji为矩阵B_c中第j行第i列的元素，b_i和b_j分别表示矩阵B中第i行和第j行的元素之和，b′_c，ij为矩阵B′_c中第i行第j列的元素，c_j表示第j个指标的静态主观权重。

所述步骤三包括以下步骤：

1)对指标参数作归一化处理；

2)计算指标x_i的客观权重；

式中，x_i表示指标体系中第i个指标，q表示评价对象个数，p表示指标体系的指标个数，x'_ik和x_ik分别为第k个评价对象中x_i的归一化参数值和实际测量值，σ_i为指标x_i的标准差，x'_iave和x'_jave分别为指标x_i和x_j在所有评价对象中第i个指标与第j个指标归一化参数的平均值；r_ij为指标x_i和x_j的相关系数，w'(i)为基于CRITIC赋权法确定的指标x_i的动态客观权重。

所述步骤四中，针对指标x_i，其最优变权的计算公式如下：

式中，c_i和w'(i)分别为指标x_i的静态主观权重和动态客观权重；c_j和w'(j)分别为指标x_j的静态主观权重和动态客观权重；β为与指标体系同一类别的指标总数，W(i)为指标x_i的最优变权。

所述指标体系包括两级指标，其中，一级指标包括高可靠子指标体系、高互动子指标体系、高弹性子指标体系和高效能子指标体系；

所述高可靠子指标体系包括二级指标：供电可靠率、年户均平均停电时间、综合电压合格率、信息通信系统安全运行指数、配电网不停电作业指数；

所述高互动子指标体系包括二级指标：智能用电居民用户占比、用户参与调峰容量占比、储能参与调峰电量占比、分布式电源参与电网调节比、电动汽车需求侧管理参与率、智能互动增值服务应用占比、用户接入交易平台比例；

所述高弹性子指标体系包括二级指标：可靠性限制下重要负荷恢复占比、抗灾设备占比、跨区负荷转供能力、储能容量规模、柔性开关占比、柔性变电站占比；

所述高效能子指标体系包括二级指标：电网运行效率、综合线损率、单位容量供电量、微网能源利用率、单位资产供电量、万元产值综合电耗。

本发明的一种配电网规划建设评估方法，采用了主客观并重的配电网评价方式，既消除了传统模糊层次分析法评价过于主观的缺陷，又在CRITIC赋权法客观评价的基础上增加主观因素、使之有所侧重，通过主观客观因素的高效整合，使得配电网建设的方案的评价更为全面、科学和合理，符合配电网稳健发展的目标趋势。

本发明中的模糊判断矩阵，通过行列和的差值对指标进行模糊化处理，减少了模糊判断的中间环节，设计合理，有利于计算的快捷实现。

具体实施方式

以下结合5个配电网方案，案例数据参见表3，进一步说明本发明。

本发明的一种配电网规划建设评估方法，包括以下步骤：

步骤一：根据配电网建设方案，将评估方向分解为包括若干指标的指标体系；参见表1，指标体系包括两级指标，其中，一级指标为4个，包括高可靠子指标体系、高互动子指标体系、高弹性子指标体系和高效能子指标体系；

高可靠子指标体系包括5个二级指标：供电可靠率、年户均平均停电时间、综合电压合格率、信息通信系统安全运行指数、配电网不停电作业指数；

高互动子指标体系包括7个二级指标：智能用电居民用户占比、用户参与调峰容量占比、储能参与调峰电量占比、分布式电源参与电网调节比、电动汽车需求侧管理参与率、智能互动增值服务应用占比、用户接入交易平台比例；

高弹性子指标体系包括6个二级指标：可靠性限制下重要负荷恢复占比、抗灾设备占比、跨区负荷转供能力、储能容量规模、柔性开关占比、柔性变电站占比；

高效能子指标体系包括6个二级指标：电网运行效率、综合线损率、单位容量供电量、微网能源利用率、单位资产供电量、万元产值综合电耗；

步骤二：对各指标赋予基于模糊层次分析法的静态主观权重；

包括以下步骤：

1)建立模糊判断矩阵B＝[b_ij]_n×n；

采用多位专家评分，建立两级指标的模糊判断矩阵，以a1二级指标的模糊判断矩阵举例，参见表4：

2)建立模糊一致性判断矩阵B_C；

通过公式(1)，得到

3)建立初始指标排序向量C₍₀₎；

将矩阵B_C转换为互反矩阵B'_C：

C₍₀₎＝[c₁,c₂,……,c_n]^T (3)

通过公式(2-4)，得到初始指标排序向量C₍₀₎；

其中，一级指标的初始排序向量为C_(a0)＝{0.2 0.3 0.4 0.1}

二级指标的初始排序向量为C_(c10)＝{0.2 0.3 0.2 0.2 0.1}

C_(c20)＝{0.1 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1}

C_(c30)＝{0.1 0.2 0.2 0.2 0.1 0.2}

C_(c40)＝{0.2 0.2 0.1 0.1 0.2 0.2}

综合的初始指标排序向量为C_(b0)＝{0.2 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0.2 0.2 0.20.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.1 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.2 0.2}

4)确定指标的权重排序向量C_(k)；

将初始指标排序向量C₍₀₎作为初值进行迭代以求取精度更高的指标排序向量，

C_(k+1)＝B'_c·C_(k) (5)

设置目标精度ε₁，C_(k)精度满足||C_(k)||-||C_(k-1)||≤ε₁，将满足该精度的C_(k)作为第k个指标的指标排序向量；ε₁取0.5，得到

C(k)＝{0.04 0.06 0.04 0.04 0.02 0.03 0.06 0.06 0.06 0.03 0.03 0.030.04 0.08 0.08 0.08 0.04 0.08 0.02 0.02 0.01 0.01 0.02 0.02}

其中，b_ij表示矩阵B中第i行第j列的元素，n表示指标体系中每级的指标个数，b_c,ji为矩阵B_c中第j行第i列的元素，b_i和b_j分别表示矩阵B中第i行和第j行的元素之和，b′_c，ij为矩阵B′_c中第i行第j列的元素，c_j表示第j个指标的静态主观权重。

步骤三：对各指标赋予基于CRITIC赋权法的动态客观权重；

包括以下步骤：

1)对指标参数作归一化处理，参见表2，列为各个指标x_i，行为各个评价对象即5个不同的配电网方案；

2)计算指标x_i的客观权重；

式中，x_i表示指标体系中第i个指标，q表示评价对象个数，p表示指标体系的指标个数，x'_ik和x_ik分别为第k个评价对象中x_i的归一化参数值和实际测量值，σ_i为指标x_i的标准差，x'_iave和x'_jave分别为指标x_i和x_j在所有评价对象中第i个指标与第j个指标归一化参数的平均值；r_ij为指标x_i和x_j的相关系数，w'(i)为基于CRITIC赋权法确定的指标x_i的动态客观权重；通过公式(7)，得到

w’(i)＝[0.03 0.05 0.06 0.04 0.02 0.04 0.04 0.05 0.03 0.03 0.03 0.050.01 0.03 0.03 0.04 0.03 0.03 0.09 0.10 0.09 0.09 0.03 0.02]

步骤四：采用最优变权法进行配电网建设方案评估；针对指标x_i，其最优变权的计算公式如下：

式中，c_i和w'(i)分别为指标x_i的静态主观权重和动态客观权重；c_j和w'(j)分别为指标x_j的静态主观权重和动态客观权重；β为与指标体系同一类别的指标总数，W(i)为指标x_i的最优变权，通过公式(8)，得到W(i)＝[0.14 0.35 0.29 0.18 0.04 0.10 0.20 0.240.16 0.09 0.08 0.13 0.03 0.19 0.23 0.25 0.09 0.20 0.27 0.31 0.13 0.14 0.080.07]

计算出各方案的指标计算评分为：1号案例，1.32分；2号案例，0.40分，3号案例，0.46分；4号案例，0.59分；5号案例，0.60分。由评分结果可知，1号案例的配电网建设方案为最佳。

表1配电网建设评估的指标体系

表2评价对象归一化数据

表3各个实施案例数据

表4 a1二级指标的模糊判断矩阵

对于本案所公开的内容，还有以下几点需要说明：

(1)、本案的实施方式为本案技术方案的示例，其他变通方案亦归属本案保护范围；

(2)、在不冲突的情况下，本案所公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例；

以上，仅为本案所公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本领域技术人员根据本案所公开的内容，对其中某些技术特征作出的变换均应在本案保护范围内。

Claims (4)

1.一种配电网规划建设评估方法，包括以下步骤：

步骤一：根据配电网建设方案，将评估方向分解为包括若干指标的指标体系；

其特征在于，

步骤二：对各指标赋予基于模糊层次分析法的静态主观权重；

步骤三：对各指标赋予基于CRITIC赋权法的动态客观权重；

步骤四：采用最优变权法进行配电网建设方案评估；

所述步骤二包括以下步骤：

1)建立模糊判断矩阵B＝[b_ij]_n×n；

2)建立模糊一致性判断矩阵B_C；

3)建立初始指标排序向量C₍₀₎；

将矩阵B_C转换为互反矩阵B'_C：

C₍₀₎＝[c₁,c₂,……,c_n]^T (3)

4)确定指标的权重排序向量C_(k)；

将初始指标排序向量C₍₀₎作为初值进行迭代以求取精度更高的指标排序向量，

C_(k+1)＝B′_c·C_(k) (5)

设置目标精度ε₁，C_(k)精度满足||C_(k)||-||C_(k-1)||≤ε₁，将满足该精度的C_(k)作为第k个指标的指标排序向量；

其中，b_ij表示矩阵B中第i行第j列的元素，n表示指标体系中每级的指标个数，b_c,ji为矩阵B_c中第j行第i列的元素，b_i和b_j分别表示矩阵B中第i行和第j行的元素之和，b′_c，ij为矩阵B′_c中第i行第j列的元素，c_j表示第j个指标的静态主观权重。

2.根据权利要求1所述的一种配电网规划建设评估方法，其特征在于，所述步骤三包括以下步骤：

1)对指标参数作归一化处理；

2)计算指标x_i的客观权重；

式中，x_i表示指标体系中第i个指标，q表示评价对象个数，p表示指标体系的指标个数，x′_ik和x_ik分别为第k个评价对象中x_i的归一化参数值和实际测量值，σ_i为指标x_i的标准差，x′_iave和x′_jave分别为指标x_i和x_j在所有评价对象中第i个指标与第j个指标归一化参数的平均值；r_ij为指标x_i和x_j的相关系数，w'(i)为基于CRITIC赋权法确定的指标x_i的动态客观权重。

3.根据权利要求2所述的一种配电网规划建设评估方法，其特征在于，所述步骤四中，针对指标x_i，其最优变权的计算公式如下：

式中，c_i和w'(i)分别为指标x_i的静态主观权重和动态客观权重；c_j和w'(j)分别为指标x_j的静态主观权重和动态客观权重；β为与指标体系同一类别的指标总数，W(i)为指标x_i的最优变权。

4.根据权利要求1-3中任一所述的一种配电网规划建设评估方法，其特征在于，所述指标体系包括两级指标，其中，一级指标包括高可靠子指标体系、高互动子指标体系、高弹性子指标体系和高效能子指标体系；

所述高可靠子指标体系包括二级指标：供电可靠率、年户均平均停电时间、综合电压合格率、信息通信系统安全运行指数、配电网不停电作业指数；

所述高互动子指标体系包括二级指标：智能用电居民用户占比、用户参与调峰容量占比、储能参与调峰电量占比、分布式电源参与电网调节比、电动汽车需求侧管理参与率、智能互动增值服务应用占比、用户接入交易平台比例；

所述高弹性子指标体系包括二级指标：可靠性限制下重要负荷恢复占比、抗灾设备占比、跨区负荷转供能力、储能容量规模、柔性开关占比、柔性变电站占比；

所述高效能子指标体系包括二级指标：电网运行效率、综合线损率、单位容量供电量、微网能源利用率、单位资产供电量、万元产值综合电耗。