CN114519482A - 一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价方法和系统 - Google Patents

一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价方法及系统，包括：采用改进层次分析法计算预先构建的变速抽水蓄能机组功率调节能力评价指标体系中各层指标的指标权重；基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值，计算所述底层指标对应的隶属度矩阵；基于所述各层指标的指标权重和所述底层指标对应的隶属度矩阵，对变速抽水蓄能机组功率调节能力进行评价；所述改进层次分析法采用拟优一致性矩阵确定各层指标的指标权重，采用本发明的方法可以实现对变速抽水蓄能机组的功率调节能力的评估，同时在层次分析法中引入拟优一致性矩阵确定各层指标的指标权重，不需要进行一致性检验，进而极大地简化了的计算流程。

Description

一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价方法和系统
技术领域
本发明属于机电控制技术领域，具体涉及一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价方法和系统。
背景技术
目前，逐渐建立起包含大规模光伏、风电等新能源在内的清洁、低碳、高效的电网系统，在缓解能源短缺、环境污染问题的同时，由于新能源发电的波动性也给电力系统的稳定运行带来巨大挑战。同时，电网故障时缺乏快速的备用功率支援、新能源大规模发电时弃风弃光量上升、发电量与负荷不能同时匹配等问题也对电网稳定运行带来一定风险。作为目前公认的电力系统中最可靠、最经济、最大容量以及技术最成熟的储能装置，抽水蓄能电站具有运行灵活可靠、工况切换迅速等特点，一方面可在大容量输电通道故障后提供快速的功率支援，另一方面可以在新能源大发时减少弃风、弃光量，是解决电力系统调峰问题以及确保系统安全稳定运行的最有效和最经济的手段。
抽水蓄能建设起步较晚，但起点较高，近年建设的几座大型抽水蓄能电站技术已处于世界先进水平。目前即将投运的变速抽水蓄能机组为双馈式感应电机，在电动和发电状态下均可通过转子交流励磁方式实现变速恒频运行，具有较快的功率响应速度，有功功率、无功功率和转速均可独立调节，较传统的恒速抽水蓄能机组有更优越的运行性能。随着新能源的大规模接入和交直流电网的快速发展，电网对变速抽水蓄能机组的需求日趋强烈，针对变速抽水蓄能机组的功率调节能力展开量化评估研究，可为含变速抽蓄和新能源系统的协调运行、调度决策提供理论指导和技术依据。因此，如何衡量变速抽水蓄能机组的功率调节能力是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价方法，包括：
采用改进层次分析法计算预先构建的变速抽水蓄能机组功率调节能力评价指标体系中各层指标的指标权重；
基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值，计算所述底层指标对应的隶属度矩阵；
基于所述各层指标的指标权重和所述底层指标对应的隶属度矩阵，对变速抽水蓄能机组功率调节能力进行评价；
所述改进层次分析法采用拟优一致性矩阵确定各层指标的指标权重。
优选的，采用改进层次分析法计算预先构建的变速抽水蓄能机组功率调节能力评价指标体系中各层指标的指标权重，包括：
基于专家法构建所述指标体系中各层指标对应的比较矩阵；
基于所述各层指标对应的比较矩阵中两两指标间的相对重要程度得到各层指标对应的判断矩阵；
基于所述各层指标对应的判断矩阵求所述各判断矩阵的最优传递矩阵和拟优一致性矩阵；其中所述各拟优一致性矩阵的特征向量为各层对应指标的权重向量。
优选的，最优传递矩阵计算式如下：
Figure BDA0002789510320000021
式中，oij为最优传递矩阵中第i行第j列元素，lik为中间矩阵中第i行第k列元素，ljk为中间矩阵中第j行第k列元素，m为中间矩阵的维数。
优选的，中间矩阵计算式如下：
lij＝lgmij
式中，lij为中间矩阵中第i行第j列元素，mij为判断矩阵中第i行第j列元素。
优选的，拟优一致性矩阵计算式如下：
Figure BDA0002789510320000022
式中，m′ij为拟优一致性矩阵中第i行第j列元素。
优选的，基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值，计算所述底层指标对应的隶属度矩阵，包括：
设定底层指标的评价等级以及各底层指标在各等级的标准门限值；
基于底层各指标的属性，确定用于计算各指标在各评价等级下隶属度值的隶属度函数；
基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值、所述底层指标的评价等级以及各底层指标在各等级的标注门限值，采用各指标对应的隶属度函数计算各指标在各评价等级下隶属度值；
基于各指标在各评价等级下隶属度值，构建所述底层指标对应的隶属度矩阵；
所述隶属度函数分为梯形隶属度函数和岭型隶属度函数；
所述指标属性包括：正向指标、逆向指标和门限区间值。
优选的，基于底层各指标的属性，确定用于计算各指标在各评价等级下隶属度值的隶属度函数，包括：
当底层指标属性为门限区间值大于设定值的正向指标时，选用正向型梯形隶属度函数计算该指标在各评价等级下隶属度值；
当底层指标属性为门限区间值大于设定值的逆向指标时，选用逆向型梯形隶属度函数计算该指标在各评价等级下隶属度值；
当底层指标属性为门限区间值小于等于设定值的正向指标时，选用正向型岭型隶属度函数计算该指标在各评价等级下隶属度值；
当底层指标属性为门限区间值小于等于设定值的逆向指标时，选用逆向型岭型隶属度函数计算该指标在各评价等级下隶属度值。
优选的，门限区间值设定值为10-15。
优选的，变速抽水蓄能机组功率调节能力评价指标体系，包括：
一级指标：发电工况和电动工况；
二级指标：可调参数和固有参数；
三级指标：水量、转速、水头、扬程、水轮机运行效率、发电运行效率、管内水流量、机组容量、功率调节范围、功率调节时间和工作模式转换时间。
基于同一构思，本发明还提供了一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价系统，包括：
指标权重计算模块，用于采用改进层次分析法计算预先构建的变速抽水蓄能机组功率调节能力评价指标体系中各层指标的指标权重；
隶属度矩阵计算模块，用于基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值，计算所述底层指标对应的隶属度矩阵；
评价模块，用于基于所述各层指标的指标权重和所述底层指标对应的隶属度矩阵，对变速抽水蓄能机组功率调节能力进行评价；
所述改进层次分析法采用拟优一致性矩阵确定各层指标的指标权重。
优选的，指标权重计算模块，包括：
比较矩阵计算单元，用于基于专家法构建所述指标体系中各层指标对应的比较矩阵；
判断矩阵计算单元，用于基于所述各层指标对应的比较矩阵中两两指标间的相对重要程度得到各层指标对应的判断矩阵；
指标权重向量计算单元，用于基于所述各层指标对应的判断矩阵求所述各判断矩阵的最优传递矩阵和拟优一致性矩阵；其中所述各拟优一致性矩阵的特征向量为各层对应指标的权重向量。
优选的，隶属度矩阵计算模块，包括：
门限值设定单元，用于设定底层指标的评价等级以及各底层指标在各等级的标准门限值；
隶属度函数确定单元，用于基于底层各指标的属性，确定用于计算各指标在各评价等级下隶属度值的隶属度函数；
隶属度值计算单元，用于基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值、所述底层指标的评价等级以及各底层指标在各等级的标注门限值，采用各指标对应的隶属度函数计算各指标在各评价等级下隶属度值；
输出单元，用于基于各指标在各评价等级下隶属度值，构建所述底层指标对应的隶属度矩阵；
所述隶属度函数分为梯形隶属度函数和岭型隶属度函数；
所述指标属性包括：正向指标、逆向指标和门限区间值。
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
本发明提供了一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价方法及系统，包括：采用改进层次分析法计算预先构建的变速抽水蓄能机组功率调节能力评价指标体系中各层指标的指标权重；基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值，计算所述底层指标对应的隶属度矩阵；基于所述各层指标的指标权重和所述底层指标对应的隶属度矩阵，对变速抽水蓄能机组功率调节能力进行评价；所述改进层次分析法采用拟优一致性矩阵确定各层指标的指标权重，采用本发明的方法可以实现对变速抽水蓄能机组的功率调节能力的评估，同时在层次分析法中引入拟优一致性矩阵确定各层指标的指标权重，不需要进行一致性检验，进而极大地简化了的计算流程。
同时，本发明在计算底层指标对应的隶属度矩阵时，采用两种隶属函数相结合的方式进行不同属性评价指标的隶属度计算，对于数量级较小的评价指标，采用岭型函数进行隶属度计算，避免微小数值变化对评价结果带来较大的影响，提高了变速抽水蓄能机组的功率调节能力评价的准确性。
附图说明
图1为本发明提供的一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价方法示意图；
图2为本发明提供的一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价系统示意图；
图3为本发明实施例提供的变速抽蓄机组功率调节能力量化评估指标体系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
实施例1：
本实施例提供了一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价方法如图1所示，包括：
S1采用改进层次分析法计算预先构建的变速抽水蓄能机组功率调节能力评价指标体系中各层指标的指标权重；
S2基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值，计算所述底层指标对应的隶属度矩阵；
S3基于所述各层指标的指标权重和所述底层指标对应的隶属度矩阵，对变速抽水蓄能机组功率调节能力进行评价；
所述改进层次分析法采用拟优一致性矩阵确定各层指标的指标权重。
具体的，S1采用改进层次分析法计算预先构建的变速抽水蓄能机组功率调节能力评价指标体系中各层指标的指标权重，包括：
S1-1建立比较矩阵
根据变速抽蓄机组功率调节能力指标体系，设各层级有m个待评价指标，基于专家打分法构造比较矩阵A＝(aij)m×m如下：
Figure BDA0002789510320000051
式中：aij为第i个指标对第j个指标的相对重要程度，满足aij>0,aij＝1(i＝j)，aij＝1/aji(i≠j)。判断准则为9标度法。
S1-2计算重要性排序指数与判断矩阵
基于指标i与指标j的相对重要程度，计算各项指标的重要性排序指数ri，其中，
Figure BDA0002789510320000052
Figure BDA0002789510320000053
再根据重要性排序指数ri，对各层级指标建立判断矩阵M＝(mij)m×m，mij需满足以下算式：
Figure BDA0002789510320000054
式中，rmax＝max(ri)；rmin＝min(ri)；K’＝rmax/rmin。
S1-3计算最优传递矩阵
在建立判断矩阵M的基础上，求M的最优传递矩阵O＝(oij)m×m。首先，求出中间矩阵L，L＝(lij)m×m，其中，lij＝lgmij；
最优传递矩阵的计算式如下：
Figure BDA0002789510320000061
式中，oij为最优传递矩阵中第i行第j列元素，lik为中间矩阵中第i行第k列元素，ljk为中间矩阵中第j行第k列元素，m为中间矩阵的维数。
S1-4计算拟优一致矩阵
在得出最优传递矩阵O之后，求判断矩阵M的拟优一致矩阵M’＝(m’ij)m×m，其中m’ij＝10oij，拟优一致矩阵的特征向量w’即为各项指标的权重向量,并将各项指标的权重向量归一化，归一化的计算式如下：
Figure BDA0002789510320000062
拟优一致矩阵即通过对原矩阵进行变换得到的满足一致性的矩阵，具体的：若矩阵A满足互反性，矩阵B满足B＝LgA,矩阵C是矩阵B的最优传递矩阵，则A*＝10C是矩阵A的拟优一致性矩阵。
具体的，S2基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值，计算所述底层指标对应的隶属度矩阵，包括：
S2-1确定评价标准
确定评价等级标准集合S＝{s1,s2,…,sn}，其中：sj(j＝1,2,…,n)为评价等级标准，n为评价等级个数。
S2-2计算隶属度矩阵
定量指标评价集确定方法，已知评价指标因素为U＝{u1,u2,…,um}，评价等级标准为S＝{s1,s2,…,sn}，其门限值V＝{v1,v2,…,vn}。评价指标通常分为正向型指标、逆向型指标2类。评价指标矩阵使用改进的隶属度函数进行确定，改进的隶属度函数采用梯形分布与岭型分布相结合的方式，对于评价指标数量级较小的情况，使用岭型分布计算隶属度可以降低数值微小变化对评价结果的影响程度，根据底层各指标的属性，隶属度函数的计算式如下：
(a)梯形分布
正向型指标评估矩阵中隶属度值计算公式如下：
Figure BDA0002789510320000071
逆向型指标评估矩阵中隶属度值计算公式如下：
Figure BDA0002789510320000072
(b)岭型分布
正向型指标评估矩阵中隶属度值计算公式如下：
Figure BDA0002789510320000073
逆向型指标评估矩阵中隶属度值计算公式如下：
Figure BDA0002789510320000074
式(1)、(2)、(3)、(4)中x表示为第m个评估指标中，第n个评估等级的指标值；v1,v2分别为x所在评估等级标准的门限值；
基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值、所述底层指标的评价等级以及各底层指标在各等级的标注门限值，采用各指标对应的隶属度函数计算各指标在各评价等级下隶属度值；
基于各指标在各评价等级下隶属度值，构建所述底层指标对应的隶属度矩阵。
具体的，S3基于所述各层指标的指标权重和所述底层指标对应的隶属度矩阵，对变速抽水蓄能机组功率调节能力进行评价，包括：
S3-1二级指标模糊综合评价公式如下：
Figure BDA0002789510320000081
式中，βi代表二级指标的评价结果。wi代表不同二级评价指标的权重向量；γi代表不同二级评价指标的模糊评价矩阵,rimn代表不同三级评价指标的隶属度。
S3-2一级指标模糊综合评价公式如下：
α＝w·(β1,β2,…,βn)T (6)
式中，α代表一级指标评价结果，ω代表一级指标权重向量，βi代表二级指标评价结果。
S3-3根据最大隶属度原则，确定变速抽水蓄能机组的评判等级和最终评判结果。
利用模糊理论和层次分析法的两种改进方法相结合，建立更为合理直观的层次分析模糊综合评估模型，有效规避两种方式存在的缺点，与此同时又能提炼两种方法的优点，旨在达到更佳的评价效果。
实施例2：
可变速抽水蓄能和柔性直流输电技术是促进大规模新能源电力外送和消纳的主要手段之一，目前正在我国张北地区开展探索性研究及工程示范。在对抽水蓄能调节能力评估方面，国内外研究单位大多在从经济效益角度进行评估，而对机组本体及电站在柔性直流电网中功率调节能力的量化评估研究较少，而变速抽蓄机组及其在柔性直流电网中功率调节能力将极大影响电站的功能定位、经济效益及电网运行的安全稳定，本实施例中提供了一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价方法，具体包括：
(1)量化评估体系的建立
根据对变速抽蓄机组发电工况A1和电动工况A2两种工作模式下机组有功功率和无功功率的分析，以及其他若干影响到功率调节能力的参数调研，得到变速抽水蓄能机组功率调节能力的量化评估指标体系，如图3所示：
变速抽水蓄能功率调节能力，是评价的目标值；一级指标为两种不同工作模式，即发电工况A1和电动工况B1；二级指标是影响功率调节能力参数的分类，按照属性分为可调参数(即动态参数)和固有参数(静态参数)；三级指标是二级指标的具体细化，能够充分反应二级指标的含义及特征，是变速抽蓄机组功率调节能力量化评估体系的最底层，也是最为重要的一层，能够具体反映每个参数对于上一层及目标层的影响；
具体的，发电工况A1下的可调参数B1包括：水量C11、转速C12、水头C13(水头可调)、扬程C14、水轮机运行效率C15、发电运行效率C16和管内水流量C17；固有参数B2包括：机组容量C21、功率调节范围C22、功率调节时间C23和工作模式转换时间C24；
具体的，电动工况A2下的可调参数B3包括：水量C31、转速C32、水头C33(水头可调)、扬程C34、水轮机运行效率C35、发电运行效率C36和管内水流量C37；固有参数B4包括：机组容量C41、功率调节范围C42、功率调节时间C43和工作模式转换时间C44。
(2)基于改进层次分析法计算各层指标权重
根据专家意见列写各层指标对应的比较矩阵，具体如表1至表3所示；
表1
Figure BDA0002789510320000091
表2
Figure BDA0002789510320000092
表3
Figure BDA0002789510320000093
Figure BDA0002789510320000101
基于改进层次分析法依次计算各比较矩阵对应的判断矩阵、最优传递矩阵和拟优一致矩阵；
计算各拟优一致矩阵对应的特征向量，并对各拟优一致矩阵对应的特征向量进行归一化处理确定各层级中各指标的指标权重，具体的，功率调节能力指标权重如表4所示；
表4
Figure BDA0002789510320000102
Figure BDA0002789510320000111
由基于改进层次分析法的指标权重计算结果得知对变速抽蓄机组功率调节能力影响程度最大的指标是机组容量。
(3)由改进层次分析法可计算出各个指标对于总目标影响的权重大小，此时结合模糊理论对变速抽水蓄能机组功率调节能力进行最终量化评估，具体步骤为：
a)对变速抽蓄机组功率调节能力进行等级划分，参数对于功率调节能力的影响状态分为优、良、中和差四个等级，即S＝{优秀,良好,中等,差}，并确定第三级指标中各指标在各等级对应的标准门限值V＝{v1,v2,v3,v4}，如表5所示；
表5
优 良 中 差
水量/m<sup>3</sup> ≥500 300 150 ＜50
转速/转/min ≥400 300 200 ＜150
水头/m ≥420 360 300 ＜250
扬程/m ≥350 300 200 ＜100
水轮机运行效率/％ ≥70 50 30 ＜10
发电运行效率/％ ≥70 50 30 ＜10
管内水流量/m<sup>3</sup> ≥300 180 100 ＜70
机组容量/mva ≥500 400 300 ＜200
功率调节范围/pu ≥0.5 0.3 0.2 ＜0.1
功率调节时间/min ≤10 15 20 ＞30
工作模式转换时间/min ≤10 15 20 ＞30
b)分别在抽水蓄能机组在发电工况和电动工况下的运行数据中提取对应工况下的第三层指标值，以发电工况为例，第三层指标值如表6所示；
表6
Figure BDA0002789510320000112
c)分别计算抽水蓄能机组在发电工况和电动工况下第三级指标对应的可调参数隶属度矩阵和固有参数隶属度矩阵，以发电工况为例，可调参数隶属度矩阵和固有参数隶属度矩阵计算如下：
确定三级指标中各指标的指标属性，具体的，指标属性包括：门限区间值大于设定值的正向指标、门限区间值大于设定值的逆向指标、门限区间值小于等于设定值的正向指标和门限区间值小于等于设定值的逆向指标时；所谓正向指标即指标的数值越大，评价结果越好；所谓逆向指标即指标的数值越大，评价结果越差；功率调节时间和工作模式转换时间为逆向指标，其余三级指标为正向指标；门限区间值即各指标各评价等级间的划分区间间隔，门限区间设定值可以为10-15，本实施例中取门限区间值设定值10；
当指标属性中门限区间值小于等于10时选取岭型隶属度函数计算该指标在各等级下的隶属度；当指标属性中门限区间值大于10时选取梯形隶属度函数计算该指标在各等级下的隶属度；基于各指标在各等级下的隶属度，构建可调参数隶属度矩阵和固有参数隶属度矩阵；其中，在指标数量级较小的情况下选用岭型隶属度函数可以降低数值微小变化对评价结果的影响程度，具体的：
对于可调参数水量指标，指标属性为正向型指标，根据指标数量级选取正向型指标对应的梯形隶属度函数进行指标值在各等级下的隶属度计算：
r111＝(x-v1)/(v2-v1)＝(395-300)/(500-300)＝0.525
r112＝(x-v2)/(v2-v1)＝(500-395)/(500-300)＝0.475
r113＝r114＝0
同理可计算出其余可调参数指标在各等级下的隶属度；
基于各可调参数在各等级下的隶属度，构建可调参数隶属度矩阵γ1：
Figure BDA0002789510320000121
对于固有参数的功率调节范围指标，指标属性为正向型指标，根据指标数量级选取正向型指标对应的岭型隶属度函数进行指标值在各等级下的隶属度计算，具体如下：
Figure BDA0002789510320000131
Figure BDA0002789510320000132
r213＝r214＝0
对于固有参数的功率调节时间指标，指标属性为逆向型指标，根据指标数量级选取逆向型指标对应的岭型隶属度函数进行指标值在各等级下的隶属度计算，具体如下：
Figure BDA0002789510320000133
Figure BDA0002789510320000134
r243＝r244＝0
同理可计算出其余固有参数指标在各等级下的隶属度；
基于各可调参数在各等级下的隶属度，构建固有参数隶属度矩阵γ2：
Figure BDA0002789510320000135
基于同样的方法可以得出电动工况下可调参数隶属度矩阵和固有参数隶属度矩阵。
d)结合经过改进层次分析法计算出的权重值，及对于变速抽水蓄能机组功率影响周期性、综合性、完整性的评估状态划分，确定各个指标具体量分布情况对于评估体系的影响，并经过相应计算得出最终评价的隶属度矩阵，根据最大隶属度原则，判定该变速抽蓄机组各个参数功率调节能力评估结果，具体的：
以发电工况为例，计算发电工况下各个参数功率调节能力评估结果：
基于可调参数B1下各指标的指标权重向量ω1和可调参数隶属度矩阵γ1，计算二级可调参数B1的模糊评价β1，具体的：
Figure BDA0002789510320000136
Figure BDA0002789510320000141
基于固有参数B2下各指标的指标权重向量ω2和可调参数隶属度矩阵γ2，计算二级固有参数B2的模糊评价β2，具体的：
Figure BDA0002789510320000142
基于二级指标权重向量ω、二级可调参数B1的模糊评价β1和二级固有参数B2的模糊评价β2计算一级指标模糊综合评价α(即电工况下各个参数功率调节能力评估结果)：
Figure BDA0002789510320000143
基于同样的方法可以得出电动工况下各个参数功率调节能力评估结果，最终变速机组系统状态评价结果如表7所示；根据最大隶属度原则，确定变速抽水蓄能机组的评判等级和最终评判结果，本例中发电工况和抽水工况权重相等，发电/抽水工况下功率调节能力为良的隶属度最大，由最大隶属度原则确定该机组发电/抽水工况下功率调节能力为良。
表7
优 良 中 差
固有参数 0.4292 0.5056 0.0652 0
可调参数 0.4287 0.5409 0.0304 0
发电工况 0.4289 0.5263 0.0448 0
电动工况 0.4289 0.5263 0.0448 0
本发明通过将模糊理论和改进层次分析法相结合，建立了一种适用于变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评估的层次分析模糊综合评估模型，有效规避了模糊理论和改进层次分析法两种评估方法的缺点，包括了以下的创新点：
针对变速抽水蓄能机组的功率调节能力，充分考虑了与考核目标相关的评价指标，建立了一个多目标多层次的指标模型，以期对抽水蓄能的各项指标进行评价；
将传统层次分析法修改为基于最有一致性矩阵的改进层次分析法,传统层次分析法求得的判断矩阵需要进行一致性检验，利用最优一致性矩阵不需要一致性检验,极大地简化了计算流程；
对模糊层次分析法中的隶属函数进行了改进，采用两种隶属函数相结合的方式进行各评价指标的隶属度计算，对于数量级较小的评价指标，采用岭型函数进行隶属度计算，避免微小数值变化对评价结果带来较大的影响，对于评价准确度提高有良好的促进作用。
对变速抽水蓄能机组的功率调节能力展开准确的量化评估研究，可为含变速抽蓄和新能源系统的协调运行、调度决策提供理论指导和技术依据，以实现对大规模新能源发电进行快速功率互补，实现大规模新能源的快速可靠消纳，提高全系统对大规模新能源的接纳水平和电网运行的安全可靠性，具有重要的实践意义。
实施例3：
本实施例提供了一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价系统如图2所示，包括：
指标权重计算模块，用于采用改进层次分析法计算预先构建的变速抽水蓄能机组功率调节能力评价指标体系中各层指标的指标权重；
隶属度矩阵计算模块，用于基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值，计算所述底层指标对应的隶属度矩阵；
评价模块，用于基于所述各层指标的指标权重和所述底层指标对应的隶属度矩阵，对变速抽水蓄能机组功率调节能力进行评价；
所述改进层次分析法采用拟优一致性矩阵确定各层指标的指标权重。
指标权重计算模块，包括：
比较矩阵计算单元，用于基于专家打分法构建所述指标体系中各层指标对应的比较矩阵；
判断矩阵计算单元，用于基于所述各层指标对应的比较矩阵中两两指标间的相对重要程度得到各层指标对应的判断矩阵；
指标权重向量计算单元，用于基于所述各层指标对应的判断矩阵求所述各判断矩阵的最优传递矩阵和拟优一致性矩阵；其中所述各拟优一致性矩阵的特征向量为各层对应指标的权重向量。
隶属度矩阵计算模块，包括：
门限值设定单元，用于设定底层指标的评价等级以及各底层指标在各等级的标准门限值；
隶属度函数确定单元，用于基于底层各指标的属性，确定用于计算各指标在各评价等级下隶属度值的隶属度函数；
隶属度值计算单元，用于基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值、所述底层指标的评价等级以及各底层指标在各等级的标注门限值，采用各指标对应的隶属度函数计算各指标在各评价等级下隶属度值；
输出单元，用于基于各指标在各评价等级下隶属度值，构建所述底层指标对应的隶属度矩阵；
所述隶属度函数分为梯形隶属度函数和岭型隶属度函数；
所述指标属性包括：正向指标、逆向指标和门限区间值。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价方法，其特征在于，包括：
采用改进层次分析法计算预先构建的变速抽水蓄能机组功率调节能力评价指标体系中各层指标的指标权重；
基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值，计算所述底层指标对应的隶属度矩阵；
基于所述各层指标的指标权重和所述底层指标对应的隶属度矩阵，对变速抽水蓄能机组功率调节能力进行评价；
所述改进层次分析法采用拟优一致性矩阵确定各层指标的指标权重。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用改进层次分析法计算预先构建的变速抽水蓄能机组功率调节能力评价指标体系中各层指标的指标权重，包括：
基于专家法构建所述指标体系中各层指标对应的比较矩阵；
基于所述各层指标对应的比较矩阵中两两指标间的相对重要程度得到各层指标对应的判断矩阵；
基于所述各层指标对应的判断矩阵求所述各判断矩阵的最优传递矩阵和拟优一致性矩阵；其中所述各拟优一致性矩阵的特征向量为各层对应指标的权重向量。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述最优传递矩阵计算式如下：
Figure FDA0002789510310000011
式中，oij为最优传递矩阵中第i行第j列元素，lik为中间矩阵中第i行第k列元素，ljk为中间矩阵中第j行第k列元素，m为中间矩阵的维数。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述中间矩阵计算式如下：
lij＝lgmij
式中，lij为中间矩阵中第i行第j列元素，mij为判断矩阵中第i行第j列元素。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述拟优一致性矩阵计算式如下：
Figure FDA0002789510310000012
式中，m′ij为拟优一致性矩阵中第i行第j列元素。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值，计算所述底层指标对应的隶属度矩阵，包括：
设定底层指标的评价等级以及各底层指标在各等级的标准门限值；
基于底层各指标的属性，确定用于计算各指标在各评价等级下隶属度值的隶属度函数；
基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值、所述底层指标的评价等级以及各底层指标在各等级的标注门限值，采用各指标对应的隶属度函数计算各指标在各评价等级下隶属度值；
基于各指标在各评价等级下隶属度值，构建所述底层指标对应的隶属度矩阵；
所述隶属度函数分为梯形隶属度函数和岭型隶属度函数；
所述指标属性包括：正向指标、逆向指标和门限区间值。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于底层各指标的属性，确定用于计算各指标在各评价等级下隶属度值的隶属度函数，包括：
当底层指标属性为门限区间值大于设定值的正向指标时，选用正向型梯形隶属度函数计算该指标在各评价等级下隶属度值；
当底层指标属性为门限区间值大于设定值的逆向指标时，选用逆向型梯形隶属度函数计算该指标在各评价等级下隶属度值；
当底层指标属性为门限区间值小于等于设定值的正向指标时，选用正向型岭型隶属度函数计算该指标在各评价等级下隶属度值；
当底层指标属性为门限区间值小于等于设定值的逆向指标时，选用逆向型岭型隶属度函数计算该指标在各评价等级下隶属度值。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述门限区间值设定值为10-15。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变速抽水蓄能机组功率调节能力评价指标体系，包括：
一级指标：发电工况和电动工况；
二级指标：可调参数和固有参数；
三级指标：水量、转速、水头、扬程、水轮机运行效率、发电运行效率、管内水流量、机组容量、功率调节范围、功率调节时间和工作模式转换时间。
10.一种变速抽水蓄能机组功率调节能力量化评价系统，其特征在于，包括：
指标权重计算模块，用于采用改进层次分析法计算预先构建的变速抽水蓄能机组功率调节能力评价指标体系中各层指标的指标权重；
隶属度矩阵计算模块，用于基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值，计算所述底层指标对应的隶属度矩阵；
评价模块，用于基于所述各层指标的指标权重和所述底层指标对应的隶属度矩阵，对变速抽水蓄能机组功率调节能力进行评价；
所述改进层次分析法采用拟优一致性矩阵确定各层指标的指标权重。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述指标权重计算模块，包括：
比较矩阵计算单元，用于基于专家法构建所述指标体系中各层指标对应的比较矩阵；
判断矩阵计算单元，用于基于所述各层指标对应的比较矩阵中两两指标间的相对重要程度得到各层指标对应的判断矩阵；
指标权重向量计算单元，用于基于所述各层指标对应的判断矩阵求所述各判断矩阵的最优传递矩阵和拟优一致性矩阵；其中所述各拟优一致性矩阵的特征向量为各层对应指标的权重向量。
12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述隶属度矩阵计算模块，包括：
门限值设定单元，用于设定底层指标的评价等级以及各底层指标在各等级的标准门限值；
隶属度函数确定单元，用于基于底层各指标的属性，确定用于计算各指标在各评价等级下隶属度值的隶属度函数；
隶属度值计算单元，用于基于获取的所述指标体系中底层指标的指标值、所述底层指标的评价等级以及各底层指标在各等级的标注门限值，采用各指标对应的隶属度函数计算各指标在各评价等级下隶属度值；
输出单元，用于基于各指标在各评价等级下隶属度值，构建所述底层指标对应的隶属度矩阵；
所述隶属度函数分为梯形隶属度函数和岭型隶属度函数；
所述指标属性包括：正向指标、逆向指标和门限区间值。
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