CN101320449A - 基于组合评价方法的配电网评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于组合评价方法的配电网评估方法，将组合评价方法应用在配电网评估中，全面地应用现有的综合评价方法，然后对有偏差的多种评价方法的结果进行组合，包涵了主、客观因素和多种评价方法的优点，对现场具体配电网评估有较大的参考作用，能成为配电网规划工作人员进行评估较为可靠、实用的评估方法，将极大提高现有配电网规划综合决策工作的水平。同时本配电网评估体系能很好地解决配电网评估中的一系列实际问题，在实际的评估和规划工作中可指导安排科学合理的配电网建设及改造项目，保证配电网可靠的、经济的运行，由此带来的经济效益将是巨大的。

Description

基于组合评价方法的配电网评估方法

技术领域

本发明涉及一种城市电网评估的方法，特别涉及一种对城市配电电网组合评价的方法。

背景技术

配电网评估是针对历史、现状、改造和规划不同阶段的配电网，结合配电网管理、运行和建设水平，以及配电网所在区域的国民经济发展和市政规划情况，采用现代***分析理论，制定相应的配电网评估方法、评估标准和操作规范，形成统一、标准的评估体系和规范。在此基础上，对不同阶段配电网开展***、科学的分析和评估，得到的综合评估结果可为配电网规划、管理、运行和***门提供详实、有力的决策支持手段，有助于提高配电网综合实力和资金利用效率，使配电网真正达到合理有序和可持续发展。电网评估主要包括电网技术经济合理性的综合评价，供电能力评估，电网可靠性的评判，以及电网规划方案及其建设改造项目的优先顺序的建议等。评估结果从定性转变为定量，具有很高的可操作性。

目前应用于配电网评估的方法主要有模糊分析法、层次分析法等。这些方法在评估过程中加入了大量的决策者的主观因素，如：主观权重，判断矩阵等，容易造成评估结果的不确定性。但是，如果采用客观赋权或其它综合评价方法，则忽略了决策者的主观判断，容易造成评估结果的局限性。

发明内容

本发明是针对现有配电网评估的方法主观不确定性和客观局限性的问题，提出了一种基于组合评价方法的配电网评估方，将组合评价方法应用在配电网评估中，建立了一套多属性多目标配电网评估体系，该体系以组合评价值的大小排序评价多区域配电网的优劣，配电网评估体系构建了一整套配电网综合评价指标集，该指标集能比较科学、完整地综合反映配电网的各属性要素；全面地应用现有的综合评价方法，然后对有偏差的多种评价方法的结果进行组合，包涵了主、客观因素和多种评价方法的优点，该体系理论清晰，相比其它的方法更科学、更全面，为配电网评估提出了一崭新的思路和方法。

本发明的技术方案为：一种基于组合评价方法的配电网评估方法，所述配电网评估方法，包括下列步骤：

(1)收集配电网资料，进行统计分析，并把整个评估区依据配电网的性质和被管辖范围分割为若干个小区域；

(2)对评估项目的各项指标分析，建立配电网评估的指标体系结构；

(3)根据配电网评估的目标，采集配电网评估中指标体系中所需要的数据，并对定量数据和定性数据分别进行处理；

(4)先用单一评价方法分别对配电网进行评估；

(5)对各单一评价方法的评估结果进行模糊聚类分析，确定相容方法集，对多个评估结果进行集化，得出组合评价结论；

(6)对组合评价结果进行相容性检验，直至得出结论。

所述相容方法集的确定方法如下：

定义：运用不同方法对同一组对象进行评价时其结论之间具备或可转化为具备可比性的所有方法的集合M；给定检验标准条件下适用于被评价对象的所有评价方法的集合M1，且 $M1\⊆M;$

M＝{m₁，m₂，...，m_s}，待评价对象集X＝{x₁，x₂，...，x_n}，用第i种方法对n个待评价对象进行评价可得到评价结论向量u_i＝(u_i1，u_i2，......，u_in)^T，(i＝1，2，......，s)；

1)、对上述S个评价结论向量作模糊聚类分析，在给定阀值ε的情况我们总可以将其分成两类，第一类仅由第k种方法的评价结论u_k＝(u_k1，u_k2，......，u_kn)^T组成，第二类由除u_k以外的所有向量组成。

2)、令

${\stackrel{\‾}{u}}_j=\underset{i\≠k}{\overset{s}{\underset{i=1}{\mathrm{\Σ}}}}{u}_{\mathrm{ij}},(j=\mathrm{1,2},\·\·\·\·\·\·,n)---\left(1\right)$

则可得到第二类评价结论的平均向量u＝(u₁，u₂，.....u_n)^T，以代表第二类评价结论总体。

3)、求u_k与u的相关系数r_k。在一定显著性水平下根据r_k检验u_k与u的相关性，进而判断第k种方法与第二类方法全体是否相容。

4)、如果检验结果认为u_k与u密切相关，则判定集合M中的S种方法都具有相容性，M即为相容方法集M1；否则判定第k种方法是M中的一种不相容方法并将其从M中剔除，然后对M中所剩余的S-1种方法按以上步骤再进行检验，直至找到相容方法集M1。

所述对多个评估结果进行集化，是在不同的相容评价结论中寻找一致或妥协，使确定的最满意的组合评价向量与所有相容方法的评价向量之间的总体偏差为最小。所述相容性检验是指检验最满意的组合评价是否与相容方法集中所有方法的评价结论在总体上相容。

本发明的有益效果在于：本发明对现场具体配电网评估有较大的参考作用，能成为配电网规划工作人员进行评估较为可靠、实用的评估方法，将极大提高现有配电网规划综合决策工作的水平。同时本配电网评估体系能很好地解决配电网评估中的一系列实际问题，在实际的评估和规划工作中可指导安排科学合理的配电网建设及改造项目，保证配电网可靠的、经济的运行，由此带来的经济效益将是巨大的。

附图说明

图1是本发明基于组合评价方法的配电网评估方法中配电网指标体系示意框图。

具体实施方式

基于组合评价方法的配电网评估方法的步骤如下：

(1)收集配电网资料，进行统计分析，并把整个评估区依据配电网的性质和被管辖范围分割为若干个小区域；

实际配电网评估过程中，若从整体上评估很大区域的配电网可能忽略某项指标的薄弱区域，给配电网评估的结论带来影响。因此，可将评估区依据配电网的性质和被管辖范围，将评估区分为若干个小区域，分别对各子电网的现状作综合评价，以找出整个评估区配电网的薄弱环节。

(2)对评估项目的各项指标分析，建立配电网评估的指标体系结构；

进行配电网评估，必须综合分析配电网的各项指标，全面反映配电网相关的属性要素，例如：主变“N-1”通过率、供电半径、电压合格率、网络损耗、单位资产供电量、仓位情况、配电网的协调性、环境保护等等，这些属性要素错综复杂，无法直接用具体的数据进行表示，为此，需要建立一系列的评价指标集，通过评价指标集与方案属性各要素的映射关系，来全面反映各电网规划方案的属性要素，最终达到综合评价各配电网的目的。

构建一套科学的综合评价指标集首先应根据评价目的反映有关评价对象的各方面状况，如果评价指标集不全面，就无法对评价对象做出综合、整体的判断；其次，评价指标间不能过多的重叠，过多的重叠会容易被该评价指标误导，导致评价结果的失真；最后，计算指标所需要的数据应是容易采集，指标容易计算或估计，否则该指标就无法应用，也就失去了实际意义。因此，本发明拟建立配电网评估综合评价指标集，其综合评价决策集的层次结构见图1所示配电网指标体系示意框图，这些指标能较为科学、全面的描述与反映配电网的各属性要素。

(3)根据配电网评估的目标，采集配电网评估中指标体系中所需要的数据，并对定量数据和定性数据分别进行处理；

综合评价指标集中包括有两种类型的指标数据：定量数据和定性数据，它们的处理方式不相同。

定量数据处理：定量数据就是容易用具体的数值来表示其相应属性要素的指标，如本发明中的综合决策指标集中的主变N-1通过率、网络损耗、高压用户站数目等等。采用组合评价方法对配电网进行评估，首先须应用传统综合评价方法进行评估，因此选用不同的评价方法时采用相应的处理方法。

定性数据处理：定性数据多为模糊数据，不易通过具体的数值对其量化。本发明对此类型的数据通过德尔菲法进行处理，即运用领域专家的知识、智慧、经验、信息和价值观，对初步拟出的综合决策指标进行匿名评议，提出修改意见，并按事先规定的指标重要度的级数和量值给出各指标的重要度(见表1)，然后根据专家人数和各个专家给出的重要度，取加权平均值，即为该定性指标的量化值。

表1定性数据量化度

不可比拟好(多)	极端好(多)	非常好(多)	显著好(多)	较为好(多)	一般
						1.0	0.9	0.8	0.7	0.6	0.5
较差(少)	显著差(少)	非常差(少)	极端差(少)	无法形容差(少)
						0.4	0.3	0.2	0.1	0

(4)先用单一评价方法分别对配电网进行评估；

综合评价理论广泛应用于配电网评估，如：模糊综合评价，层次分析法，理想法，灰色关联度法等。这些方法理论基础深，应用范围广，因此，首先选用多种评价方法对配电网进行评估，并对每种评价方法的评估结论进行排序。

(5)对各单一评价方法的评估结果进行模糊聚类分析，确定相容方法集，对多个评估结果进行集化，得出组合评价结论；

首先根据多种评价方法的评估结果进行模糊聚类分析，确定相容方法集，剔除本次评估不适用的评价方法；然后，选取组合评价模型对多个评估结果进行集化，得出组合评价结论。

(6)对组合评价结果进行相容性检验，直至得出结论。

对(5)中的组合评价结果进行相容性检验，直至得出结论。根据组合评价结论对多个区域电网的性能进行排序，评出优劣，为后续工作提供依据。

对评估方法的理论基础：

一、确定相容方法集

在实践中，由于不同的评价方法其机理和评价结论的表现形式不尽相同，以至不同方法之间不一定都具有可比性，而不可比的方法现实中是很难进行组合的。因此，在定义相容方法集之前我们首先应该定义可比的方法集。所谓可比方法集是指运用不同方法对同一组对象进行评价时其结论之间具备或可转化为具备可比性的所有方法的集合M。所谓可比性是指不同方法的评价结论是以同性质(或可转化为同性质)的指标来表示的。一般而言不同方法对一组待评价对象如果其评价结论能以评价值表现或直接以排序形式给出，其结论通过一定的数学变换(如归一化等)均可使之具有可比性。在以上定义的基础上本文将相容方法集定义为：在给定检验标准条件下适用于被评价对象的所有评价方法的集合M1，且 $M1\⊆M.$

设对某类评价问题可比方法集M＝{m₁，m₂，...，m_s}，待评价对象集X＝{x₁，x₂，...，x_n}，用第i种方法对n个待评价对象进行评价可得到评价结论向量u_i＝(u_i1，u_i2，......，u_in)^T，(i＝1，2，......，s)。根据定义这里设以上不同方法的评价结论向量具有可比性(或已转化为可比结论)。本文关于相容方法集的确定可按以下步骤进行：

1)、对上述S个评价结论向量作模糊聚类分析，在给定阀值ε的情况我们总可以将其分成两类，第一类仅由第k种方法的评价结论u_k＝(u_k1，u_k2，......，u_kn)^T组成，第二类由除u_k以外的所有向量组成。

2)、令

${\stackrel{\‾}{u}}_j=\underset{i\≠k}{\overset{s}{\underset{i=1}{\mathrm{\Σ}}}}{u}_{\mathrm{ij}},(j=\mathrm{1,2},\·\·\·\·\·\·,n)---\left(1\right)$

则可得到第二类评价结论的平均向量u＝(u₁，u₂，.....u_n)^T，以代表第二类评价结论总体。

3)、求u_k与u的相关系数r_k。在一定显著性水平下根据r_k检验u_k与u的相关性，进而判断第k种方法与第二类方法全体是否相容。

4)、如果检验结果认为u_k与u密切相关，则判定集合M中的S种方法都具有相容性，M即为相容方法集M1；否则判定第k种方法是M中的一种不相容方法并将其从M中剔除，然后对M中所剩余的S-1种方法按以上步骤再进行检验，直至找到相容方法集M 1。

二、基于方法集化的组合评价方法

相容方法集的确定使得组合评价具备了初始条件，设相容方法集M₁＝{m₁，m₂，...，m_r}中有r种评价方法。其中第i种评价方法对n个对象的评价结论为，u_i＝(u_i1，u_i2，......，u_in)^T，(i＝1，2，......，s)，这样就存在着一个相容的评价结论集u＝{u₁，u₂，......，u_r}。我们首先提出一个“可能的组合评价集”的概念，它是由r个相容的评价结论的任意凸线性组合构成，即令

$u^0=\underset{i=1}{\overset{r}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i{u}_i---\left(2\right)$

这里将u⁰视为基于相容评价结论集的一种可能的组合评价向量，它的全体 $\left\{u^0\right|u^0=\underset{i=1}{\overset{r}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i{u}_i,$ 这里≥0， $\underset{i=1}{\overset{r}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i=1\}$ 表示可能的组合评价集。

本发明关于评价方法集化的指导思想是在不同的相容评价结论中寻找一致或妥协，使确定的最满意的组合评价向量与所有相容方法的评价向量之间的总体偏差为最小。于是选用如下非线性规划模型：

$\underset{(w_1,w_2,......,w_r)}{\mathrm{Min}}\underset{i=1}{\overset{r}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|u^0-u_i\left|\right|}_2$

$s.t.\underset{i=1}{\overset{r}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i=1,w_i\≥0,(i=\mathrm{1,2},......r)---\left(3\right)$

求解以上非线性规划模型，可求得与最满意的组合评价 $u^{*}={(u_1^{*},u_2^{*},......u_n^{*})}^T$ 相应的最满意的组合权向量 $w^{*}={(w_1^{*},w_2^{*},......w_r^{*})}^T.$ 这样我们即可求得最满意的组合评价

$u^{*}=\underset{i=1}{\overset{r}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i^{*}{u}_i---\left(4\right)$

三、组合评价结论的相容性检验

组合评价结论的相容性检验是指检验最满意的组合评价u^*是否与相容方法集中所有方法的评价结论在总体上相容。

对相容方法集M1中的r种方法的r个评价结论向量及最满意的组合评价u^*做模糊聚类分析。在给定阀值ε的情况下，我们总可以将其分成两类，如果被单独分出的一个向量不是最满意的组合评价u^*，则判定最满意的组合评价结论与M 1中的r种方法的r个评价结论总体上具有相容性；否则，求最满意的组合评价u^*与相容方法集M1中的r种方法的r个评价结论的平均向量u的相关系数r₀，在一定显著水平下根据r₀检验u^*与u的相关性，进而判断最满意的组合评价结论与相容方法的评价结论全体是否相容，如果检验结果得到u^*与u密切相关，则判定最满意的组合评价结论与相容方法的评价结论总体相容；否则，不相容，应重新寻求方法组合，直到有满意结论。

实例分析：

本发明将提出的基于组合评价方法的配电网评估体系应用在实际的配电网评估中。该评估区的配电网被分成五个子电网。运用本发明提出的配电网评估体系对五个字电网评估，计算了出该地区的五个字电网的得分并进行排序，其结果见表2，同时为了比较本发明中的模型的计算结果，表2中也列出了简单离差加权综合评价、理想法、基于熵的综、主成分分析法、模糊综合评价合评价方法的计算结果。

表2配电网评估结果

根据表2中的五个子电网的评价结果可知，应用传统的评估方法进行配电网评估，排序结果存在一定的差异；应用组合评价方法的排序结果依次为：E、B、C、D、A，其中E区域配电网相比其它区域有较明显的优势，A、D区域的配电网性能较差；在应用组合评价方法过程中，由于主成分分析法与其它四种方法不相容，本次评估将其剔除。因此，该地区运用本发明进行配电网评估，最终找出了配电网的薄弱区域，为配电网规划提供了依据。

本发明中的组合评价方法，理论清晰，相比其它的方法更科学、更客观，且不忽略主观因素；相容方法集的确定，有效的甄别了传统的配电网评估方法；组合评价结论克服了主观因素与客观因素的矛盾；基于方法集化的非线性规划模型使确定的最满意的组合评价向量与所有相容方法的评价向量之间的总体偏差为最小，客观的反映了配电网的情况；实例计算证明，本发明优于其它方法，各项指标均优于其它方法。

在实际的城市电网规划工作中需要进行规划的综合决策的方案数一般不会太多(少于10个)，本发明方法都可以适用。

Claims (4)

1、一种基于组合评价方法的配电网评估方法，所述配电网评估方法，包括下列步骤：

(1)收集配电网资料，进行统计分析，并把整个评估区依据配电网的性质和被管辖范围分割为若干个小区域；

(2)对评估项目的各项指标分析，建立配电网评估的指标体系结构；

(3)根据配电网评估的目标，采集配电网评估中指标体系中所需要的数据，并对定量数据和定性数据分别进行处理；

(4)先用单一评价方法分别对配电网进行评估；

(5)对各单一评价方法的评估结果进行模糊聚类分析，确定相容方法集，对多个评估结果进行集化，得出组合评价结论；

(6)对组合评价结果进行相容性检验，直至得出结论。

2、根据权利要求1所述基于组合评价方法的配电网评估方法，其中所述相容方法集的确定方法如下：

定义：运用不同方法对同一组对象进行评价时其结论之间具备或可转化为具备可比性的所有方法的集合M；给定检验标准条件下适用于被评价对象的所有评价方法的集合M1，且 $M1\⊆M;$

M＝{m₁，m₂，...，m_s}，待评价对象集X＝{x₁，x₂，...，x_n}，用第i种方法对n个待评价对象进行评价可得到评价结论向量u_i＝(u_i1，u_i2，......，u_in)^T，(i＝1，2，……，s)；

1)、对上述S个评价结论向量作模糊聚类分析，在给定阀值ε的情况我们总可以将其分成两类，第一类仅由第k种方法的评价结论u_k＝(u_k1，u_k2，......，u_kn)^T组成，第二类由除u_k以外的所有向量组成。

2)、令

${\stackrel{\‾}{u}}_j=\underset{\underset{i\≠k}{i=1}}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{\mathrm{ij}},$ (j＝1，2，……，n)    (1)

则可得到第二类评价结论的平均向量u＝(u₁，u₂，......u_n)^T，以代表第二类评价结论总体。

3)、求u_k与u的相关系数r_k。在一定显著性水平下根据r_k检验u_k与u的相关性，进而判断第k种方法与第二类方法全体是否相容。

4)、如果检验结果认为u_k与u密切相关，则判定集合M中的S种方法都具有相容性，M即为相容方法集M1；否则判定第k种方法是M中的一种不相容方法并将其从M中剔除，然后对M中所剩余的S-1种方法按以上步骤再进行检验，直至找到相容方法集M1。

3、根据权利要求1所述基于组合评价方法的配电网评估方法，其中所述对多个评估结果进行集化，是在不同的相容评价结论中寻找一致或妥协，使确定的最满意的组合评价向量与所有相容方法的评价向量之间的总体偏差为最小。

4、根据权利要求1所述基于组合评价方法的配电网评估方法，其中所述相容性检验是指检验最满意的组合评价是否与相容方法集中所有方法的评价结论在总体上相容。

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