基于组合赋权和改进灰色关联的配网运行水平评估方法.pdf

:/基于组合赋权和改进灰色关联的配网运行水平评估方法兰征 郭凯涛 尹锐 邹彬 曾进辉 谭友奇 李娟(.湖南工业大学电气与信息工程学院 湖南 株洲.国网湖南省电力有限公司永州供电分公司 湖南 永州)摘 要:合理评估配电网的运行水平 可为配网的规划、改造及运行优化提供参考 对配网的安全稳定运行有着极其重要的意义 利用影响配网运行水平的相关指标 提出基于组合赋权和改进灰色关联的配网运行水平评估方法 首先 引入配网运行水平各评估指标之间的相关性关联系数 采用组合赋权法对各指标的综合权重进行修正 进而求得各区域的综合评价指标 从而识别出配网运行水平的薄弱区域 得到亟需改造的目标区域 然后 引入均差影响系数改进传统灰色关联法 求出配网运行水平影响因素与综合评价指标的关联度 从而得到各影响因素对配网运行水平的影响程度 最后 通过对某地的实例分析 验证了方法的有效性和优越性关键词:配网运行水平 组合赋权 改进灰色关联法 综合评价中图分类号:文献标志码:文章编号:()基金项目:湖南省自然科学基金项目()收稿日期:修回日期:(.):.:第 卷第 期 湖 南 电 力 年 月 引言随着智能电网和能源互联网战略的不断推进电力能源形式和电力网络都面临着不同程度的转变 新形式对配网运行水平提出了更高的要求 合理评估配电网的运行水平 可为配网的规划、改造及运行优化提供参考 对配网的安全稳定有着极其重要的影响 影响配网运行水平的指标很多 如常见的综合线损率、线路重载比例、配变重载比例等 不能简单地通过单一指标评估配网运行水平 如何利用各单一指标有效构建综合评估指标是配网运行水平评估的研究重点 而构建综合评估指标的关键在于指标权重的确定现有研究中常见赋权方法有主观赋权和客观赋权两种 文献 利用主观层次分析法建立了多算子层次分析模糊评价模型及相应权重求解方法但没有对客观数据进行归类分析 忽略了数据本身存在的规律及影响 文献 对客观赋权进行了研究 将序关系分析法和改进层次分析法进行结合 计算得到电能质量的综合权重指标 单独从主观层面或者客观层面进行赋权 然后计算影响因素的关联度 与实际产生较大的偏差 影响最终的决策 文献 中赋权优化模型将几种典型的主观和客观赋权法相组合 但未能将主观和客观权重所占比例进行科学合理的分配 忽略数据内在规律 与现场实际情况不符 可见 针对全面有效的赋权方法仍有待进一步研究 以得到更合理的综合评价指标在确定综合评价指标之后 需要进一步确定各影响因素与综合评价指标的关联度 以便得到各影响因素对配网运行水平的影响程度 在关联度的分析中 常采用灰色关联法 但是传统的灰色关联法在进行关联度计算时 只考虑了参考数列和比较数列之间的总体相似程度没有考虑数列之间存在的误差系数 可能导致各影响因素与配电网运行水平综合评价指标之间的关联度较为集中 个别影响因素的关联度过于接近 在为地区运行水平的提升提供优选时难以抉择针对上述不足 本文提出基于组合赋权和改进灰色关联的配网运行水平评估方法 首先 采用客观熵权法和主观层次分析法相结合的组合权重分析方法 引入相关性关联系数 对各单一指标的综合权重进行科学合理的修正 进而得到各地区的综合评价指标 判断出配网运行水平薄弱地区 得到亟需改造的目标区域 然后 通过引入均差系数 对传统灰色关联法进行改进 计算出各影响因素与综合评价指标的关联度 从而得到更加准确的各影响因素对配网运行水平的影响程度 最后 通过对某地的实例分析 验证方法的有效性和优越性 组合权重及综合评价指标的确定配电系统的运行水平常与多个指标相关联 若采用单一指标进行评估 则无法反映出电力系统运行水平的真实状况 因此需要进行多指标评估分析 然而现实中 很难将量纲和单位不同的各个指标统一起来去共同反映配网运行水平 因此需要对各指标去量纲化 从而求得各指标的权重 以此构建组合权重和综合评价指标 同时为了有效避免单一赋权法考虑的不充分性 采用主观和客观相结合的赋权法进行指标的合理赋权 单一评价指标权重的确定选取综合线损率、线路重载比例、配变重载比例三个典型指标作为评价配网运行水平的单一指标 下面对各单一指标的权重进行计算 包含主观权重和客观权重 主观权重计算主观权重计算通过层次分析法实现 层次分析法是一种定量与定性相结合的多目标决策分析方法 将复杂的问题分解成若干因素或层次 对两两因素之间的重要性进行比较判别 建立判断矩阵通过计算判断矩阵的最大特征值和对应特征向量进行一致性检测 最后得到各指标的权重 运用层次分析法建模来进行配电网运行水平各指标权重的计算 主要可按以下步骤进行步骤一:构建判断矩阵根据专家及决策者的经验 引用 及其倒数作为两指标之间比较的尺度 可得到如式()所示的判断矩阵 ()式中 每一个值代表两指标、之间的相对重要性 的重要性相对尺度见表 第 卷第 期 兰征等:基于组合赋权和改进灰色关联的配网运行水平评估方法 年 月表 判断矩阵比较尺度表意义和 同等重要比 稍微重要比 明显重要比 强烈重要比 极其重要 和 差异处于上述中间步骤二:进行一致性检验在一致性检验结果满足要求后 才能进行下一步权重的计算 当 的值为、时 判断矩阵总是具有一致性 当 时 按照对应取值进行一致性检验)计算一致性指标 如式()所示 ()式中 为判断矩阵特征值的最大值 为判断矩阵的维数)计算一致性比例 如式()所示()式中 为一致性指标 其取值见表 表 一致性指标 取值 当 对比第三组、第四组及第五组仅考虑单一指标的情况 第三组排序为 第四组排序为 第五组排序 由上可知 低电压台区占比和平均负载率相对其他影响因素而言 关联度排序都是最低 但在仅考虑单一指标的情况下 第三组关联度最高的为综合电压合格率 第四组关联度最高的为线路频繁跳闸率 第五组关联度最高的为供电可靠率 关联度排序在这三种情况下结果互不相同 对关联度大小进行判断 从而找出当前阶段影响较大的因素时忽略了其他指标的影响 容易与实际情况不符 在为配电网运行水平的提升提供优选方案时 难以有较为全面的参照方法 而本文方法将三种仅考虑单一指标的情况进行了整合 全面综合考虑了三种单一指标共同影响的情况下关联度的排序情况 有效避免了个别指标带来的误差 为配网运行水平的提升提供了更加全面客观的方法第二组排序为 其中线路联络率和线路频繁跳闸率排序太过靠后 与现场实际情况不符 结果容易产生误差无法对配电网运行水平提供有效参考 第一组排序为 虽然此情况下排序与本文方法相同 但是 和、和 数据相差太小 参照性差 在进行实际关联度大小判断时难以抉择综上所述 相对现有方法 本文方法既有效地避免了仅考虑单一评价指标所带来的误差 又对关联度计算方法进行了改善 大大提升了配网运行水平评估的准确性 结论本文针对配网运行水平评估问题 提出基于组合赋权和改进灰色关联的配网运行水平评估方法第 卷第 期 兰征等:基于组合赋权和改进灰色关联的配网运行水平评估方法 年 月经过实例分析 得到主要结论如下:)与传统单一评价指标方法相比 基于组合赋权的综合评价指标法充分考虑了配网运行水平综合指标体系的关联分析 以及指标之间的内在联系 能更加准确地识别出配网运行水平薄弱地区)与传统灰色关联法相比 基于改进灰色关联法充分考虑了影响因素与综合评估指标之间的差异性 计算的关联度更加准确 对运行水平的评估更有效)实例分析结果充分证明了本文所提方法评估配网运行水平的有效性和优越性参考文献 李超 苗世洪 盛万兴 等.考虑动态网络重构的主动配电网优 化 运 行 策 略.电 工 技 术 学 报 ():.杜云飞 尹项根 赖锦木 等.基于电能路由器的配电网稳定运行与故障恢复分层能量优化.电力自动化设备 ():.彭石明 邓集 李欣 等.基于回路可靠性统计指标的电网充裕性在线评估模型.湖南电力 ():.汪颖 王欢 王昕.一种基于改进灰色关联分析的电压暂降源识别方法.电测与仪表 ():.贺建章 王海波 季知祥 等.基于随机森林理论的配电变压器重过载预测.电网技术 ():.郑雪筠 何维国 王少荣 等.基于 的智能配电网动态特性 在 线 评 估 方 法.电 网 技 术 ():.():.姜飞 涂春鸣 刘子维 等.配电网差异化节能规划方法及其应用.电网技术 ():.穆永铮 鲁宗相 乔颖 等.基于多算子层次分析模糊评价的电网安全与效益综合评价指标体系.电网技术 ():.刘旭娜 魏俊 张文涛 等.基于信息熵和模糊分析法的配电网投资效益评估及决策.电力系统保护与控制 ():.():.李响 牛赛.双碳目标下源网荷多层评价体系研究.中国电机工程学报 ():./().:.():.南钰 宋瑞卿 陈鹏 等.基于改进熵权灰色关联法的配电网可靠性影响因素分析.电力系统保护与控制 ():.吕朋蓬 赵晋泉 李端超 等.电网运行状态评价指标体系与综合评价方法.电网技术 ():.张义涛 王泽忠 刘丽平 等.基于灰色关联分析和改进神经网络的 配电网线损预测.电网技术 ():./().:.童晓阳 张绍迅.基于灰色关联度的配电网故障区段定位与类型识别方法.电力系统自动化 ():.张尚 王涛 顾雪平.基于直觉模糊层次分析法的电网运行状态综合评估.电力系统自动化 ():.郭久亿 刘洋 郭焱林 等.不同典型用户侧储能配置评估与运 行 优 化 模 型.电 网 技 术 ():.修晓青 唐巍 李建林 等.基于层次分析法的储能配置综合评估技术.电力系统自动化 ():.穆钢 陈奇 刘洪波 等.揭示电力系统运行数据中因果关系的逆信息熵因果推理方法.中国电机工程学报 ():./().:.王浩翔 赵冬梅 陶然 等.基于分解的多目标进化算法的含 交直流混合系统最优潮流研究.电工技术学报 ():.作者简介兰征()男 博士 副教授 研究方向为电力电子技术及其在电力系统中的应用郭凯涛()男 硕士研究生 通信作者 研究方向为配电网运行与分析第 卷第 期 湖 南 电 力 年 月