一种基于主成分分析法及熵权法的中压配电网运行状态模糊综合评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于主成分分析法并融合客观权重的中压配电网运行模糊综合评价体系。利用主成分分析法可以保留源数据中的主要信息，采用供电能力、供电质量以及经济性指标作为表征配网运行状态的源数据，通过求取相关系数矩阵的特征值和特征向量，从而确定配电网运行的主成分，形成一组相关性弱、而包络信息量大的评价体系。考虑到指标评价中存在模糊性，在体系内利用熵权法对新的评价指标进行客观赋权最终形成10kV配电网运行方式的模糊综合评价体系。本发明专利技术考虑了评价指标的模糊性，兼具定性分析和定量判断，具有一定的合理性和科学性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及10kV中压配电网运行评价领域，具体涉及10kV中压配电网运行状态评价指标、权重及综合体系的确定。
技术介绍
在10kV中压配电网的运行过程中，为了比较实际情况下配电网运行方式的优劣性、得出最优运行方式，往往会对不同配电网的运行方式进行评估。通过对比评估结果，可以遴选出最优运行方案，从而确定配电网的最佳运行方式。然而，一般的配电网评估只针对若干评价指标得出相对结果，不能反映网络的整体性，所得结果相对狭隘。因此，为全面考察10kV中压配电网运行方式的合理性，需要建立一个能够综合反映网络性态、协调各个评价指标的配电网运行综合评价体系。就目前而言，常见的配电网运行方式主要有以下两类：1.赋权法1)主观赋权法。主观赋权法主要采用决策者的主观思维进行指标赋权，该方式的特点在于计算步骤相对简单，具有一定的定性分析和理论基础，但是无法体现指标间的相对重要程度，并容易造成随大流的情况，缺乏一定客观性和合理性。主要方法包括二项系数法、层次分析法、专家打分法、德尔菲法等。2)客观赋权法。客观赋权法主要依据原始数据之间的相关关系通过一定的数学方法来确定权重，其判断结果不依赖于人的主观判断，有较强的数学理论依据。但是由于其对已有数据的依赖性强，因此可能导致产生的随机误差较大的情况，且通用性和参与性较差，不能体现主体对于不同属性指标的重视程度。主要方法包括熵权法、标准离差法、CRITIC法(CriteriaImportanceThoughIntercrieriaCorrelation)等。2.综合评价法1)模糊综合评价法。模糊综合评价法主要依据模糊数学的理念，根据隶属度原则将定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出总体评价。具有结果清晰、系统性强等优点，对于关系模糊、难以量化的问题以及非确定性情况具有较好的效果。但其同时有计算较为复杂，确定指标权重时主观性较强等劣势。2)层次分析法。层次分析法把研究对象视为一个系统，将与决策相关的全部因素逐步分解为目标、准则、方案等层次，从而在此基础之上进行定性和定量分析和决策。该方法量化了每个因素对结果的影响程度，计算过程简单、明确，但是其定性成分较高，分析结果的科学性较差。在指标数目较多时，数据的统计量大，难以确定权重，求解精确特征值等过程较为复杂。3)人工神经网络评价法。人工神经网络评价法主要通过神经网络的自学习、自适应能力和强容错性建立更加接近人类思维模式的定性和定量相结合的综合评价模型。训练好的神经网络将专家的评价思想以连接权的形式赋予于网络中，其不仅可以模拟专家进行定量评价，并相应避免了主观影响和不确定性。但由于其具有高度的非线性及复杂性，因此难以分析神经网络的各项指标，且构建体系的通用性较差。4)灰色综合评估法。灰色综合评估法主要以灰色关联度理论为依据，基于专家评判进行综合评估，对于少数据、贫信息以及不确定性问题具有较好的评价效果，且其计算量很小。但是，该方法中的指标权重和分辨系数等需要人为制定，具备一定主观影响。
技术实现思路
针对目前中压配电网运行状态综合评价中各类评估方式所存在的缺点，本专利技术提出了一种基于主成分分析并融合客观权重的中压配电网运行模糊综合评价体系，全面考虑了配电网运行指标间的关联性和模糊性。利用主成分分析法确定描述10kV配电网运行情况的主成分，并利用熵权法对新的评价指标进行客观赋权，最终形成中压配电网运行方式的模糊综合评价体系，使得评价结果辨识度更高，兼具一定的科学性和理论性。本专利技术所采用的技术方案包括如下步骤：1)根据构建的10kV中压配电网运行状态综合评价指标体系，针对每一个子体系下的各个指标，从当前运行的配电网中采集数据计算得到各个指标的值，数据采集分为多次进行，次数至少为2且不宜过多，每次采集数据后均需要记录各个指标的值；2)根据所构建的10kV中压配电网运行状态模糊综合评价体系，利用主成分分析法对原有指标体系进行降维，生成一组包含绝大部分信息量的新的主成分；3)根据步骤2)所得到的各个主成分表达式计算得到不同方案对应主成分的取值，利用熵权法计算得到各个主成分的客观权重；4)根据步骤2)和步骤3)所得到的主成分表达式及相应客观权重，以及步骤2)中计算得到的不同方案对应各个主成分指标的取值，利用模糊综合评价法计算得到各个方案的模糊综合评价向量；5)对于步骤4)所得的各个方案的模糊综合评价向量，利用最大隶属度原则对比分析，最终计算得出10kV中压配电网运行状态综合评价结果，上述步骤1)所述10kV中压配电网运行状态综合评价指标体系，具体包括三个子体系：供电能力体系、供电质量体系以及经济性评估体系。其中，隶属不同子体系的各个指标的计算公式具体如下：A.供电质量体系：a)馈线供电半径合格率：该指标统计对象为全网或220kV片网当中的10kV馈线，统计其供电半径的合格比例。B.供电质量评估a)配变平均最高负载率:该指标统计对象为全网或220kV片网当中的10kV配变，统计其平均最高负载率水平，即取全年负荷最高的25天的日最高负荷平均值。b)母线电压合格率:该指标统计对象为各变电站的10kV中压侧母线，统计其电压合格情况。c)配变功率因数合格率:该指标统计对象为全网或220kV片网当中的配变，统计其低压侧功率因数的合格情况。C.经济性评估体系：a)理论线损率：该指标统计对象为全网或220kV片网的配变和线路，统计其总计的理论线损率水平。sIII-1＝100-理论线损率(5)上述步骤2)所述利用主成分分析法对原有评价指标进行降维生成新的主成分，具体过程如下：A.设定一个p维评价指标列向量：x＝(X1,X2,X3,…,Xp)T以及n个相关样本。每个样本数据包含一组具体评价指标，即为：xi＝(xi1,xi2,xi3,…,xip)T，其中i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,p，且n＞p。B.标准化处理矩阵元素。构造样本阵，利用式(6)对样本阵元进行标准化变换： Z i j = x i j - 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于主成分分析法及熵权法的中压配电网运行状态的模糊综合评价方法，其特征在于全面考虑与10kV中压配电网运行相关的可靠性、安全性、经济性等指标，利用主成分分析法对原有指标进行降维，利用熵权法对生成非主成分进行客观赋权，再应用模糊综合评价法实现配电网运行方式的综合评价，得到的评价结果更加科学合理，且具有可扩展性。所述方法包括采集数据计算指标值，利用主成分分析法根据特征值原则确定主成分含量，利用熵权法计算出各个主成分指标的客观权重，利用模糊综合评价法应用客观权重计算出不同中压配电网运行状态的模糊综合评价向量，最后根据最大隶属度原则得到评价结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于主成分分析法及熵权法的中压配电网运行状态的模
糊综合评价方法，其特征在于全面考虑与10kV中压配电网运行相关
的可靠性、安全性、经济性等指标，利用主成分分析法对原有指标进
行降维，利用熵权法对生成非主成分进行客观赋权，再应用模糊综合
评价法实现配电网运行方式的综合评价，得到的评价结果更加科学合
理，且具有可扩展性。所述方法包括采集数据计算指标值，利用主成
分分析法根据特征值原则确定主成分含量，利用熵权法计算出各个主
成分指标的客观权重，利用模糊综合评价法应用客观权重计算出不同
中压配电网运行状态的模糊综合评价向量，最后根据最大隶属度原则
得到评价结果。
2.根据权利要求1所述的基于主成分分析法及熵权法的中压配
电网运行状态的模糊综合评价方法，其特征在于，所述的采集数据计
算指标值，针对每一个子体系下的各个指标，从当前运行的配电网中
采集数据并计算得到各个指标的值，数据采集分为多次进行，次数至
少为2且不宜过多，每次采集数据后均需要记录各个指标的值。
3.根据权利要求1所述的基于主成分分析法及熵权法的中压配
电网运行状态的模糊综合评价方法，其特征在于，所述的利用主成分
分析法对对原有指标进行降维，其基本步骤为：1)定义评价指标列
向量及相关样本，构造样本阵X；2)对样本阵X进行标准化变换，
得到标准化样本阵Z；3)计算得到相关系数矩阵R；4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：连鸿波，赵时桦，王承民，黄淳驿，姚伟，沈忠旗，汤晓伟，李家睿，刘涌，裘青云，祁桂刚，陈旸，曾琪，胡翼，黄诚，马成红，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，上海博英信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31