基于改进的隶属度函数的供电可靠性模糊综合评价方法技术

一种基于改进的隶属度函数的供电可靠性模糊综合评价方法，该方法包括以下步骤：（1）选取N个能反映配电网供电可靠性现状的基层指标建立评估指标体系；（2）对N个评价指标的质量等级划分为6个质量等级，分别为：“最优”、“优”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”；（3）采用改进的层次分析法与变异系数法相结合的主客观分析法来确定评价指标体系中每个评价指标的综合权重；（4）对各评价指标进行评分，得到各评价指标的评分值。本发明专利技术方法解决了难以在供电可靠性模糊综合评价领域评价指标两质量等级之间建立联系的问题，而且解决了当指标数据相近时导致评价结果一致而无法区分的问题，实现了更为精细的供电可靠性模糊综合评价。

Fuzzy comprehensive evaluation method of power supply reliability based on improved membership function

A fuzzy comprehensive evaluation method of reliability based on improved membership function, the method comprises the following steps: (1) select the N can reflect the current situation of the power supply reliability of distribution network to set up the evaluation index system; (2) the quality grade of N evaluation indexes are divided into 6 grades, respectively. \Optimal\, \excellent\, \good\, \medium\, \qualified\ and \unqualified\; (3) using AHP and improved variation coefficient method combining subjective and objective analysis method to determine the weight of each evaluation index system of comprehensive evaluation index; (4) score for each index, the evaluation index score. The method of the invention solves the difficulty in power supply reliability fuzzy comprehensive evaluation field evaluation index between the two grade to establish contact problems, but also solves the problem when the index data is close to result in favorable to distinguish problems, to achieve a more reliable supply of fine fuzzy comprehensive evaluation.

【技术实现步骤摘要】
基于改进的隶属度函数的供电可靠性模糊综合评价方法
本专利技术涉及一种基于改进的隶属度函数的供电可靠性模糊综合评价方法，属供电可靠性评估

技术介绍
由于供电可靠性指标的每两个质量等级之间存在着模糊性，故模糊理论在供电可靠性评价中得到广泛应用。模糊评价应用于供电可靠性评价的一个关键点就是构建隶属度函数，而目前各类隶属度函数处理模糊概念的共同缺陷是没有细致量化各评价指标相对于每个质量等级的模糊特性，仅仅计算指标相对于合格范围内的隶属度；即便是量化了各指标在质量等级间的模糊性，也存在着由于指标数据相近导致评价结果一致而彼此无法区分的问题。传统的配电网供电可靠性评价中的权重算法也较为单一，少部分文献中才会运用到两种算法的结合来算权重。因此亟需一种合理且全面的评价方法为配电网供电可靠性评价提供决策支持。杨家豪,欧阳森,石怡理等《一种组合隶属度函数及其在电能质量模糊评价中的应用》电工电能新技术,2014,33(2):63-69。该文建立了由几个隶属度函数优化组合的隶属度函数模型，并应用到电能质量的模糊评价中。虽然该文很好的结合了各个隶属度函数的优缺点，得到的评价结果也较为合理，但是这并没有细致量化各评价指标相对于每个质量等级的模糊特性，仅仅是计算指标相对于合格范围内的隶属度。蒋金良,袁金晶,欧阳森等〈基于改进隶属度函数的电能质量模糊综合评价〉华南理工大学学报,2012,40(11):107-112。该文所建立的隶属度函数模型尽管量化了指标相对于每个质量等级间的模糊性，但是却存在着当指标数据相近时评价结果一致的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是，根据现有隶属度函数模型应用于电能质量的模糊评价中存在的问题，本专利技术提出一种基于改进的隶属度函数的供电可靠性模糊综合评价方法。实现本专利技术的技术方案为，一种基于改进的隶属度函数的供电可靠性模糊综合评价方法，包括以下步骤：(1)选取N个能反映配电网供电可靠性现状的基层指标建立评估指标体系；(2)对N个评价指标的质量等级划分为6个质量等级，分别为：“最优”、“优”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”；(3)采用改进的层次分析法与变异系数法相结合的主客观分析法来确定评价指标体系中每个评价指标的综合权重；(3-1)对评价指标体系中评价指标所对应的数据进行预处理，去除畸形数据并采用平均值法补全缺失数据；(3-2)用改进层次分析法计算各评价指标主观权重α，设αi为第i个评价指标的主观权重，i＝1,2,…,n；(3-3)用变异系数法确定各评价指标的客观权重β，设βi为某一类中第i个评价指标的客观权重，i＝1,2,…,n；(3-4)结合步骤(3-2)的主观权重α和步骤(3-3)中的客观权重β，计算各评价指标的综合权重ω；综合权重ω的计算公式如下：ωi为某一类中第i个评价指标的综合权重值，i,j＝1,2,…,n；(4)对各评价指标进行评分，得到各评价指标的评分值，评分方法如下所示；(4-1)建立改进的隶属度函数模型；(4-2)根据所建立的隶属度函数模型求出供电可靠性指标的隶属度矩阵μ；(4-3)结合步骤(3-4)中的综合权重ω和步骤(4-2)中的指标隶属度矩阵μ，计算出刻画供电可靠性相对于各质量等级隶属程度的隶属程度向量L；L的计算公式如下：L＝ω·μ；(4-4)对6个质量等级：“最优”、“优”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”依次赋以分值q1,q2,q3,q4,q5,q6，最后采用加权平均得到评价对象的供电可靠性评分Q；供电可靠性评分Q的公式如下：lj为L的第j个元素；在步骤(1)中，建立的评价指标体系如下表1所示：表1配电网供电可靠性指标在步骤(2)中，划分的质量等级步骤具体如下：选择质量等级的划分数目，分别为：“最优”、“优”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”；各个指标的质量等级划分如表2所示：表2供电可靠性评价指标及其质量等级在步骤(3-2)中，改进层次分析法计算过程如下：1)对评价指标进行两两对比，排定评价指标的相对重要程度，构造判断矩阵A；2)将判断矩阵A进行归一化处理(把数据映射到0～1范围之内处理)，并求出判断矩阵A的最大特征根所对应的特征向量；3)选择相应的特征向量权向量，权向量所对应的最大特征根是每个评价指标的主观权重αi。在步骤(3-3)中，利用变异系数法计算各评价指标的客观权重βi的具体步骤如下：1)将供电可靠性评价指标的数据进行标准化处理，得出标准矩阵H；2)根据标准矩阵H求取各评价指标的变异系数vi；变异系数vi的计算公式如下：式中为第i项指标的平均值，其中hij为矩阵H中的元素，是第i项指标值的标准差；3)根据变异系数vi，计算各评价指标的客观权重βi；客观权重βi的计算公式如下：在步骤(4)中，建立隶属度函数模型具体步骤如下：1)正向指标隶属度函数模型的建立指标对应“最优”质量等级的隶属度函数为：式中指标对应“优”、“良”、“中”、“合格”各质量等级的隶属度函数为：式中:n的取值根据“优”“良”、“中”、“合格”质量等级依次取为1、2、3、4。指标对应“不合格”质量等级的隶属度函数为：式中，2)负向指标隶属度函数模型的建立负向指标对应“最优”质量等级的隶属度函数为：式中指标对应“优”、“良”、“中”、“合格”各质量等级的隶属度函数为：式中:n的取值根据“优”、“良”、“中”、“合格”质量等级依次取为1、2、3、4。指标对应“不合格”质量等级的隶属度函数为：式中本专利技术的有益效果在于，本专利技术方法解决了难以在供电可靠性模糊综合评价领域评价指标两质量等级之间建立联系的问题，而且解决了当指标数据相近时导致评价结果一致而无法区分的问题，实现了更为精细的供电可靠性模糊综合评价。显然，本文算法也适用于数目更多的供电可靠性指标与质量等级的供电可靠性的模糊综合评价问题，因而具有普适性。附图说明图1为本专利技术供电可靠性模糊综合评价方法流程框图；图2为正向指标相对于各质量等级的隶属度函数；图中的x1、x2的取值分别为x1＝y、x2＝y-Δx，式中y为“最优”质量等级限值，Δx为质量等级间隔值；图3为负向指标相对于各质量等级的隶属度函数；图中的x1、x2的取值分别为x1＝Δx，x2＝2×Δx，式中Δx为质量等级间隔值。具体实施方式本专利技术具体实施方式如图1所示。实施例1本实施例一种基于改进的隶属度函数的供电可靠性模糊综合评价方法，包含下列步骤：步骤S1，选取N个能反映配电网供电可靠性现状的基层指标建立评估指标体系；步骤S2，对N个评价指标的质量等级划分为6个质量等级，分别为：“最优”、“优”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”；步骤S3，采用改进的层次分析法与变异系数法相结合的主客观分析法来确定评价指标体系中每个评价指标的综合权重；具体步骤如下：步骤S3.1，对评价指标体系中评价指标所对应的数据进行预处理，去除畸形数据并采用平均值法补全缺失数据；步骤S3.2，用改进层次分析法计算各评价指标主观权重α(设αi为第i个评价指标的主观权重，i＝1,2,…,n)；具体步骤如下：S3.2.1，对评价指标进行两两对比，排定评价指标的相对重要程度，构造判断矩阵A；S3.2.2，将判断矩阵A进行归一化处理(把数据映射到0～1范围之内处理)，并求出判断矩阵A的最大特征根所对应的特征向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于改进的隶属度函数的供电可靠性模糊综合评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)选取N个能反映配电网供电可靠性现状的基层指标建立评估指标体系；(2)对N个评价指标的质量等级划分为6个质量等级，分别为：“最优”、“优”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”；(3)采用改进的层次分析法与变异系数法相结合的主客观分析法来确定评价指标体系中每个评价指标的综合权重；(4)对各评价指标进行评分，得到各评价指标的评分值。

【技术特征摘要】
1.一种基于改进的隶属度函数的供电可靠性模糊综合评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)选取N个能反映配电网供电可靠性现状的基层指标建立评估指标体系；(2)对N个评价指标的质量等级划分为6个质量等级，分别为：“最优”、“优”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”；(3)采用改进的层次分析法与变异系数法相结合的主客观分析法来确定评价指标体系中每个评价指标的综合权重；(4)对各评价指标进行评分，得到各评价指标的评分值。2.根据权利要求1所述基于改进的隶属度函数的供电可靠性模糊综合评价方法，其特征在于，所述确定评价指标体系中每个评价指标的综合权重的具体步骤如下：(3-1)对评价指标体系中评价指标所对应的数据进行预处理，去除畸形数据并采用平均值法补全缺失数据；(3-2)用改进层次分析法计算各评价指标主观权重α，设αi为第i个评价指标的主观权重，i＝1,2,…,n；(3-3)用变异系数法确定各评价指标的客观权重β，设βi为某一类中第i个评价指标的客观权重，i＝1,2,…,n；(3-4)结合主观权重α和客观权重β，计算各评价指标的综合权重ω；综合权重ω的计算公式如下：ωi为某一类中第i个评价指标的综合权重值，i,j＝1,2,…,n。3.根据权利要求1所述基于改进的隶属度函数的供电可靠性模糊综合评价方法，其特征在于，所述对各评价指标进行评分的方法如下：(4-1)建立改进的隶属度函数模型；(4-2)根据所建立的隶属度函数模型求出供电可靠性指标的隶属度矩阵μ；(4-3)结合综合权重ω和隶属度矩阵μ，计算出刻画供电可靠性相对于各质量等级隶属程度的隶属程度向量L；L的计算公式如下：L＝ω·μ；(4-4)对6个质量等级：“最优”、“优”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”依次赋以分值q1,q2,q3,q4,q5,q6，最后采用加权平均得到评价对象的供电可靠性评分Q；供电可靠性评分Q的公式如下：lj为L的第j个元素。4.根据权利要求2所述基于改进的隶属度函数的供电可靠性模糊综合评价方法，其特征在于，所述用变异系数法确定各评价指标的客观权重βi的具体步骤如下：1)将供电可靠性评价指标的数据进行标准化处理，得出标准矩阵H；2)根据标准矩阵H求取各评价指标的变异系数vi；变异系数vi的计算公式如下：式中为第i项指标的平均值，其中hij为矩阵H中的元素，是第i项指标值的标准差；3)根据变异系数vi，计算各评价指标的客观权重βi；客观权重βi的计算公式如下：5.根据权利要求2所述基于改进的隶属度函数的供电可靠性模糊综合评价方法，其特征在于，所述用改进层...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨为群，朱文广，程虹，王丽，彭怀德，肖园，罗路平，杨超，王敏，
申请(专利权)人：国网江西省电力公司经济技术研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江西,36