一种输变电线路工程选线系统、方法和应用技术方案

本发明专利技术公开了一种基于改进QFD的输变电线路工程选线系统、方法和应用，本发明专利技术的系统和方法将输变电线路工程在选址过程中的功能需求指标和质量特性进行统筹考虑，并运用熵权法确定权重，以改进的质量屋为基础，计算选线过程中各质量特性的重要度，为选线决策提供数据支持。本发明专利技术将输变电线路工程选址的功能需求指标和质量特性一一对应，有利于在线路工程选址过程中针对性建模研究；对输变电线路工程选址功能需求指标建立评价体系，利用熵权法求得权重值，并对质量特性建立自相关矩阵，对最终结果进行调整，以期结果趋于精确；运用改进型QFD，建立输变电线路工程选址质量屋，为线路工程选址提出建设性建议。

A line selection system, method and application for power transmission and transformation projects

The invention discloses a transmission line engineering line selection system, method and application based on improved QFD. The system and method of the invention comprehensively considers the functional requirement index and quality characteristics of the transmission line engineering in the process of site selection, and determines the weight by using the entropy weight method, and calculates the selection based on the improved house of quality. The importance degree of each quality characteristic in line process provides data support for route selection decision. The present invention corresponds the functional requirement index and quality characteristic of transmission and transformation line engineering site selection one by one, which is beneficial to the pertinent modeling research in the process of route engineering site selection; establishes an evaluation system for the functional requirement index of transmission and transformation line engineering site selection, obtains the weight value by using the entropy weight method, and establishes an autocorrelation matrix for the quality characteristic. The final results are adjusted in order to make the results more accurate. The improved QFD is used to establish a quality house for the location of transmission and transformation lines, and constructive suggestions are put forward for the location of transmission lines.

【技术实现步骤摘要】
一种输变电线路工程选线系统、方法和应用
本专利技术属于输变电线路规划
，特别涉及一种输变电线路选线系统、方法和应用，尤其涉及一种基于改进型质量展开功能(QFD)的输变电线路工程选线系统、方法和应用。
技术介绍
输变电工程是指将电能的特性(主要指电压、交流或直流)进行变换并从电能供应地输送至电能需求地的工程项目，主要包括变电工程和线路工程。在立项前期，通常需要考虑站址、选线路径等诸多因素，不仅涉及用户需求、城市规划要求、还需要考虑质量和技术的满足条件。然而，在现有的输变电线路工程选线系统中，还没有出现将选址过程中功能需求指标和质量特性统筹规划，并运用熵权确定权重的系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于改进QFD的输变电线路工程选线系统、方法和应用，本专利技术的系统和方法将输变电线路工程在选址过程中的功能需求指标和质量特性进行统筹考虑，并运用熵权确定权重，以改进的质量屋为基础，计算选线过程中各质量特性的重要度，为选线决策提供数据支持。为此，本专利技术提供的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供一种输变电线路工程选线方法，所述方法包括以下步骤(如图1所示)：(1)建立输变电线路工程选线的功能需求指标体系，所述体系包括若干个指标；(2)利用熵权法确定输变电线路工程选线的功能需求指标的相对权重数值；(3)依据改进型质量展开功能构建质量屋，形成输变电线路工程选线的质量特性以及质量特性的自相关矩阵；(4)构造步骤(1)中功能需求指标和步骤(3)中质量特性的关系度矩阵；(5)根据所述相对权重数值、自相关矩阵和关系度矩阵，得出质量特性的重要度排序。优选地，步骤(1)中所述指标包括一级指标；优选地，所述一级指标包括电网负荷功能、城乡规划功能或环境效益功能中的任意一种或至少两种的组合，优选为电网负荷功能、城乡规划功能和环境效益功能三个一级指标，分别表示为FR1、FR2和FR3；优选地，所述电网负荷功能包括完善电力系统方案，增强电网连通度需求功能，满足周边负荷增长，满足供电可靠性需求功能、增强区域之间用电联系和增强城市之间用电联系三个二级指标，分别表示为FR11、FR12和FR13；优选地，所述城乡规划功能包括实现负荷预测、优化电网网络架构需求功能、满足与公路、高速公路、铁路、油气管道、民厂房等各类障碍物之间安全距离的需求功能和合理实施“三跨”设计、协调城乡规划需求功能三个二级指标，分别表示为FR21、FR22和FR23；优选地，所述环境效益功能包括避开农作物、自然保护区等、满足生态环境需求功能，提高区域用电水平需求功能和保护原址地形地貌、实现沿线环境可持续发展三个二级指标，分别表示为FR31、FR32和FR33。优选地，步骤(2)包括运用专家打分法建立输变电线路工程选线的功能需求指标的重要性评价矩阵，然后利用熵权法得出所述功能需求指标的熵权值并进行归一化处理，得到每个指标的相对权重数值的步骤；优选地，步骤(2)包括以下步骤：(201)构建专家的重要性评价矩阵：其中，对于装配式变电站全过程消防控制综合评价方法而言，n对应最小指标最终值，即二级指标评价指数最终个数，n为评价指标，m为指标重要程度，xij为采集获得的各特征原始评价分值；优选地，n＝15；优选地，m为按重要程度划分“重要”、“较重要”、“一般”、“较不重要”、“不重要”等5个级别，即m取值为5；(202)根据步骤(201)中的重要性评价矩阵，构建隶属度矩阵元素指标：于是，构成隶属度矩阵：(203)利用熵权法确定熵值：其中，i＝1，2，…n；j＝1，2，…m；利用熵权法确定熵权：W＝(wj)1×m(1-5)其中，wj∈[0,1]，(204)通过归一化处理，得到每个指标的相对权重数值：其中，wj∈[0,1]，优选地，步骤(3)中的质量屋由8个部分组成，具体包括：(301)左墙(Whats)：输变电线路工程质量特性的功能需求指标；(302)右墙：功能需求指标的重要度，即对功能需求指标的重要程度进行判断；(303)天花板(Hows)：输变电线路工程质量特性；(304)地板：即质量特性的绝对权重；(305)房间：顾客需求与质量特性的关系度矩阵，通过相关矩阵可以将线路工程的功能需求指标转换成输变电线路工程的质量特性；(306)屋顶：质量特性之间的关系矩阵。它表明质量特性之间彼此存在着矛盾冲突与互补的关系，或者彼此间类似的关系；(307)一层地下室：质量特性的修正权重；(308)二层地下室：质量特性的相对权重。质量屋(HOQ)是质量功能展开(QFD)所使用的基本规划工具，质量功能展开的原动力，是顾客所主导的产品特性。从质量上来说，所谓顾客的满意，就是要符合顾客的需求。而质量屋则是将顾客的“声音”转换成质量特性以满足特定目标值的需求。在工程设计中，大多数工程师往往将质量屋作为质量规划的基本图表。质量特性由“顾客的声音”(即顾客需求)推演出，是指用标准化的形式将顾客对于产品的需求转化为以工程语言表达的技术特性。在输变电路线工程选址过程中，杆塔、基础、工程造价和征地拆迁量等项目也应作为其“质量特性”。依据针对性、可测度性和全局性的原则，本专利技术结合步骤(1)中已经确定的功能需求，从勘察设计工作者以及决策者的视角，研究输变电线路在选线过程中的质量特性，主要包括走廊清理，最小曲线半径，气象条件，征地拆迁，架空线路，电缆线路，防雷和接地，杆塔，基础和工程造价等10个特征值。在功能屋中，质量特性彼此之间也会形成一定的自相关关系(即自相关矩阵)，质量特性自相关矩阵可以描述一项质量特性对其他质量特性的影响。而质量特性之间的相关性用“++”代表强相关，即两项质量特性之间有着强烈的互相加乘效果，“+”代表一般相关，即两项质量特性之间有着一般的互相加乘效果，“-”代表弱相关，即两项质量特性之间有互相加乘效果，并分别用“1”、“0.5”、“0.2”等数学数值来代替。优选地，步骤(4)中所述步骤(1)中功能需求指标和步骤(3)中质量特性的关系度矩阵为：R1＝(rij)m×n(1-8)其中，rij表示第j项质量特性对第i个功能需求指标的满足程度。功能需求指标与质量特性之间的关系度所构成的关系矩阵是功能屋的本体，用于描述各项质量特性对功能需求指标的满足程度。在本专利技术构建功能屋的过程中，采用符号◎、○、△等来表示重要度，其表示的关系强度分为9、5、1，空白为不相关，设值为0。优选地，步骤(5)具体包括以下步骤：(501)利用公式(1-9)确定质量特性的绝对重要度：其中，表示第i项功能需求指标的重要度，i＝1,2,...,n；j＝1，2，…，m；表示第i项功能需求指标和第j项质量特性关系度；(502)利用质量特性的自相关矩阵进行修正，利用公式(1-10)得出质量特性的修正重要度：其中，j＝1，2，…，m；hij表示第i项质量特性和第j项质量特性的自相关度；(503)根据公式(1-11)得出质量特性的相对重要度：其中，j＝1，2，…，m。作为优选的技术方案，所述输变电线路工程选线方法包括以下步骤：(1)建立输变电线路工程选线的功能需求指标体系，所述体系包括若干个指标；所述指标包括一级指标；所述一级指标包括电网负荷功能、城乡规划功能或环境效益功能中的任意一种或至少两种的组合，优选为电网负荷功能、城乡规划功能和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输变电线路工程选线方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)建立输变电线路工程选线的功能需求指标体系，所述体系包括若干个指标；(2)利用熵权法确定输变电线路工程选线的功能需求指标的相对权重数值；(3)依据改进型质量展开功能构建质量屋，形成输变电线路工程选线的质量特性以及质量特性的自相关矩阵；(4)构造步骤(1)中功能需求指标和步骤(3)中质量特性的关系度矩阵；(5)根据所述相对权重数值、自相关矩阵和关系度矩阵，得出质量特性的重要度排序。

【技术特征摘要】
1.一种输变电线路工程选线方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)建立输变电线路工程选线的功能需求指标体系，所述体系包括若干个指标；(2)利用熵权法确定输变电线路工程选线的功能需求指标的相对权重数值；(3)依据改进型质量展开功能构建质量屋，形成输变电线路工程选线的质量特性以及质量特性的自相关矩阵；(4)构造步骤(1)中功能需求指标和步骤(3)中质量特性的关系度矩阵；(5)根据所述相对权重数值、自相关矩阵和关系度矩阵，得出质量特性的重要度排序。2.根据权利要求1所述的输变电线路工程选线方法，其特征在于，步骤(1)中所述指标包括一级指标；优选地，所述一级指标包括电网负荷功能、城乡规划功能或环境效益功能中的任意一种或至少两种的组合，优选为电网负荷功能、城乡规划功能和环境效益功能三个一级指标；优选地，所述电网负荷功能包括满足供电可靠性需求功能、增强区域之间用电联系和增强城市之间用电联系三个二级指标；优选地，所述城乡规划功能包括优化电网网络架构需求功能、满足障碍物之间安全距离的需求功能和协调城乡规划需求功能三个二级指标；优选地，所述环境效益功能包括满足生态环境需求功能、提高区域用电水平需求功能和实现沿线环境可持续发展三个二级指标。3.根据权利要求1或2所述的输变电线路工程选线方法，其特征在于，步骤(2)包括运用专家打分法建立输变电线路工程选线的功能需求指标的重要性评价矩阵，然后利用熵权法得出所述功能需求指标的熵权值并进行归一化处理，得到每个指标的相对权重数值的步骤；优选地，步骤(2)包括以下步骤：(201)构建专家的重要性评价矩阵：其中，n为评价指标，m为指标重要程度，xij为采集获得的各特征原始评价分值；优选地，n＝15；优选地，m为按重要程度划分“重要”、“较重要”、“一般”、“较不重要”、“不重要”等5个级别，即m取值为5；(202)根据步骤(201)中的重要性评价矩阵，构建隶属度矩阵元素指标：于是，构成隶属度矩阵：(203)利用熵权法确定熵值：其中，i＝1，2，…n；j＝1，2，…m；利用熵权法确定熵权：W＝(wj)1×m(1-5)其中，wj∈[0,1]，(204)通过归一化处理，得到每个指标的相对权重数值：其中，wj∈[0,1]，4.根据权利要求1-3中任一项所述的输变电线路工程选线方法，其特征在于，步骤(3)中的质量屋由8个部分组成，具体包括：(301)左墙：输变电线路工程质量特性的功能需求指标；(302)右墙：功能需求指标的重要度，即对功能需求指标的重要程度进行判断；(303)天花板：输变电线路工程质量特性；(304)地板：即质量特性的绝对权重；(305)房间：顾客需求与质量特性的关系度矩阵，通过相关矩阵可以将线路工程的功能需求指标转换成输变电线路工程的质量特性；(306)屋顶：质量特性之间的关系矩阵。它表明质量特性之间彼此存在着矛盾冲突与互补的关系，或者彼此间类似的关系；(307)一层地下室：质量特性的修正权重；(308)二层地下室：质量特性的相对权重。5.根据权利要求1-4中任一项所述的输变电线路工程选线方法，其特征在于，步骤(4)中所述步骤(1)中功能需求指标和步骤(3)中质量特性的关系度矩阵为：R1＝(rij)m×n(1-8)其中，rij表示第j项质量特性对第i个功能需求指标的满足程度。6.根据权利要求1-5中任一项所述的输变电线路工程选线方法，其特征在于，步骤(5)具体包括以下步骤：(501)利用公式(1-9)确定质量特性的绝对重要度：其中，表示第i项功能需求指标的重要度，i＝1,2,...,n；j＝1，2，…，m；表示第i项功能需求指标和第j项质量特性关系度；(502)利用质量特性的自相关矩阵进行修正，利用公式(1-10)得出质量特性的修正重要度：其中，j＝1，2，…，m；hij表示第i项质量特性和第j项质量特性的自相关度；(503)根据公式(1-11)得出质量特性的相对重要度：其中，j＝1，2，…，m。7.根据权利要求1-6中任一项所述的输变电线路工程选线方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立输变电线路工程选线的功能需求指标体系，所述体系包括若干个指标；所述指标包括一级指标；所述一级指标包括电网负荷功能、城乡规划功能或环境效益功能中的任意一种或至少两种的组合，优选为电网负荷功能、城乡规划功能和环境效益功能三个一级指标；所述电网负荷功能包括满足供电可靠性需求功能、增强区域之间用电联系和增强城市之间用电联系三个二级指标；所述城乡规划功能包括优化电网网络架构需求功能、满足障碍物之间安全距离的需求功能和协调城乡规划需求功能三个二级指标；所述环境效益功能包括满足生态环境需求功能、提高区域用电水平需求功能和实现沿线环境可持续发展三个二级指标；(2)利用熵权法确定输变电线路工程选线的功能需求指标的相对权重数值，具体包括：(201)构建专家的重要性评价矩阵：其中，n为评价指标，m为指标重要程度，xij为采集获得的各特征原始评价分值；n＝15；m为按重要程度划分“重要”、“较重要”、“一般”、“较不重要”、“不重要”等5个级别，即m取值为5；(202)根据步骤(201)中的重要性评价矩阵，构建隶属度矩阵元素指标：于是，构成隶属度矩阵：(203)利用熵权法确定熵值：其中，i＝1，2，…n；j＝1，2，…m；利用熵权法确定熵权：W＝(wj)1×m(1-5)其中，wj∈[0,1]，(204)通过归一化处理，得到每个指标的相对权重数值：其中，wj∈[0,1]，(3)依据改进型质量展开功能构建质量屋，形成输...

【专利技术属性】
技术研发人员：段梦诺，赵祥霞，薛健，杨雪莹，梁彬，刘培帅，杨肇辉，秦涛，白苏娜，邵冰然，刘英英，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：天津,12