一种主客观组合赋权的配电网运行状态多层级评价方法技术

本发明专利技术涉及电力工程技术领域，具体涉及种主客观组合赋权的配电网运行状态多层级评价方法。本发明专利技术将配电分区划分为配电网开关设备‑配电变压器‑配电线路‑配电分区四个层级，同时构建三层的运行状态评价指标体系，运用主客观组合赋权法对各层级指标赋权，实现配电网多层级运行状态综合评价，以便根据运行状态关键信息指标来辨识配电分区的薄弱环节。

A multi-level evaluation method of distribution network operation state based on subjective and objective combination weighting

【技术实现步骤摘要】
一种主客观组合赋权的配电网运行状态多层级评价方法
本专利技术涉及电力工程
，具体涉及一种主客观组合赋权的配电网运行状态多层级评价方法。
技术介绍
随着电力系统的不断发展，配电网规模日益扩大，包含的设备数目庞大，结构也越来越复杂，通常配电网设备维护以配电分区为单位设置运维部门。为便于设备维护和保障配电网安全稳定运行，需要对配电分区范围内的配电设备及网架进行运行状态评估。评估指标体系的赋权是否合理对评估结果的准确性至关重要，传统的主观赋权法过度依赖于专家经验，一旦主观判断发生偏差失误，权重结果的合理性就会大幅下降，这一特性在当今配电网中更加显著。同时，配电大数据的涌现也给主观赋权带来了更大的挑战。客观赋权法结果的合理性则与数据质量的优劣息息相关，虽然目前配电大数据为实现客观赋权提供了坚实基础，但这些数据质量良莠不齐，包含的信息也时有错漏，完全依靠客观赋权法得到的权重结果往往与工程实际存在冲突。为此，在配电大数据的基础上，运用主客观组合赋权法为配电分区运行状态评价指标赋予权重，利用主观认识改善客观赋权过度依赖数据的赋值偏颇，对配电分区进行准确的运行状态评价，有利于帮助识别运行状态不良的配电设备和配电分区薄弱环节、优化配电网规划，维持配电网安全、稳定、经济运行。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种主客观组合赋权的配电网运行状态多层级评价方法，具体技术方案如下：一种主客观组合赋权的配电网运行状态多层级评价方法，包括以下步骤：S1：分别针对配电网开关设备、配电变压器、配电线路和供电分区四个层级，选择对应的评价指标，构建包含目标层、准则层和基础层三层结构的多层级运行状态评价体系；S2：基于配电网历史运行数据，计算基础层各个评价指标；S3：采用改进的层次分析法AHP对各层指标进行主观赋权；S4：采用熵权法计算各层级指标的客观权重；S5：利用基于Pignistic概率距离的最优证据合成法，对由AHP得到的主观权重与由熵权法求得的客观权重进行结合，对各层级指标进行主客观组合赋权；S6：由修正过后的主客观组合权重，计算配电变压器、配电线路、配电开关设备、供电分区的综合得分。优选地，所述步骤S2具体为：将步骤S1中的各个基础层的指标分为成本型指标和效益型指标，并根据指标类型选用对应的三角型隶属函数模型构造基础层单项指标计算公式。优选地，所述成本型对应的隶属函数模型如下：式中x为基础层单项指标计算得出的实际取值，a1，a2，a3，a4为隶属函数参数，μ1，μ2，μ3，μ4为隶属度值，由计算得到的隶属度值μ，得到对应评价集的取值。优选地，效益型指标对应的隶属函数模型如下：式中x为基础层单项指标计算得出的实际取值，a1，a2，a3，a4为隶属函数参数，μ1，μ2，μ3，μ4为隶属度值，由计算得到的隶属度值μ，得到对应评价集的取值。优选地，所述步骤S3具体如下：对步骤S1中同一层级的m个指标p1、p2、…、pm，按重要程度不减的原则，由专家小组对指标进行主观排序，结果为p1≥p2≥…≥pm，比较pi与pi+1的重要度关系，确定标度值并将对应标度记为ti，得到同层级所有相邻指标之间的标度值t1、t2、…、tm－1；根据重要程度的传递性得到判断矩阵中的其他元素，最终得满足一致性的判断矩阵R如下所示：同层各项指标的主观权重计算如下：其中，αi为第i项指标的权重值；表示矩阵R中第i行所有元素的乘积，由此可定量确定配电网运行状态评价体系中各指标的主观权重。优选地，所述步骤S4具体包括以下步骤：S41：数据归一化：由步骤2，得到配电网各基础层指标的实际取值，构造样本观测数据矩阵为：其中，xij表示设备、线路或系统第i个历史采样时刻时第j个基础层单项指标的实际取值，样本含有m个指标，n个历史采样点；由于评价指标既包含效益型指标，又包含成本型指标，分别对效益型指标和成本型指标进行归一化处理，如公式(12)和公式(13)所示：S42：计算各评价指标熵值，第j个指标的熵值为：式中，指标数据标准化值当Eij＝0时，令EijlnEij＝0；S43：计算各评价指标的熵权，第j个指标的熵权可表示为：S44：得到基于熵权法的指标客观权重向量λ：λ＝(λ1,λ2,…,λm)；(16)基于以上权重计算步骤，按照运行状态评价指标体系的层次化结构，从下往上逐层计算；最终得到的权重越大，则表明该指标的对目标的贡献度越大，对结果的影响也就越大。优选地，所述步骤S5具体为：由步骤S3与步骤S4求得的各指标主、客观权重组成对应的识别框架Θ＝{α-1，λ-1}，{αi,λi}对应同一层级指标的一对主、客观权重，α、λ即为Θ上的基本可信度分配函数，也称证据，以e代指；利用Dempster组合规则对e进行证据合成；Pignistic概率距离为识别框架Θ下各子集的最大距离，定义BetP(X)为Θ上的Pignistic概率函数，构建整体证据间Pignistic概率距离的最优化模型，以所有证据的加权证据wi·ei与期望证据e′的Pignistic概率距离值之和最小化为目标，求出相对权重对证据源进行修正，使得证据符合合成条件；其中，加权证据wi·ei与期望证据e′的Pignistic概率距离定义为：则优化模型如下：可变换为：式(17-19)中各变量定义如下：w为证据e及其单命题焦元Pignistic概率函数的向量β的相对权重；期望证据e′为各证据ei与其相应权重的加权平均，β′为各βi与其相应权重的加权平均，H为n×n实对称矩阵,对由AHP得到的配网指标主观权重与由熵权法求得的配网指标客观权重进行合成，n＝2；元素βi、βj的表达式如下：由式(19)求出证据源权重向量w＝(w1,w2,···,wn)的值，令wmax＝max{w1,w2,···,wn}，由此可确定证据的基本概率分配值的“折扣率”γi＝wi/wmax，i＝1,2,···,n；利用γi值对证据ei的BPA值进行加权调整：至此，同层级指标的主、客观权重α，λ已被修正至Dempster组合规则应用范围内，同理，修正配电网每一层级各评价指标的主、客观权重；再根据Dempster组合规则对其进行证据合成，更新e：更新后的证据值即为对应指标的主、客观权重组合值。优选地，所述步骤S6中第i个评价对象的综合得分计算公式如下：其中，ej为同一层级第j个指标的组合权重，即步骤5中最终求得的合成证据值，Aij为第i个评价对象在第j个指标上的得分，若第j个指标为基础层指标，则Aij为第j个指标得分公式的隶属度计算值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主客观组合赋权的配电网运行状态多层级评价方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1：分别针对配电网开关设备、配电变压器、配电线路和供电分区四个层级，选择对应的评价指标，构建包含目标层、准则层和基础层三层结构的多层级运行状态评价体系；/nS2：基于配电网历史运行数据，计算基础层各个评价指标；/nS3：采用改进的层次分析法AHP对各层指标进行主观赋权；/nS4：采用熵权法计算各层级指标的客观权重；/nS5：利用基于Pignistic概率距离的最优证据合成法，对由AHP得到的主观权重与由熵权法求得的客观权重进行结合，对各层级指标进行主客观组合赋权；/nS6：由修正过后的主客观组合权重，计算配电变压器、配电线路、配电开关设备、供电分区的综合得分。/n

【技术特征摘要】
1.一种主客观组合赋权的配电网运行状态多层级评价方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：分别针对配电网开关设备、配电变压器、配电线路和供电分区四个层级，选择对应的评价指标，构建包含目标层、准则层和基础层三层结构的多层级运行状态评价体系；
S2：基于配电网历史运行数据，计算基础层各个评价指标；
S3：采用改进的层次分析法AHP对各层指标进行主观赋权；
S4：采用熵权法计算各层级指标的客观权重；
S5：利用基于Pignistic概率距离的最优证据合成法，对由AHP得到的主观权重与由熵权法求得的客观权重进行结合，对各层级指标进行主客观组合赋权；
S6：由修正过后的主客观组合权重，计算配电变压器、配电线路、配电开关设备、供电分区的综合得分。


2.根据权利要求1所述的一种主客观组合赋权的配电网运行状态多层级评价方法，其特征在于：所述步骤S2具体为：将步骤S1中的各个基础层的指标分为成本型指标和效益型指标，并根据指标类型选用对应的三角型隶属函数模型构造基础层单项指标计算公式。


3.根据权利要求2所述的一种主客观组合赋权的配电网运行状态多层级评价方法，其特征在于：所述成本型对应的隶属函数模型如下：












式中x为基础层单项指标计算得出的实际取值，a1，a2，a3，a4为隶属函数参数，μ1，μ2，μ3，μ4为隶属度值，由计算得到的隶属度值μ，得到对应评价集的取值。


4.根据权利要求2所述的一种主客观组合赋权的配电网运行状态多层级评价方法，其特征在于：效益型指标对应的隶属函数模型如下：












式中x为基础层单项指标计算得出的实际取值，a1，a2，a3，a4为隶属函数参数，μ1，μ2，μ3，μ4为隶属度值，由计算得到的隶属度值μ，得到对应评价集的取值。


5.根据权利要求1所述的一种主客观组合赋权的配电网运行状态多层级评价方法，其特征在于：所述步骤S3具体如下：
对步骤S1中同一层级的m个指标p1、p2、…、pm，按重要程度不减的原则，由专家小组对指标进行主观排序，结果为p1≥p2≥…≥pm，比较pi与pi+1的重要度关系，确定标度值并将对应标度记为ti，得到同层级所有相邻指标之间的标度值t1、t2、…、tm－1；
根据重要程度的传递性得到判断矩阵中的其他元素，最终得满足一致性的判断矩阵R如下所示：



同层各项指标的主观权重计算如下：



其中，αi为第i项指标的权重值；表示矩阵R中第i行所有元素的乘积，由此可定量确定配电网运行状态评价体系中各指标的主观权重。


6.根据权利要求1所述的一种主客观组合赋权的配电网运行状态多层级评价方法，其特征在于：所述步骤S4具体包括以下步骤：
S41：数据归一化：
由步骤2，得到配电网各基础层指标的实际取值，构造样本观测数据矩阵为：



其中，xij表示设备、线路或系统第i个历史采样时刻时第j个基础层单项指标的实际取值，样本含有m个指标，n个历史采样点；
由于评价指标既包含效益型指标，又包含成本型指标，分别对效益型指标和成本型指标进行归...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁朔，高立克，李珊，周杨珺，陈绍南，秦丽文，俞小勇，欧阳健娜，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广西;45