一种基于模糊熵权的黑启动方案评估方法技术

一种基于模糊熵权的黑启动方案评估方法，属供电管理领域。在对各个黑启动方案的评估时，将各个评价指标的熵权及专家主观权重结合得到综合权重；按照成本型指标和效益型指标分别标准化后得到评价矩阵；由标准化的评价矩阵构造模糊评价矩阵；对综合权重和模糊评价矩阵进行模糊运算后得到模糊子集；对模糊子集归一化得到模糊综合评价结果，并利用评价结果对各个黑启动方案进行排序。该技术方案在考虑评价指标权重时，将客观数据利用熵权法处理后与专家经验的偏好判断结合，并在合理范围内模糊化各黑启动方案的评价指标，能够在兼顾工程主观性的同时，增强了评估结果的客观性。可广泛用于电网运行调控和应急管理领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊熵权的黑启动方案评估方法
本专利技术属于供电管理中的电网调控运行领域，尤其涉及一种用于在各个黑启动方案中选择最佳方案，实现系统快速恢复供电的方法。
技术介绍
随着电力系统各区域电网联合发展的规模越来越大，系统局部若发生故障，可能因为保护和防护措施不到位而导致大面积停电事故，甚至可能危及整个电力系统的稳定运行。因此，如何实现电力系统自我恢复，快速恢复到整个电网的正常运行水平，是一个十分重要的研究内容。黑启动预案是实现系统全网停电后尽快恢复的最有效策略，可以保证电力系统发生大面积停电后，通过启动电网中具有自启动能力的机组或利用外部电源，使得没有自启动能力的机组有序得尽快恢复供电。目前，黑启动方案的评估方法主要分为模糊类方法和确定性方法。其中确定性方法包括基于层次分析法(analytichierarchy，AHP)的评估方法和利用数据包络分析法(dataenvelopmentanalysis，DEA)的评估方法。前者主要根据专家主观经验确定评价指标的权重，因此客观性较差，在评估结果上可能会引起一定的误差问题；虽然后者DEA衡量的结果与数据单位的选择无关，然而该类方法容易受到极值的影响，因此不能用于多个方案的完全优选排序，只能评判方案的有效性，实用性相对较差。在文献“基于DEA/AHP模型的电力系统黑启动有效方案评估”(林济铿等，《电力系统自动化》，2007，31(15)：65-69.)中，结合了AHP方法和DEA方法各自的优点，但在后续黑启动方案研究中可能出现各个方案相对有效性相同的问题，导致无法有效进行评价排序。在文献“基于关联矩阵法的电网黑启动方案评估”(孟宪朋，么莉，林济铿.《电工电能新技术》，2007，26(4):65-70.)中虽然考虑了权重处理问题，提出基于关联矩阵的评估方法，然而该方法仅依靠专家人员给定相关权重，因此客观性略微不足。在文献“熵权决策理论及其在黑启动决策中的应用”(林振智，文福栓，周浩.《电力系统及其自动化学报》，2009，21(6):26-33.)中基于TOPSIS方法进行评估，但是各个黑启动方案在分析时容易互相耦合，无法保证各方案的独立性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于模糊熵权的黑启动方案评估方法。该方法针对传统黑启动评估方法无法兼顾主客观性等方面的缺陷，在考虑评价指标权重时，将客观数据利用熵权法处理后与专家经验的偏好判断结合，并在合理范围内模糊化各黑启动方案的评价指标，因此该方法可以在兼顾工程主观性的同时增强了评估结果的客观性。本专利技术的技术方案是：提供一种基于模糊熵权的黑启动方案评估方法，包括在对各个黑启动方案的评估时，按照相对优劣对各个黑启动方案进行合理有效的排序，其特征在于在考虑评价指标权重时，按照下列步骤进行：1)将各个评价指标的熵权及专家主观权重结合，得到综合权重；2)确定评价指标集，并按照成本型指标和效益型指标分别标准化后得到评价矩阵；3)利用隶属函数公式，由标准化的评价矩阵构造模糊评价矩阵；4)对综合权重和模糊评价矩阵进行模糊运算后得到模糊子集；5)对模糊子集归一化得到模糊综合评价结果，并利用评价结果对各个黑启动方案进行排序。所述的黑启动方案评估方法，在考虑评价指标权重时，将客观数据利用熵权法处理后与专家经验的偏好判断结合，并在合理范围内模糊化各黑启动方案的评价指标，能够在兼顾工程主观性的同时，增强评估结果的客观性。具体的，在m个待评价的黑启动方案中，令第i个方案的评价指标集为Ui＝{ui1,ui2,...,ui6}，其中uij表示第i个方案的第j个评价指标值；同时设置评语集V＝{v1,v2,v3,v4,v5}＝{优秀，良好，中等，合格，较差}，评语集V中各元素反映了对某个黑启动方案或该方案指标的隶属度。进一步的，对所述评语集V＝{v1,v2,v3,v4,v5}＝{优秀，良好，中等，合格，较差}中的五个评语赋值为：q1＝0，q2＝0.25，q3＝0.5，q4＝0.75，q5＝1。其所述的评价指标至少包括电压变换频率指标、电气距离指标、结果校验优劣指标、启动时间指标、被启动机组容量指标以及被启动电源优先级指标。其所述的成本型指标至少包括电气距离指标、电压变换频率指标和启动时间指标；所述的效益型指标至少包括被启动机组容量指标和结果校验优劣指标。具体的，对于所述评价矩阵C'中第i个方案的第j个评价指标，若为效益型评价指标，根据下式进行标准化；若为成本型评价指标，则根据下式进行标准化：标准化后的评价矩阵C如下式所示：具体的，所述评价矩阵中的第i个方案经过标准化过程后表示为Ci＝{ci1,ci2,...,ci6}，利用下式所示的隶属函数计算第i个方案的第j个评价指标在评价集V上的隶属度：式中，rij(vk)表示第i个方案的第j个指标相对于评语vk的隶属度，pk、qk、sk为对应vk的常数。进一步的，所述的模糊子集为有综合评价集Bi为V上的模糊子集，用如下的公式表示：式中，A为综合权重集；Ri为第i个方案的模糊评价矩阵。具体的，对所述的模糊子集进行归一化处理，包括对综合评价集Bi进行归一化处理：归一化处理后的第i个方案的模糊综合评价结果为：式中，为第i个方案相对于评语k的隶属度。进一步的，所述的利用评价结果对各个黑启动方案进行排序，按照下列三种模式进行：(1)根据最大隶属度排序，方案的总评语采用中隶属度最大值对应的评语；(2)按照最优评价排序，根据中对“优秀”的隶属度进行排序；(3)按照综合得分排序，对评价结果赋予一个实际的分值实现量化，再按照分值的大小依次排序。与现有技术比较，本专利技术的优点是：1、本专利技术的技术方案，将客观数据利用熵权法处理后与专家经验偏好结合，再利用最大隶属度、最优评价、综合得分的方式对各黑启动方案进行排序，因此可以在保留数据客观性的同时兼顾了专家的主观性。2、本技术方案所述的方法首先将熵权权重与专家权重的良好结合，使得目标黑启动方案能够兼顾主客观性；进而，模糊化各个评价指标后，以模糊评价信息作为各个黑启动方案优劣排序的依据。具有易于实现且计算过程简单的优点，同时受大规模电力系统维数的影响较小。3、与传统的黑启动评估方法相比，本专利技术的技术方案，不仅增加了最优、最差方案的选择方法，并且提升了评估结果的合理性，弥补了传统评估方法的缺陷。附图说明图1是本专利技术黑启动方案的评估流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。1、评价指标的综合权重：熵权是指对客观数据进行一定的处理后，通过对数据施加某一权重，使得主客观权重在评估结果中得到平衡，即综合权重更加客观合理。从而将方案的评价数据及相关信息模糊化，按照相对优劣对整个方案进行合理有效的排序，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模糊熵权的黑启动方案评估方法，包括在对各个黑启动方案的评估时，按照相对优劣对各个黑启动方案进行合理有效的排序，其特征在于在考虑评价指标权重时，按照下列步骤进行：/n1)将各个评价指标的熵权及专家主观权重结合，得到综合权重；/n2)确定评价指标集，并按照成本型指标和效益型指标分别标准化后得到评价矩阵；/n3)利用隶属函数公式，由标准化的评价矩阵构造模糊评价矩阵；/n4)对综合权重和模糊评价矩阵进行模糊运算后得到模糊子集；/n5)对模糊子集归一化得到模糊综合评价结果，并利用评价结果对各个黑启动方案进行排序。/n所述的黑启动方案评估方法，在考虑评价指标权重时，将客观数据利用熵权法处理后与专家经验的偏好判断结合，并在合理范围内模糊化各黑启动方案的评价指标，能够在兼顾工程主观性的同时，增强评估结果的客观性。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊熵权的黑启动方案评估方法，包括在对各个黑启动方案的评估时，按照相对优劣对各个黑启动方案进行合理有效的排序，其特征在于在考虑评价指标权重时，按照下列步骤进行：
1)将各个评价指标的熵权及专家主观权重结合，得到综合权重；
2)确定评价指标集，并按照成本型指标和效益型指标分别标准化后得到评价矩阵；
3)利用隶属函数公式，由标准化的评价矩阵构造模糊评价矩阵；
4)对综合权重和模糊评价矩阵进行模糊运算后得到模糊子集；
5)对模糊子集归一化得到模糊综合评价结果，并利用评价结果对各个黑启动方案进行排序。
所述的黑启动方案评估方法，在考虑评价指标权重时，将客观数据利用熵权法处理后与专家经验的偏好判断结合，并在合理范围内模糊化各黑启动方案的评价指标，能够在兼顾工程主观性的同时，增强评估结果的客观性。


2.按照权利要求1所述的基于模糊熵权的黑启动方案评估方法，其特征是在m个待评价的黑启动方案中，令第i个方案的评价指标集为Ui＝{ui1,ui2,...,ui6}，其中uij表示第i个方案的第j个评价指标值；
同时设置评语集V＝{v1,v2,v3,v4,v5}＝{优秀，良好，中等，合格，较差}，评语集V中各元素反映了对某个黑启动方案或该方案指标的隶属度。


3.按照权利要求2所述的基于模糊熵权的黑启动方案评估方法，其特征是对所述评语集V＝{v1,v2,v3,v4,v5}＝{优秀，良好，中等，合格，较差}中的五个评语赋值为：q1＝0，q2＝0.25，q3＝0.5，q4＝0.75，q5＝1。


4.按照权利要求1所述的基于模糊熵权的黑启动方案评估方法，其特征是所述的评价指标至少包括电压变换频率指标、电气距离指标、结果校验优劣指标、启动时间指标、被启动机组容量指标以及被启动电源优先级指标。


5.按照权利要求1所述的基于模糊熵权的黑启动方案评估方法，其特征是所述的成本型指标至少包括电气距离指标、电压变换频率指标和启...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙歌，赵彬，高凯，许鸣吉，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：上海;31