一种水光互补系统容量配置方案集合评价方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水光互补系统容量配置方案集合评价方法及系统，包括：步骤1，构建包括准则层、内涵层和指标层在内的多层评价指标体系；步骤2，利用专家知识和两两判断法构造评价指标的判断矩阵计算相应的权重矩阵；步骤3，利用多种单一评价方法得到单一评价方法下的评价值和评价排序；步骤4，对单一评价结果进行一致性的事前检验；步骤5，利用多种组合评价方法得到不同组合评价方法下的评价值和排序值；步骤6，对组合评价结果进行一致性的事后检验；步骤7，组合评价结果供专家参考，给出各方案的评价排序；步骤8，综合多种评价方法结果和专家评价样本集合，利用极大似然法确定最优的容量配置方案。本发明专利技术能有效降低评价结果的不确定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种水光互补系统容量配置方案集合评价方法及系统


[0001]本申请涉及水光互补系统资源高效利用
，尤其涉及一种水光互补系统容量配置方案集合评价方法及系统。

技术介绍

[0002]如何科学地评价水电和光伏的装机容量大小及其占比并优选出最佳配比方案，是互补能源系统首要解决的问题，也是水光互补系统资源高效利用领域的关键科学与技术问题。
[0003]解决这一关键问题首先需要合理确定多能互补系统的容量配置方案评价指标体系，国内外学者开展了一定的研究，主要关注的指标是安全性和经济性，较少关注技术性、环保性和社会性，尤其缺少对系统运行安全性、经济性、技术性、环保性和社会性的综合考量。因此，为科学客观评价水光互补系统容量配置方案的合理性，仍需要构建更加全面且有效的综合评价指标体系。
[0004]解决这一关键问题最核心的是采用合适的评价方法，目前存在多种不同的评价方法，主要可分为单一评价方法和组合评价方法两大类。单一评价方法一般包括专家评价法、主观评价法(如层次分析法、模糊综合评判法等)和客观评价法(主成分分析法等)。这些方法各具优缺点：专家评价法和主观评价法都带有主观色彩的赋权，虽然借鉴了领域内专家的丰富专业知识，但评价结果容易受主观因素影响；客观评价法虽然避免了主观因素影响，但无法反映不同评价指标间相对重要程度的差异。因此，为克服单一评价方法的不足，许多学者提出了组合评价方法，对具有代表性的几种单一评价结果采用适当的方法进行组合(如算术平均、赋权求和等)，得到组合评价值及排序结果。组合评价方法比单一评价方法更为科学，在一定程度上增强了结果的可信性。但是，在面对评价多层多维的综合评价指标体系时，如何组合不同的单一评价方法，存在组合的原理不清、组合权重主观性太强、组合评价的结论不一致三大问题；如何克服这三大问题，做到组合评价有客观性、一致性和理论基础是本专利技术需要解决的困难和挑战。因此，探索一种科学有效的综合评价方法以根据不同评价方法的输出结果得出合理的综合评价结论，从而指导水光互补系统容量配置方案优选，仍具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术成果针对水光互补系统容量配置评价指标体系和评价方法存在的上述不足，从系统安全性、经济性、环保性、技术性和社会性五方面，构建一个水光互补系统容量配置多层次综合评价指标体系，借鉴气象水文预报中集合预报的思想，首次提出一种新的集合评价思想，考虑不同评价方法产生结果的不确定性，通过极大似然法得到基于一定概率分布的集合评价结果。本专利技术构建的水光互补系统容量配置多层次综合评价指标体系和提出的集合评价方法，为开展水光互补系统容量配置方案优选工作提供了科学依据和有效途径。
[0006]基于上述问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种水光互补系统容量配置方案集合评价方法，该方法包括以下步骤：
[0008]步骤1、基于水光互补系统综合效益的影响因素选取评价指标，构建包括准则层、内涵层和指标层在内的多层评价指标体系；
[0009]步骤2、通过专家知识和两两判断法对各层指标进行权重划分，并构造判断矩阵，计算相应的权重矩阵；
[0010]步骤3、利用多种单一评价方法对水光系统容量配置方案进行评价，得到不同单一评价方法下的评价值和评价排序；
[0011]步骤4、对单一评价方法的评价值进行Spearman等级相关系数检验，如果检验通过，转入下一步；否则转入步骤2，重新构造判断矩阵；
[0012]步骤5、利用多种组合评价方法对单一评价结果进行组合，得到不同组合评价方法下的评价值和评价排序；
[0013]步骤6、对组合评价方法的评价值进行Spearman等级相关系数检验，如果检验通过，转入下一步；否则转入步骤5，将组合评价方法得到的结果当作单一评价方法的结果继续进行组合评价；
[0014]步骤7、将组合评价结果供多个专家参考，专家给出各方案的评价排序；
[0015]步骤8、综合上述多种评价方法结果和专家评价样本集合，利用极大似然法考虑因评价方法不同而产生的不确定性，得到基于一定概率分布的集合评价值及评价排序，最终，得到最优的容量配置方案。
[0016]进一步地，所述步骤1中构建的多层评价指标体系，具体为：
[0017]目标层为水光互补系统容量配置方案的综合效益；准则层包括方案的安全性、环保性、经济性、技术性和社会性5个准则；内涵层包括方案的电力系统可靠性、电力系统稳定性、系统内部环境效益、系统外部环境效益、投资成本、财务指标、设备使用水平、线路利用水平和带动社会发展效益9个内涵，指标层包括电力不足小时期望值、最大负荷缺失深度、水库蓄满率、削峰填谷率、水资源利用率、光伏消纳率、二氧化碳排放量减少量、下游电站附加调节库容、总费用现值、水电单位电能投资、光伏单位电能投资、基地单位电能投资、水电单位千瓦投资、光伏单位千瓦投资、基地单位千瓦投资、光伏上网电价、水电上网电价、综合上网电价、输电电价、落地电价、水电利用小时数、送出通道利用小时数、投资贡献GDP增长率和可增加财税收入效益共计25个指标。
[0018]进一步地，所述步骤2中构造判断矩阵并计算相应权重矩阵，具体步骤为：
[0019]步骤2.1利用专家知识，对于处于同一层级的各个元素，确定其与其他同层次元素的相对重要程度，相对重要程度采用两两判断法，据前后者相对重要程度的逐渐增强，赋予数字1到9；
[0020]步骤2.2得到各层级相对于上一层级的判断矩阵，包括准则层P相对于目标层的判断矩阵AP、内涵层Q相对于准则层的判断矩阵AQ和指标层R相对于内涵层的判断矩阵AR；
[0021]步骤2.3计算各层次判断矩阵的单排序权重矩阵，得到权重向量W，计算权重矩阵的一致性检验指标CR；当CR小于0.1时的矩阵一致性是可接受的，否则需要重新构造判断矩阵；
[0022]步骤2.4将各层次的单排序权重值向上层逐步合成，得到各层次的总排序权重矩
阵。
[0023]进一步地，所述步骤2.4中各层次的总排序权重矩阵确定方法为：
[0024][0025]式中，a
j
为层次A即上层中各元素的单排序权重值；m为层次A的元素个数；b
ij
为层次B即下层中的第i个元素相对于层次A中的第j个元素的单排序权重值；n为层次B的元素个数；b
i
为层次B的总排序权重值；
[0026]计算出指标层的总排序权重矩阵，得到总排序权重向量W，计算权重矩阵的一致性检验指标CR；当CR小于0.1时的矩阵一致性是可接受的，否则需要重新构造判断矩阵。
[0027]进一步地，所述步骤3中利用层次分析法、ELERTRE
‑Ⅲ
法和理想点法，对水光系统容量配置方案进行评价计算，单一评价方法下的评价值和评价排序，具体为：
[0028]首先，将步骤2得到的评价指标的总排序权重向量W作为输入，然后分别利用层次分析法、ELERTRE
‑Ⅲ
法和理想点法，得到单一评本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水光互补系统容量配置方案集合评价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、基于水光互补系统综合效益的影响因素选取评价指标，构建包括准则层、内涵层和指标层在内的多层评价指标体系；步骤2、通过专家知识和两两判断法对各层指标进行权重划分，并构造判断矩阵，计算相应的权重矩阵；步骤3、利用多种单一评价方法对水光系统容量配置方案进行评价，得到不同单一评价方法下的评价值和评价排序；步骤4、对单一评价方法的评价值进行Spearman等级相关系数检验，如果检验通过，转入下一步；否则转入步骤2，重新构造判断矩阵；步骤5、利用多种组合评价方法对单一评价结果进行组合，得到不同组合评价方法下的评价值和评价排序；步骤6、对组合评价方法的评价值进行Spearman等级相关系数检验，如果检验通过，转入下一步；否则转入步骤5，将组合评价方法得到的结果当作单一评价方法的结果继续进行组合评价；步骤7、将组合评价结果供多个专家参考，专家给出各方案的评价排序；步骤8、综合上述多种评价方法结果和专家评价样本集合，利用极大似然法考虑因评价方法不同而产生的不确定性，得到基于一定概率分布的集合评价值及评价排序，最终，得到最优的容量配置方案。2.根据权利要求1所述的一种水光互补系统容量配置方案集合评价方法，其特征在于，所述步骤1中构建的多层评价指标体系，具体为：目标层为水光互补系统容量配置方案的综合效益；准则层包括方案的安全性、环保性、经济性、技术性和社会性5个准则；内涵层包括方案的电力系统可靠性、电力系统稳定性、系统内部环境效益、系统外部环境效益、投资成本、财务指标、设备使用水平、线路利用水平和带动社会发展效益9个内涵，指标层包括电力不足小时期望值、最大负荷缺失深度、水库蓄满率、削峰填谷率、水资源利用率、光伏消纳率、二氧化碳排放量减少量、下游电站附加调节库容、总费用现值、水电单位电能投资、光伏单位电能投资、基地单位电能投资、水电单位千瓦投资、光伏单位千瓦投资、基地单位千瓦投资、光伏上网电价、水电上网电价、综合上网电价、输电电价、落地电价、水电利用小时数、送出通道利用小时数、投资贡献GDP增长率和可增加财税收入效益共计25个指标。3.根据权利要求1所述的一种水光互补系统容量配置方案集合评价方法，其特征在于，所述步骤2中构造判断矩阵并计算相应权重矩阵，具体步骤为：步骤2.1利用专家知识，对于处于同一层级的各个元素，确定其与其他同层次元素的相对重要程度，相对重要程度采用两两判断法，据前后者相对重要程度的逐渐增强，赋予数字1到9；步骤2.2得到各层级相对于上一层级的判断矩阵，包括准则层P相对于目标层的判断矩阵AP、内涵层Q相对于准则层的判断矩阵AQ和指标层R相对于内涵层的判断矩阵AR；步骤2.3计算各层次判断矩阵的单排序权重矩阵，得到权重向量W，计算权重矩阵的一致性检验指标CR；当CR小于0.1时的矩阵一致性是可接受的，否则需要重新构造判断矩阵；步骤2.4将各层次的单排序权重值向上层逐步合成，得到各层次的总排序权重矩阵。
4.根据权利要求3所述的一种水光互补系统容量配置方案集合评价方法，其特征在于，所述步骤2.4中各层次的总排序权重矩阵确定方法为：式中，a
j
为层次A即上层中各元素的单排序权重值；m为层次A的元素个数；b
ij
为层次B即下层中的第i个元素相对于层次A中的第j个元素的单排序权重值；n为层次B的元素个数；b
i
为层次B的总排序权重值；计算出指标层的总排序权重矩阵，得到总排序权重向量W，计算权重矩阵的一致性检验指标CR；当CR小于0.1时的矩阵一致性是可接受的，否则需要重新构造判断矩阵。5.根据权利要求1所述的一种水光互补系统容量配置方案集合评价方法，其特征在于，所述步骤3中利用层次分析法、ELERTRE
‑Ⅲ
法和理想点法，对水光系统容量配置方案进行评价计算，单一评价方法下的评价值和评价排序，具体为：首先，将步骤2得到的评价指标的总排序权重向量W作为输入，然后分别利用层次分析法、ELERTRE
‑Ⅲ
法和理想点法，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡铁松，张启凡，李大成，朱瑞，
申请(专利权)人：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：