基于改进灰色关联度的配电网规划后评价方法
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第39卷第2期红水河Vol.39No.22020年4月HongShuiRiverApr.2020
基于改进灰色关联度的配电网规划后评价方法
蔡景素1,杨春雨2
(1.广西电力职业技术学院,广西㊀南宁㊀530007;
2.广西电网有限责任公司南宁供电局,广西㊀南宁㊀530031)
摘㊀要:为解决如何评价配电网原规划方案的合理性和科学性以及如何量化配电网规划实施程度和效果的问题,笔者从规划本身的角度出发,从规划有效性和实施成效性两个维度构建了配电网规划后评价指标体系,并提出主客观结合的基于熵权法改进灰色关联度的配电网规划后评价方法㊂实例分析表明,该评价方法不仅可从综合评价结果判断规划的整体有效性和合理性,而且可针对性地对规划进行局部总结分析,提出未来规划重点考虑的方向,为电网企业的配电网规划或投资提供了理论参考依据㊂
关键词:配电网;规划;后评价;熵权法;灰色关联度
中图分类号:TM933文献标识码:A文章编号:1001-408X(2020)02-0072-04
0㊀引言
配电网规划的水平和质量会直接影响配电网供
电的安全㊁可靠和经济性水平,目前配电网规划已
普遍实施,但是对于规划实施期结束后,如何评价
原规划方案的合理性和科学性,如何量化规划实施
的程度和效果,仍然是急需解决的问题[1]㊂因此,对配电网进行规划后评价,不仅可以评价原规划方
案的合理性,还能根据规划实施的实际情况为下一
阶段规划提供指导依据㊂然而相比于具体工程项目
的后评价,规划后评价的内容更复杂㊁涉及面更
广,而且效益难以量化㊂
目前,对工程项目的后评价研究比较成
熟[2-4],对配电网规划的评价研究也很多[5],而对配电网规划的后评价研究比较少㊂文献[6]在综合考虑配电网供电可靠性㊁经济性㊁供电能力㊁电能质量㊁短路电流水平等基础上,提出一套较为科学㊁全面㊁系统的后评估指标体系,但未考虑对规划本身的后评价分析㊂文献[7]提出了一种含设备利用率因子的配电网滚动规划后评价模型,由于只采用层次分析法对配电网滚动规划进行分析,没有客观体现出指标的影响程度㊂
本文针对上述问题,重点考虑实际完成情况与
规划对比,从规划有效性和实施成效性两个维度构
建配电网规划后评价指标体系,通过客观赋权的熵权法改进灰色关联度法对配电网规划进行综合后评价㊂1㊀配电网规划后评价指标体系建立配电网规划后评价需要考虑的影响因素众多,采用系统㊁科学㊁合理㊁实用的评价指标,是对配电网进行规划后评价的关键㊂本文重点考虑实际完成情况与规划对比,通过专家打分法㊁鱼骨分析法等,从规划有效性㊁实施成效性两方面入手,考虑电力企业㊁电力用户和社会的多方利益,定性与定量相结合,对配电网规划后评价的影响因素进行详细分析,构建评价指标体系,详见表1㊂
表1㊀配电网规划后评价指标体系表
一级指标二级指标三级指标指标属性规划有效性㊀
规划编制能力
计划实施能力
投资有效性
规划响应度极大
规划目标响应度极大
负荷预测准确度极大
规划变更率极小
工程结余率极小
万元固定资产售电量极大
投资电量增长比极大实施成效性㊀
电网运行能力
电网结构
安全可靠
绿色节能
中压重过载线路比例极小
重过载配变比例极小
自动抄表覆盖率极大
元件 N-1 极大
户均配电容量极大
客户平均停电时间极小
配网可转供率极大
综合电压合格率极大
综合线损率极小
㊀㊀收稿日期:2019-11-21;修回日期:2019-11-30
㊀㊀基金项目:2018年度广西高校中青年教师基础能力提升项目‘基于层次分析法的配电自动化终端状态评价方法的研究“(2018KY1123)
㊀㊀作者简介:蔡景素(1985),女,贵州凯里人,副教授,工学硕士,主要从事电网规划和评价的研究,E-mail:349599716@qq.com;
杨春雨(1984),男,吉林辽源人,高级工程师,工学硕士,主要从事电网规划和评价的研究,E-mail:281594262@qq.com㊂27
蔡景素,杨春雨:基于改进灰色关联度的配电网规划后评价方法㊀㊀㊀首先,本文重点考虑实际完成情况与规划对
比,在规划有效性中考虑规划编制能力㊁计划实施
能力,并将投资有效性纳入其中,构建规划有效性
指标体系㊂
其次,从电网运行能力㊁电网结构㊁安全可
靠,特别纳入绿色节能这一特点,在评价指标中考
虑成效性的技术指标,构建实施成效性指标体系㊂
2㊀指标预处理及权重设置
为了采用上述指标体系对配电网规划进行后评
价,需对各项指标赋予相应的权重㊂本文采用灰色
关联度法求取主观权重,采用熵权法计算熵权值作
为灰色关联系数的权重,从客观角度有效判断各评
价指标对于配电网规划后评价的影响程度,强调关
键指标的主导作用㊂具体实施流程如图1所示
㊂
图1㊀评价流程图
2.1㊀计算灰色关联系数
对m个样本,根据评价指标体系收集对应n个评价指标uij数据,构建评价矩阵U㊂
U=u11㊀u12㊀ ㊀u1j㊀ ㊀u1m
u21㊀u22㊀ ㊀u2j㊀ ㊀u2m
︙㊀︙㊀㊀㊀︙㊀㊀㊀︙
ui1㊀ui2㊀ ㊀uij㊀ ㊀uim
︙㊀︙㊀㊀㊀︙㊀㊀㊀︙
un1㊀un2㊀ ㊀unj㊀ ㊀unm
é
ë
ê
ê
ê
ê
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ù
û
ú
ú
ú
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ú
ú
ú
ú
(1)
㊀㊀灰色关联度法将评价指标的实际值和理想值进行灰色关联度计算,其关联度越大,说明指标和理想指标趋于一致,则该指标在整个指标体系中的重要程度就越大,权重也就越大[8-9]㊂具体步骤如下:㊀㊀步骤一:建立决策矩阵㊂
从矩阵U中挑选出各指标对应的样本数据的最优值作为最优参考向量,其中极大型指标选取样本最大值,极小型指标选取最小值作为最优参考值,建立决策矩阵㊂
㊀㊀U=(Uij)nˑ(m+1)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀
=
u10㊀u11㊀ ㊀u1j㊀ ㊀u1m
u20㊀u21㊀ ㊀u2j㊀ ㊀u2m
︙㊀︙㊀㊀㊀︙㊀㊀㊀︙
ui0㊀ui1㊀ ㊀uij㊀ ㊀uim
︙㊀︙㊀㊀㊀︙㊀㊀㊀︙
un0㊀un1㊀ ㊀unj㊀ ㊀unm
é
ë
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ê
ê
ù
û
ú
ú
ú
ú
ú
ú
ú
ú
(2)
其中,Ui0即为最优参考向量㊂
步骤二:计算灰色关联系数矩阵㊂
对决策矩阵进行初始化:
Uᶄ0=(Uij)ᶄnˑ(m+1)=(uij/ui0)nˑ(m+1)(3)㊀㊀计算Uᶄij关于Uᶄi0的灰色关联系数矩阵:
㊀rij=
minmminnuᶄi0-uᶄij+ρmaxmmaxnuᶄi0-uᶄij
uᶄi0-uᶄij+ρmax
mmaxnuᶄi0-uᶄij
㊀(4)式中:rij为n行m列矩阵;ρ为分辨系数,取值范
围为0<ρ<1,通常取值0.5㊂
㊀㊀由于灰色关联度法受分辨系数的影响,有很大的主观因素,因此本文对此加以改进,采用客观赋权的熵权法计算的权重作为灰色关联系数权重,保证原样本数据间的关系结构㊂
2.2㊀熵权法计算灰色关联系数权重
熵权法是基于数据差异驱动原理的客观赋权方法,此方法有效利用指标数据的差异,排除主观因素的影响㊂某指标的差异越大,熵权越小,则说明该指标在评价中所能起的作用越大,权值也越大[10-11]㊂具体步骤如下:
步骤一:指标预处理㊂
文中所涉及的指标共有极大型和极小型两种类型,经过处理后所有指标数据均为0到1之间的小数,便于下一步的综合评价㊂
㊀㊀1)极大型指标:
vij=
uij-minui
maxui-minui(5)㊀㊀2)极小型指标:
vij=
maxui-uij
maxui-minui(6)㊀㊀步骤二:计算评价指标熵值㊂
针对第i个评价指标,利用该指标的数列计算其熵值,定义表达式为
Xi=-1lnmðm+1j=2(pijlnpij)(7)
37
㊀红水河2020年第2期
式中:pij=vij/ðn
i=1
vij为第j个评价项目在第i个评价指标上的指标值比值㊂若pij=0,令pijlnpij=0㊂㊀㊀步骤三:熵权计算㊂
对于第i个指标,vij的差异越大,则Xi越小,
指标vij对被评价项目之间的比较作用越大㊂定义差异系数为1-Xi,数值越大,越应重视该项指标在综合评价体系中的作用㊂
对差异系数进行归一化,得到第i个指标熵权㊂
wi=1-Xi
ðni=1
(1-Xi)
(8)
2.3㊀改进关联度法综合评价
由式(8)计算得到的熵权作为关联系数的权重,从而计算得到各样本与最优样本的关联度:
gi=ðn
i=1wirij
(9)
㊀㊀根据 关联度最大样本最优 原则得到样本的评价排序㊂
3㊀算例分析
以某供电公司2017年5个地市局(分别用A
E表示)配电网规划为例,根据统计年鉴和当地的实测资料,见表2,并由此建立原始数据矩阵㊂
表2㊀原始数据表
三级指标㊀A
B
C
D
E
规划响应度0.98500.99890.99200.99300.9990规划目标响应度0.88000.90000.97000.92000.9500负荷预测准确度0.86000.88000.87000.88000.8600规划变更率0.03480.05000.03000.02300.0230工程结余率
0.09750.00090.14560.10180.1915万元固定资产售电量8.670011.700010.14008.450018.2600投资电量增长比0.7080
0
2.93241.46000.3900
中压重过载线路比例0.03270.06500.04290.02190.0338重过载配变比例0.06730.09250.11740.06060.0137自动抄表覆盖率0.96000.86880.93000.88000.9252元件 N-1 0.78100.92100.86740.95910.8843户均配电容量1.80001.80001.85001.80001.9000客户平均停电时间14.260012.570015.770022.66006.3700配网可转供率0.66870.54380.52870.49030.8082综合电压合格率0.99280.99350.99770.99270.9995综合线损率
0.03750.05180.04540.05410.0275
㊀㊀对初始数据按照各指标属性挑选出最优参考向量,按式(2)建立决策矩阵,按式(3)㊁式(4)计算灰色关联系数,并按式(5) 式(8)用熵权法计算灰色关联系数权重,按照式(9)得到各样本与最优样本的关联度㊂计算结果见表3㊁表4㊂
表3㊀灰色关联系数及熵权计算结果表
三级指标A
B
C
D
E
熵权
规划响应度0.99631.00000.99820.99841.00000.0779规划目标响应度0.97610.98131.00000.98660.99460.0735负荷预测准确度0.99401.00000.99701.00000.99400.0597规划变更率0.88080.76330.92561.00001.00000.0789工程结余率0.98900.79250.89791.00000.81120.0740万元固定资产售电量0.87810.91330.89490.87571.00000.0468投资电量增长比0.83300.79101.00000.88290.81360.0661中压重过载线路比例0.88470.65790.79791.00000.87440.0789重过载配变比例0.49170.39690.33330.52511.00000.0770自动抄表覆盖率1.00000.97550.99180.97850.99050.0714元件 N-1
0.95320.98960.97531.00000.97980.0783
户均配电容量0.98630.98630.99310.98631.00000.0035客户平均停电时间
0.75340.79540.71950.59681.00000.0622
配网可转供率0.95640.92040.91630.90591.00000.0625综合电压合
格率
0.99820.99840.99950.99821.00000.0468
综合线损率0.91230.81070.85330.79641.00000.0423
表4㊀改进关联度综合评价结果表
地市局编号㊀㊀㊀A
B
C
D
E
改进灰色关联度
0.89680.84490.88260.90750.9608
㊀㊀由表4结果可以看出,采用本文所述方法,得到的综合评价结果排序为E>D>A>C>B㊂根据表3灰色关联系数和熵权结果可看出:E局的9项指标灰色关联系数均为1.0000,因此综合评价最好,但是自动抄表覆盖率这个指标数值与最优值还有差距,可重点关注;反过来,B局的评价结果排序最低,发现规划变更率㊁中压重过载线路比例和投资电量增长比这三项指标灰色关联系数最低,而这三项指标熵权值都较高,分别为0.0789㊁0.0789和
0.0661,因此,下一年规划投资可针对性地在这三个方面进行㊂同理,其他也可以通过灰色关联系数和熵权来分析规划的完成情况以及下一年度规划的重点方向㊂
4㊀结语
本文从规划有效性和实施成效性两个方面建立了配电网规划后评价指标体系,并应用熵权法改进灰色关联度法进行评价,用熵权法计算熵权值作为灰色关联系数的权重,实现了配电网规划后评价的
4
7
蔡景素,杨春雨:基于改进灰色关联度的配电网规划后评价方法㊀
综合排序㊂结论如下:
1)从综合评价的改进灰色关联度可判断各企业规划的整体合理性和科学性;
2)从灰色关联系数和熵权值对应分析规划的有效性和实施的成效性所对应的指标数值,分析各企业规划的弱项,为下一步规划决策提供参考依据㊂本文所提的改进灰色关联度的配电网规划后评价方法,可为未来规划决策的科学性㊁合理性提供参考,避免规划或投资无效,有效防范和规避运营风险,进一步提升规划和投资决策管理水平㊂
参考文献:
[1]㊀肖峻,崔艳妍,王建民,等.配电网规划的综合评价指标体系与方法[J].电力系统自动化,2008,32(15):36-40.[2]㊀关朝杰,李秋燕,郭新志,等.基于BP神经网络的配电网项目建设效果后评价方法[J].武汉大学学报(工学
版),2018,51(3):232-238.
[3]㊀吴鸿亮.改进的逻辑框架法在电网项目后评价中的应用[J].电网与清洁能源,2011,27(10):4-7.[4]㊀杨胡萍,李泰伟,熊宁,等.一种基于全过程管控的新型
城镇配电网建设项目后评价体系[J].南昌大学学报
(理科版),2018,42(3):283-288.
[5]㊀李玉婷.配电网规划成效评价指标体系的研究及应用[D].南昌:南昌大学,2015.
[6]㊀胡蓉,张焰,范超,等.配电网规划后评估指标体系的研究[J].华东电力,2007,35(8):70-74.[7]㊀韩送,陈湫林.含设备利用率因子的配电网滚动规划后评价模型[J].电网与清洁能源,2017,33(6):20-26.[8]㊀胡斌,任曦俊,叶斌,等.基于改进灰色关联分析的配电网低电压贡献度评价方法[J].电力电容器与无功补
偿,2018,39(2):90-94.
[9]㊀张磐,汪宇倩,姜宁,等.基于改进灰色关联度的配电网调控水平评价指标筛选方法[J].电力系统及其自动化
学报,2018,30(11):64-69.
[10]㊀俞越中,方向,张旺暮,等.基于熵权法-DEA糢型的电网建设项目投资效率研究[J].陕西电力,2016,44
(11):72-77.
[11]㊀曹睿哲,俞双恩,高世凯,等.基于熵权物元分析法的水利发展规划实施效果后评价研究[J].灌溉排水学
报,2016,35(11):62-68.
Post-EvaluationMethodofDistributionNetworkPlanning
BasedonImprovedGreyCorrelationDegree
CAIJingsu1YANGChunyu2
1.GuangxiElectricalPolytechnicInstitute Nanning Guangxi 530007
2.NanningPowerSupplyBureauofGuangxiPowerGridCo. Ltd. Nanning Guangxi 530031
Abstract Inordertosolvetheproblemofhowtoevaluatetherationalityandscientificityoftheoriginalplanningschemeofdistributionnetworkandhowtoquantifytheimplementationdegreeandeffectofdistributionnetworkplanning fromtheperspectiveofplanningitself theauthorsconstructthepost-evaluationindexsystemofdistributionnetworkplanningfromthetwodimensionsofplanningeffectivenessandimplementationeffectiveness andputforwardthepost-evaluationmethodofdistributionnetworkplanningbasedonthecombinationofsubjectiveandobjectiveweightsandentropymethodtoimprovethegreycorrelationdegree.Thecaseanalysisshowsthattheevaluationmethodcannotonlyjudgetheoveralleffectivenessandrationalityoftheplanningfromthecomprehensiveevaluationresults butalsomakealocalsummaryandanalysisoftheplanningpertinently putforwardthekeyconsiderationdirectionoffutureplanning andprovideatheoreticalreferenceforthedistributionnetworkplanningorinvestmentofpowergridenterprises.
Keywords distributionnetwork planning post-evalution entropymethod greycorrelationdegree
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