基于典型配电网的多属性综合评价方法

1.本发明涉及综合评价技术领域，尤其涉及基于典型配电网的多属性综合评价方法。


背景技术：

2.综合评价是指对评价对象所进行的客观、公正、合理的全面评估。影响被评估对象的因素往往是众多而繁杂的，因此需要将反映被评估对象的多项指标信息加以汇总，得到一个综合指标，以此来综合反映被评估对象的整体情况。
3.配电网综合评价指标的确定不仅要能呈现出目标配电网存在问题和缺陷的全面性，以便反映出目前配电网网架的真实运行状况，还要充分考虑评价指标数据获取的可操作性，指标计算方法、计算范围及内容的科学性。
4.目前，针对配电网的综合评价存在以下两方面问题：
5.1、指标体系不够全面，不能反映新型电力系统发展的客观需要。通常仍停留在传统的运行可靠性相关的指标上，并未对供电优越性、智能化水平、发展持续性等进行评价，指标体系仍有缺失。
6.2、计算方法不够客观，难以通过指标的计算和评价真实反映配电网的发展程度。权重计算通过采用主观方式，具有一定的随意性，且矩阵的计算较为复杂，不易求出正确的中间解。
7.综上所述，现有技术缺少更为科学有效的配电网综合评价指标体系和评价方法。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本发明实施例提出基于典型配电网的多属性综合评价方法。
9.本发明的提出基于典型配电网的多属性综合评价方法，包括：
10.建立配电网的综合评价指标体系，所述综合评价指标体系包括6个一级评价指标和43个二级评价指标；
11.获取所述综合评价指标体系内43个二级评价指标涉及的原始数据，并形成指标数据矩阵；
12.利用改进topsis法求解正理想解与负理想解，并根据各指标与正理想解和负理想解之间的接近程度进行综合评价。
13.示范性地，所述6个一级评价指标包括供电优越性、网架坚强度、运行可靠性、设备先进性、智能化水平和发展持续性。
14.示范性地，所述供电优越性包括110kv容载比、35kv容载比、户均配电变压器容量、户均停电时间、综合电压合格率和110kv及以下综合线损率，所述网架坚强度包括配电网标准化结构占比、10kv线路联络率、10kv线路平均供电半径、10kv线路站间联络率、10kv线路n-1通过率、110kv主变n-1通过率、110kv线路n-1通过率、35kv主变n-1通过率和35kv线路n-1通过率，所述运行可靠性包括110kv线路最大负载率平均值、110kv线路重过载比例、110kv
主变最大负载率平均值、110kv主变重过载比例、35kv线路最大负载率平均值、35kv线路重过载比例、35kv主变最大负载率平均值、35kv主变重过载比例、10kv线路最大负载率平均值、10kv线路重过载比例、10kv配变最大负载率平均值和10kv配变重过载比例，所述设备先进性包括10kv架空线路绝缘化率、10kv线路电缆化率、架空线路绝缘化率、高损配电变压器占比、节能型配电变压器占比、运行30年以上10kv线路占比和运行20年以上配电变压器占比，所述智能化水平包括配电自动化覆盖率、配电通信网覆盖率和智能电表覆盖率，所述发展持续性包括配电网轻载主变占比、配电网轻载线路占比、电能占终端能源消费比重、清洁电源装机占比、与输电网的协调性和与城乡发展协调性。
15.示范性地，所述获取所述综合评价指标体系内43个二级评价指标涉及的原始数据，并形成指标数据矩阵包括：
16.获取所述综合评价指标体系内43个二级评价指标涉及的原始数据，形成原始数据矩阵；
17.对所述原始数据矩阵进行归一化和规范化处理得到标准化矩阵，所述标准化矩阵的指标统一为效益型指标。
18.示范性地，所述利用改进topsis法求解正理想解与负理想解，并根据各指标与正理想解和负理想解之间的接近程度进行综合评价包括：
19.计算所述标准化矩阵中各个指标的客观权重得到权重矩阵；
20.将所述标准化矩阵与所述权重矩阵相乘得到加权判断矩阵；
21.根据所述加权判断矩阵计算得到所述正理想解和负理想解；
22.计算各指标与所述正理想解和负理想解之间的欧式距离；
23.根据所述欧式距离计算相对贴近度，并依据所述相对贴近度的大小对指标进行排序完成综合评价。
24.示范性地，所述计算所述标准化矩阵中各个指标的客观权重得到权重矩阵包括：
25.根据熵值法确定初级客观权重；
26.根据所述初级客观权重计算指标正理想解和负理想解的加权距离平方和；
27.建立以加权距离平方和最小为目标的目标函数；
28.构造拉格朗日函数，并求解得到客观权重矩阵。
29.示范性地，所述110kv容载比为110kv变电设备总容量与对应电压等级网供负荷的比例，所述110kv线路n-1通过率为满足n-1的110kv线路条数占110kv线路总条数的比例，所述节能型配电变压器占比为10kv节能型配电变压器台数占10kv配电变压器总台数的比例。
30.本发明提出了基于典型配电网的多属性综合评价方法，该方法包括：建立配电网的综合评价指标体系，综合评价指标体系包括6个一级评价指标和43个二级评价指标；获取综合评价指标体系内43个二级评价指标涉及的原始数据，并形成指标数据矩阵；利用改进topsis法求解正理想解与负理想解，并根据各指标与正理想解和负理想解之间的接近程度进行综合评价。本发明建立了全面的综合评价指标体系，能够更好地满足新型电力系统背景下对配电网多属性评价的需要，具有更强的客观性。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简
单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
32.图1为本发明实施例提供的基于典型配电网的多属性综合评价方法流程示意图；
33.图2为本发明实施例提供的另一基于典型配电网的多属性综合评价方法流程示意图；
34.图3为本发明实施例提供的城市聚类分析结果。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
36.实施例1
37.本发明实施例根据电力用户需求、电网公司规划需求、以及国家十四五规划的发展目标，从宏观需求角度出发建立包括供电优越性、网架坚强度、运行可靠性、设备先进性、智能化水平以及发展持续性在内的6个一级评价指标，以及43个二级指标，得到了领先配电网的综合评价指标体系。
38.图1为本发明实施例提供的基于典型配电网的多属性综合评价方法流程示意图。
39.参照图1，基于典型配电网的多属性综合评价方法包括：
40.步骤s101，建立配电网的综合评价指标体系，综合评价指标体系包括6个一级评价指标和43个二级评价指标；
41.具体地，6个一级评价指标包括供电优越性、网架坚强度、运行可靠性、设备先进性、智能化水平和发展持续性。供电优越性包括110kv容载比、35kv容载比、户均配电变压器容量、户均停电时间、综合电压合格率和110kv及以下综合线损率，网架坚强度包括配电网标准化结构占比、10kv线路联络率、10kv线路平均供电半径、10kv线路站间联络率、10kv线路n-1通过率、110kv主变n-1通过率、110kv线路n-1通过率、35kv主变n-1通过率和35kv线路n-1通过率，运行可靠性包括110kv线路最大负载率平均值、110kv线路重过载比例、110kv主变最大负载率平均值、110kv主变重过载比例、35kv线路最大负载率平均值、35kv线路重过载比例、35kv主变最大负载率平均值、35kv主变重过载比例、10kv线路最大负载率平均值、10kv线路重过载比例、10kv配变最大负载率平均值和10kv配变重过载比例，设备先进性包括10kv架空线路绝缘化率、10kv线路电缆化率、架空线路绝缘化率、高损配电变压器占比、节能型配电变压器占比、运行30年以上10kv线路占比和运行20年以上配电变压器占比，智能化水平包括配电自动化覆盖率、配电通信网覆盖率和智能电表覆盖率，发展持续性包括配电网轻载主变占比、配电网轻载线路占比、电能占终端能源消费比重、清洁电源装机占比、与输电网的协调性和与城乡发展协调性。
42.步骤s102，获取综合评价指标体系内43个二级评价指标涉及的原始数据，并形成指标数据矩阵；
43.具体地，该步骤包括：获取综合评价指标体系内43个二级评价指标涉及的原始数据，形成原始数据矩阵；对原始数据矩阵进行归一化和规范化处理得到标准化矩阵，标准化矩阵的指标统一为效益型指标。
44.步骤s103，利用改进topsis法求解正理想解与负理想解，并根据各指标与正理想
解和负理想解之间的接近程度进行综合评价。
45.具体地，现有技术的topsis法通常采用主观值，因而具有片面性和随机性，为克服此问题，本发明实施例的权重求解采用客观法来计算。该步骤包括：计算标准化矩阵中各个指标的客观权重得到权重矩阵；首先，将标准化矩阵与权重矩阵相乘得到加权判断矩阵；根据加权判断矩阵计算得到正理想解和负理想解；然后，计算各指标与正理想解和负理想解之间的欧式距离；最后，根据欧式距离计算相对贴近度，并依据相对贴近度的大小对指标进行排序完成综合评价。
46.这里，客观权重计算方法包括：根据熵值法确定初级客观权重；根据初级客观权重计算指标正理想解和负理想解的加权距离平方和；建立以加权距离平方和最小为目标的目标函数；构造拉格朗日函数，并求解得到客观权重矩阵。设有指标g1,g2,
…
，gn，对应的权重分别为w1,w2,
…
，wn,各方案正理想解和负理想解的加权距离平方和计算方法如式(1)所示：
[0047][0048]
式中，fi(w)为平方和函数，值越小越好；r
ij
为正负理想解矩阵中的理想值；n为指标数。
[0049]
可建立如式(2)所示的多目标规划函数：
[0050]
minf(w)＝(f1(w),f2(w),.....fm(w))
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0051]
由于fi(w)≥0,i＝1,2,....,m,上述多目标规划可以化为单目标规划
[0052][0053]
构造拉格朗日函数，可求解得到客观权重值并可形成客观权重矩阵。
[0054]
需要说明的是，上述43个一级指标有些在统计数据中无法直接获取，因此需通过代理指标进行计算。本发明实施例对其中有必要释义的24个指标作以说明，其他指标可由本领域技术人员查询、类推得出此处不再赘述。
[0055]
(1)110kv容载比为110kv变电设备总容量与对应电压等级网供负荷的比例；
[0056]
(2)户均配电变压器容量为所有低压居民用户配电变压器容量的平均值；
[0057]
(3)综合电压合格率为实际运行电压偏差在极限违反内的累计运行时间与对应总运行时间的百分比；
[0058]
(4)110kv及以下综合线损率为110kv及以下配电网供电量与售电量之差占110kv及以下配电网供电量的比例；
[0059]
(5)配电网标准化结构占比为配电网标准化结构占比由10kv～110kv线路标准化结构占比经过加权平均而得出。某一电压等级线路标准化结构占比是指该电压等级采用标准结构的线路条数占该电压等级线路总条数的比例；
[0060]
(6)10kv线路联络率为存在联络的10kv线路条数占10kv线路总条数的比例；
[0061]
(7)10kv线路平均供电半径为所有10kv线路供电半径的平均值；
[0062]
(9)110kv线路n-1通过率为满足n-1的110kv线路条数占110kv线路总条数的比例；
[0063]
(10)110v线路最大负载率平均值为所有110kv线路最大负载率的平均值；
[0064]
(11)110kv线路重过载比例为110kv线路重(过)载条数占110kv线路总条数比例；
[0065]
(12)110kv主变最大负载率平均值为为110kv主变压器最大负载率(％)之和与110kv主变压器总台数(台)比值；
[0066]
(13)10kv架空线路绝缘化率为10kv架空绝缘线路长度占10kv架空线路总长度的比例；
[0067]
(14)10kv线路电缆化率为10kv电缆线路长度占10kv线路总长度的比例；
[0068]
(15)高损配电变压器占比为10kv高损配电变压器台数占10kv配电变压器总台数的比例；
[0069]
(16)节能型配电变压器占比为10kv节能型配电变压器台数占10kv配电变压器总台数的比例；
[0070]
(17)配电自动化覆盖率为配置配电自动化终端的10kv线路条数占10kv线路总条数的比例；
[0071]
(18)配电通信网覆盖率为实现通信覆盖的配电站点数量占配电站点总数的比例；
[0072]
(19)智能电表覆盖率为安装的智能电表数量占总电能表数量的比例；
[0073]
(20)配电网轻载主变占比为配电网轻载主变压器台数与配电网主变压器总台数比值的百分比；
[0074]
(21)电能占终端能源消费比重为区域内电动汽车充(换)电设备数量与区域供电面积的比值；
[0075]
(22)清洁电源装机占比为区域内清洁电源装机容量与区域总电源装机容量的比值；
[0076]
(23)与输电网的协调性为上一级主干网变电容量与高压配电网变电容量的比值；
[0077]
(24)与城乡发展协调性为配电网规划与城镇规划协同情况，按是否有配电网规划与城镇规划的衔接规划来计算。
[0078]
本发明提出了基于典型配电网的多属性综合评价方法，该方法包括：建立配电网的综合评价指标体系，综合评价指标体系包括6个一级评价指标和43个二级评价指标；获取综合评价指标体系内43个二级评价指标涉及的原始数据，并形成指标数据矩阵；利用改进topsis法求解正理想解与负理想解，并根据各指标与正理想解和负理想解之间的接近程度进行综合评价。本发明建立了全面的综合评价指标体系，能够更好地满足新型电力系统背景下对配电网多属性评价的需要，具有更强的客观性。
[0079]
实施例2
[0080]
本发明实施例以山东省典型配电网为例进行评估。通过供电优越性、网架坚强度、运行可靠性、设备先进性、智能化水平、发展持续性6个一级指标，以及指标下涉及的各个二级指标。
[0081]
获取原始数据后，首先需做同向性转化，通常采用成本型指标向效益型指标转化(即数值越大评价越高)。结合实施例1和图2所示的评价方法，采用客观法计算权重，求解指标的正负理想解、欧式距离等指标。利用本发明实施例的改进topsis法对各城市的综合得分进行排序并进行聚类。聚类结果如图3所示，纵坐标为贴近度，将所有城市按照领先、先进、中等、落后进行分类。山东省主要地市的综合评价结果为：领先型为青岛市、先进型为济
南市、中等型为聊城市、烟台市和潍坊市。
[0082]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。