计及多模式储能站的配电网综合评价方法、装置和设备与流程

1.本发明涉及电力系统领域，特别是涉及一种计及多模式储能站的配电网综合评价方法、装置和设备。


背景技术：

2.目前，储能站作为高效合理的重要能源利用方式，通常具有灵活性、低碳性、高效性等多种优点，一般设置在需求侧，辅助电网进行削峰填谷，平抑新能源的波动。
3.对储能站接入配电网的影响进行评估时，需要考虑的影响因素众多，并且某些因素具有很强的不确定性，增加了构建电网建设项目评价指标体系的难度，这就要求在建立综合评价指标的基础上，采用合理的评价方法建立评价模型，得出科学的评价结果。由于各方面影响对应的评价指标属性不同，它们通常具有不同的量纲和数量级，利用现有技术很难保证评价值的一致性，评价过程中存在主观性、模糊性等问题，导致评价结果的可信度和准确性不高。另外，层次分析法因研究思路明确、分析过程对定量数据依赖不高被广泛应用，但是层次分析法在进行指标两两比较时，若信息不完全，会导致判断不确定甚至影响求解精度。
4.因此，如何解决含储能站的配电网指标评价过程中存在的主观性、模糊性等问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种计及多模式储能站的配电网综合评价方法、装置和设备，可以降低主观因素的影响，保证评价结果的客观性和可靠性。其具体方案如下：
6.一种计及多模式储能站的配电网综合评价方法，包括：
7.建立指标评价体系；
8.将所述指标评价体系中的指标进行正向化和标准化处理，得到标准化矩阵；
9.采用熵权法和引入三角模糊数的层次分析法获取指标组合权重；
10.根据所述标准化矩阵和获取的所述指标组合权重，通过引入权重的topsis法得到综合评价结果。
11.优选地，在本发明实施例提供的上述计及多模式储能站的配电网综合评价方法中，所述指标评价体系包含目标层、准则层和方案层；所述目标层为评价对象的最终目标，所述准则层为实现预定目标所采用的各项准则，所述方案层为选用的解决问题的各种措施。
12.优选地，在本发明实施例提供的上述计及多模式储能站的配电网综合评价方法中，所述将所述指标评价体系中的指标进行正向化和标准化处理，得到标准化矩阵，包括：
13.将所述指标评价体系中的指标按照设定规则进行分类；
14.将分类后的指标进行正向化处理；
15.将正向化处理后的指标进行标准化处理，得到标准化矩阵。
16.优选地，在本发明实施例提供的上述计及多模式储能站的配电网综合评价方法中，所述采用熵权法和引入三角模糊数的层次分析法获取指标组合权重，包括：
17.根据所述标准化矩阵，计算各项指标下各个评价对象的特征比重；
18.根据所述特征比重，计算各项指标的熵值；
19.根据各项指标的熵值，计算各项指标的信息效用值；
20.根据各项指标的信息效用值，得出各项指标的权重；
21.在层析分析法中引入三角模糊数，以模糊区间的形式代替点值形式；
22.建立三角模糊数判断矩阵；所述三角模糊判断矩阵为正互反判断矩阵；
23.构造所述正互反判断矩阵的模糊评判因子，得到调整判断矩阵；
24.根据调整判断矩阵，调整指标权重；
25.根据调整后的指标权重，采用乘法组合法获取指标组合权重。
26.优选地，在本发明实施例提供的上述计及多模式储能站的配电网综合评价方法中，所述建立三角模糊数判断矩阵，包括：
27.建立所述准则层对于所述目标层的第一判断矩阵，并根据指标之间的两两比较结果将所述第一判断矩阵中各元素进行定量表示，得到相应的三角模糊判断矩阵；
28.建立所述方案层对于所述准则层的第二判断矩阵，并根据指标之间的两两比较结果将所述第二判断矩阵中各元素进行定量表示，得到相应的三角模糊判断矩阵。
29.优选地，在本发明实施例提供的上述计及多模式储能站的配电网综合评价方法中，在所述建立三角模糊数判断矩阵之后，还包括：
30.对建立的所述三角模糊判断矩阵进行一致性校验。
31.优选地，在本发明实施例提供的上述计及多模式储能站的配电网综合评价方法中，所述调整指标权重，包括：
32.采用和积法得到所述准则层相对于所述目标层的指标权重；
33.采用和积法得到所述方案层相对于所述准则层的指标权重；
34.根据所述方案层相对于所述准则层的权重与所述准则层相对于所述目标层的权重，得到所述方案层相对于所述目标层的指标权重。
35.优选地，在本发明实施例提供的上述计及多模式储能站的配电网综合评价方法中，所述根据所述标准化矩阵和获取的所述指标组合权重，通过引入权重的topsis法得到综合评价结果，包括：
36.通过引入权重的topsis法得到各评价对象对应的所述标准化矩阵的最大值和最小值；
37.结合所述指标组合权重，获取各评价对象与最大值、最小值之间的距离，以得到综合评价结果。
38.本发明实施例还提供了一种计及多模式储能站的配电网综合评价装置，包括：
39.体系建立模块，用于建立指标评价体系；
40.指标处理模块，用于将指标评价体系中的指标进行正向化和标准化处理，得到标准化矩阵；
41.权重获取模块，用于采用熵权法和引入三角模糊数的层次分析法获取指标组合权
重；
42.综合评价模块，用于根据标准化矩阵和获取的指标组合权重，通过引入权重的topsis法得到综合评价结果。
43.本发明实施例还提供了一种计及多模式储能站的配电网综合评价设备，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序时实现如本发明实施例提供的上述计及多模式储能站的配电网综合评价方法。
44.从上述技术方案可以看出，本发明所提供的一种计及多模式储能站的配电网综合评价方法，包括：建立指标评价体系；将指标评价体系中的指标进行正向化和标准化处理，得到标准化矩阵；采用熵权法和引入三角模糊数的层次分析法获取指标组合权重；根据标准化矩阵和获取的指标组合权重，通过引入权重的topsis法得到综合评价结果。
45.本发明在层次分析法的基础上引入三角模糊数，可以降低构建判断矩阵的主观臆断性，并且结合熵权法获取指标组合权重，进一步降低主观因素的影响，有效提高合理性和准确度，最后采用引入权重的topsis法进行评价，整体上保证了评价结果的客观性和可靠性，能够科学全面评价配电网建设项目的投资成效。
46.此外，本发明还针对计及多模式储能站的配电网综合评价方法提供了相应的装置及设备，进一步使得上述方法更具有实用性，该装置及设备具有相应的优点。
附图说明
47.为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
48.图1为本发明实施例提供的计及多模式储能站的配电网综合评价方法的流程图；
49.图2为本发明实施例提供的计及多模式储能站的配电网综合评价装置的结构示意图。
具体实施方式
50.下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.本发明提供一种计及多模式储能站的配电网综合评价方法，如图1所示，包括以下步骤：
52.s101、建立指标评价体系；
53.s102、将指标评价体系中的指标进行正向化和标准化处理，得到标准化矩阵；
54.s103、采用熵权法和引入三角模糊数的层次分析法获取指标组合权重；
55.s104、根据标准化矩阵和获取的指标组合权重，通过引入权重的topsis法得到综合评价结果。
56.在本发明实施例提供的上述计及多模式储能站的配电网综合评价方法中，在层次
分析法的基础上引入三角模糊数，可以降低构建判断矩阵的主观臆断性，并且结合熵权法获取指标组合权重，进一步降低主观因素的影响，有效提高合理性和准确度，最后采用引入权重的topsis法进行评价，整体上保证了评价结果的客观性和可靠性，能够科学全面评价配电网建设项目的投资成效。
57.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述计及多模式储能站的配电网综合评价方法中，步骤s101中指标评价体系可以包含目标层，准则层，方案层三个层次。目标层为研究对象的最终目标，本发明为计及多模式储能站的配电网综合评价体系；准则层为实现预定目标所采用的各项准则，本发明为应经济效益、电网工程及社会贡献；方案层为选用的解决问题的各种措施，经济效益下的方案层为投资回期率、内部收益率及年发电效益，电网工程下的方案层为供电可靠率、综合线损率、综合电压合格率及分布式电源发电效益，社会贡献下的方案层为地区电网优化程度及对地区经济拉动作用。
58.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述计及多模式储能站的配电网综合评价方法中，步骤s102将指标评价体系中的指标进行正向化和标准化处理，得到标准化矩阵，具体可以包括以下步骤：
59.首先，将指标评价体系中的指标按照设定规则进行分类；在实际应用中，可以将指标划分为极大型指标、极小型指标、中间型指标及区间型指标。极大型指标数值越大越好，极小型指标数值越小越好，中间型指标在中间某一最佳数值最好，区间型指标数值落在最佳区间内最好。
60.然后，将分类后的指标进行正向化处理；由于上述指标不统一，需对极小型指标、中间型指标及区间型指标进行正向化处理。
61.当{x
ij
}是一组极小型指标序列时，
[0062][0063]
当{x
ij
}是一组中间型指标序列且最佳数值为x
best
时，
[0064][0065]
当{x
ij
}是一组区间型指标序列且最佳区间为[a,b]时，
[0066][0067]
最后，将正向化处理后的指标进行标准化处理，消除量纲的影响得到标准化矩阵。
[0068][0069]
上式中，x
ij
为第i个样本(即评价对象)第j个指标的指标值，为正向化后的指标
值，z
ij
为标准化后的值，n为样本总数，m为评价指标总数。中间型指标的最佳值及区间型指标的最佳区间的确定按照电力行业的相关规定得到。
[0070]
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述计及多模式储能站的配电网综合评价方法中，步骤s103采用熵权法和引入三角模糊数的层次分析法获取指标组合权重，具体可以包括以下步骤：
[0071]
步骤一、根据标准化矩阵，计算各项指标下各个评价对象的特征比重；
[0072]
具体采用下述公式计算第j项指标下，第i个样本的特征比重：
[0073][0074]
式中，
[0075]
步骤二、根据特征比重，计算各项指标的熵值；
[0076]
具体采用下述公式计算第j项指标的熵值。
[0077][0078]
式中，j＝1,2,
···
m，ln n是在p(x
1j
)＝p(x
2j
)＝p(x
nj
)时得到的指标j的信息熵的最大值，此时ej＝1,即所有样本的这个指标值都相同，熵值越大传递出的信息量越少。此公式使得信息熵的值始终位于[0,1]内。
[0079]
步骤三、根据各项指标的熵值，计算各项指标的信息效用值；
[0080]
具体采用下述公式计算第j项指标信息效用值。
[0081]hj
＝l-ejꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0082]
式中，dj≥0，信息熵越小，信息效用值越大，包含的信息量越多。
[0083]
步骤四、根据各项指标的信息效用值，得出各项指标的权重；
[0084]
具体采用下述公式计算熵权法的权重。
[0085][0086]
步骤五、在层析分析法中引入三角模糊数，以模糊区间的形式代替点值形式；
[0087]
需要说明的是，在层次分析法的基础上引入三角模糊数，以模糊区间的形式代替主观评判的点值形式，克服了点值不能表达决策者自身主观判断的局限性。其数学定义是：论域u上的一个模糊子集a是u到[0,1]的一个映射ua:u
→
[0,1]，映射ua称为a的隶属函数，ua(x)称为x对a的隶属程度。
[0088][0089]
式中，a
l
≤am≤au，a
l
和au分别是模糊集合a的下界和上界，am为a的中值，三角模糊数a表示为(a
l
,am,au)。
[0090]
步骤六、建立三角模糊数判断矩阵；三角模糊判断矩阵为正互反判断矩阵；
[0091]
本发明构建的计及多模式储能站的配电网优化设计方案经济技术综合评价体系共有三层。将目标层记为m，准则层记为g，指标表示方式为(g1，g2,
…
,gi,
…
,ga)；方案层记为b，对应于准则层gi指标的表示方式为(b
i1
,b
i2
,
…
,b
ib
)。在具体实施时，上述步骤中建立三角模糊数判断矩阵，具体可以包括：建立准则层对于目标层的第一判断矩阵，并根据指标之间的两两比较结果将第一判断矩阵中各元素进行定量表示，定量表示为f
ij
＝(g
ij
,h
ij
,l
ij
)的形式，得到相应的三角模糊判断矩阵；同理，建立方案层对于准则层的第二判断矩阵，并根据指标之间的两两比较结果将第二判断矩阵中各元素进行定量表示，得到相应的三角模糊判断矩阵。
[0092]
在实际应用中，指标之间的两两比较结果可以从已有专家库中提取。每两个指标比较均得出一个模糊区间，该区间反映了两指标进行比较时存在的不确定性程度，模糊区间的大小和不确定性成正相关。若每两个指标存在t种评价结果，根据三角模糊数的运算法则求平均值得到正互反判断矩阵。
[0093]
正互反判断矩阵中的每一个元素f
ij
都是一个模糊区间，其中g
ij
是区间下界，l
ij
是区间上界，g
ij
,h
ij
,l
ij
的取值根据互反性1-9标度，如表一所示。且当g
ij
＝h
ij
＝l
ij
时，三角模糊数即为一个正实数。
[0094]
表一“1-9”标度法
[0095][0096]
[0097]
在具体实施时，在建立三角模糊数判断矩阵之后，还可以包括：对建立的三角模糊判断矩阵进行一致性校验。
[0098]
为了简化计算，在此近似地对h
ij
进行一致性检验，当h
ij
具有良好的一致性时，三角模糊数正互反矩阵也具有较好的一致性。
[0099]
提取正互反判断矩阵中每一个模糊区间的h
ij
将其构成矩阵h，将h中每一列元素作正规化处理；
[0100][0101]
式中，r为准则层的指标总数，也是矩阵h的阶数。
[0102]
将每一列正规化后的元素按行相加；
[0103][0104]
将上一步得到的向量正规化处理得到特征向量；
[0105][0106]
计算正互反矩阵的最大特征值；
[0107][0108]
同理可得出方案层指标相对于准则层的特征向量和最大特征值。
[0109]
进行一致性检验；
[0110][0111][0112]
ri的值通过查表得出。若cr≤0.1，则认为通过一致性检验。
[0113]
步骤七、构造正互反判断矩阵的模糊评判因子，得到调整判断矩阵；
[0114]
具体地，建立模糊评价因子矩阵s。对于已经构造的正互反判断矩阵，建立模糊评价因子，具体形式如下：
[0115][0116]
式中，为模糊评价因子，客观充分地反映了评价结果的模糊度。其值越
小，模糊度越小；其值越大，模糊度越大。
[0117]
接下来，重新建立判断矩阵。由模糊评价因子矩阵和正互反判断矩阵共同作用得到新的判断矩阵t：
[0118][0119]
式中，h是由三角模糊数的中值构成的矩阵。将新的判断矩阵t经过一系列初等变换，最终得到对角线全为1的判断矩阵t'＝(t
ij
)r×r，满足
[0120]
步骤八、根据调整判断矩阵，调整指标权重；
[0121]
在具体实施时，上述步骤中调整指标权重，具体可以包括：采用和积法得到准则层相对于目标层的指标权重；同理，采用和积法得到方案层相对于准则层的指标权重；根据方案层相对于准则层的权重与准则层相对于目标层的权重，得到方案层相对于目标层的指标权重。
[0122]
具体地，可以先计算准则层相对于目标层的各指标权重，根据和积法求取权重；然后，对方案层中所有的指标同理采取以上方法求得方案层权重，将该权重与准则层下相对应的指标层指标权重相乘得到方案层相对于目标层的权重w
′jꢀ′
。
[0123]
步骤九、根据调整后的指标权重，采用乘法组合法获取指标组合权重；
[0124]
具体采用下述公式获取指标组合权重：
[0125][0126]
可以理解的是，引入三角模糊数的层次分析法通过精确的数字手段处理模糊的评价对象，评价结果包含信息比较丰富，能对模糊信息作出比较科学合理的量化评价，弥补了层次分析法的缺陷。
[0127]
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述计及多模式储能站的配电网综合评价方法中，步骤s104根据标准化矩阵和获取的指标组合权重，通过引入权重的topsis法得到综合评价结果，具体可以包括以下步骤：
[0128]
首先，通过引入权重的topsis法得到各评价对象对应的z的最大值z

与最小值z-；
[0129]
z ＝(z
1
,z
2
,
…zm
)＝(max{z
11
,z
21
,
…zn1
},max{z
12
,z
22
,
…zn2
},
…
,max{z
1m
,z
2m
,
…znm
})(19)
[0130]
z-＝(z
1-,z
2-,
…zm-)＝(min{z
11
,z
21
,
…zn1
},min{z
12
,z
22
,
…zn2
},
…
,min{z
1m
,z
2m
,
…znm
})(20)
[0131]
然后，结合指标组合权重，获取各评价对象与最大值、最小值之间的距离，以得到综合评价结果。
[0132]
具体采用下述公式获取第i个样本与最大值、最小值之间的距离：
[0133][0134][0135]
可以采用下述公式计算第i个样本的得分；
[0136][0137]
也就是说，采用引入权重的topsis法可以找出评估对象中的最优解和最劣解，获得某一对象与最优解和最劣解间的距离，从而得出该方案与最优解的接近程度。
[0138]
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计及多模式储能站的配电网综合评价装置，由于该装置解决问题的原理与前述一种计及多模式储能站的配电网综合评价方法相似，因此该装置的实施可以参见计及多模式储能站的配电网综合评价方法的实施，重复之处不再赘述。
[0139]
在具体实施时，本发明实施例提供的计及多模式储能站的配电网综合评价装置，如图2所示，具体可以包括：
[0140]
体系建立模块11，用于建立指标评价体系；
[0141]
指标处理模块12，用于将指标评价体系中的指标进行正向化和标准化处理，得到标准化矩阵；
[0142]
权重获取模块13，用于采用熵权法和引入三角模糊数的层次分析法获取指标组合权重；
[0143]
综合评价模块14，用于根据标准化矩阵和获取的指标组合权重，通过引入权重的topsis法得到综合评价结果。
[0144]
在本发明实施例提供的上述计及多模式储能站的配电网综合评价设备中，可以通过上述四个模块的相互作用，在层次分析法的基础上引入三角模糊数，可以降低构建判断矩阵的主观臆断性，并且结合熵权法获取指标组合权重，进一步降低主观因素的影响，有效提高合理性和准确度，最后采用引入权重的topsis法进行评价，整体上保证了评价结果的客观性和可靠性，能够科学全面评价配电网建设项目的投资成效。
[0145]
在具体实施时，指标处理模块12，具体可以用于将指标评价体系中的指标按照设定规则进行分类；将分类后的指标进行正向化处理；将正向化处理后的指标进行标准化处理，得到标准化矩阵。
[0146]
在具体实施时，权重获取模块13，具体可以用于根据标准化矩阵，计算各项指标下各个评价对象的特征比重；根据特征比重，计算各项指标的熵值；根据各项指标的熵值，计算各项指标的信息效用值；根据各项指标的信息效用值，得出各项指标的权重；在层析分析法中引入三角模糊数，以模糊区间的形式代替点值形式；建立三角模糊数判断矩阵；三角模糊判断矩阵为正互反判断矩阵；构造正互反判断矩阵的模糊评判因子，得到调整判断矩阵；根据调整判断矩阵，调整指标权重；根据调整后的指标权重，采用乘法组合法获取指标组合权重。
[0147]
在具体实施时，综合评价模块14，具体可以用于通过引入权重的topsis法得到各评价对象对应的标准化矩阵的最大值和最小值；结合指标组合权重，获取各评价对象与最大值、最小值之间的距离，以得到综合评价结果。
[0148]
关于上述各个模块更加具体的工作过程可以参考前述实施例公开的相应内容，在此不再进行赘述。
[0149]
相应地，本发明实施例还公开了一种计及多模式储能站的配电网综合评价设备，包括处理器和存储器；其中，处理器执行存储器中存储的计算机程序时实现前述实施例公开的计及多模式储能站的配电网综合评价方法。
[0150]
关于上述方法更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
[0151]
进一步地，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；计算机程序被处理器执行时实现前述公开的计及多模式储能站的配电网综合评价方法。
[0152]
关于上述方法更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
[0153]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的设备、存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0154]
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
[0155]
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0156]
综上，本发明实施例提供的一种计及多模式储能站的配电网综合评价方法，包括：建立指标评价体系；将指标评价体系中的指标进行正向化和标准化处理，得到标准化矩阵；采用熵权法和引入三角模糊数的层次分析法获取指标组合权重；根据标准化矩阵和获取的指标组合权重，通过引入权重的topsis法得到综合评价结果。本发明在层次分析法的基础上引入三角模糊数，可以降低构建判断矩阵的主观臆断性，并且结合熵权法获取指标组合权重，进一步降低主观因素的影响，有效提高合理性和准确度，最后采用引入权重的topsis法进行评价，整体上保证了评价结果的客观性和可靠性，能够科学全面评价配电网建设项目的投资成效。此外，本发明还针对计及多模式储能站的配电网综合评价方法提供了相应的装置、设备及计算机可读存储介质，进一步使得上述方法更具有实用性，该装置、设备及计算机可读存储介质具有相应的优点。
[0157]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将
一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0158]
以上对本发明所提供的计及多模式储能站的配电网综合评价方法、装置和设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。