一种智能配电网绿色高可靠性评价方法

1.本发明涉及电网可靠性评价领域，更具体地，涉及一种智能配电网绿色高可靠性评价方法。


背景技术：

2.随着新型电力系统的建设，大量分布式电源、电动汽车、储能装置和更多设备接入配电网。微电网、有源配电网、能源互联网等智能配电技术发展迅速。由于中国新的电力系统建设，必须加快智能配电网(sdn)的建设，以适应分布式能源和需求侧资源的广泛接入。配电网综合效益评价可以解决配电网运行效益的定量计算，控制发展目标管理，实现不同项目的比较。同时，可持续发展网络的综合效益评价可以明确多方面的预期效益，衡量其发展水平。可靠有效的综合效益评价结果可以帮助决策者制定发展规划，明确建设重点。
3.许多关于智能配电网建设综合性能评估的研究已经发表。liang f等[1]提出了一种用于智能配电网建设投资项目评估的生命周期评估方案。评估过程分为三个步骤：投资项目的前期评估、中期评估和后期评估。采用模糊评价方法对智能配电网项目的综合效益和可行性进行评价。shen y等人[2]提出了四个定量指标来评价智能配电网自愈，包括自愈可靠性、自愈率、自愈速度和自愈效率。为了解决自愈评估中样本不足和不确定性的问题，采用不确定性理论对自愈的不确定性进行定量描述。kong x等人[3]提出了一种有源配电网多目标供电能力评估方法。考虑到分布式发电和需求响应资源的不确定性，建立了有功配电网多目标优化确定性系统，以评估其性能。其多目标优化功能是最大化区域供电能力和最小化主动控制成本。yang x等人[4]建立了配电网能效指标体系。该指标体系包括配电网规划、设备参数和运行状态，以及配电网能效水平的提高。ma l等人[5] 考虑了配电网设备的经济性和安全性，提出了基于年负荷历时曲线的配电网设备综合效率评估模型。
[0004]
现有技术公开了一种基于知识图谱的智能配电网供电综合性能评估方法及系统，方法包括步骤：获取待评估智能配电网的物理空间多源数据，建立智能配电网供电系统的数字化模型；对智能配电网供电系统的数字化模型的特征进行分析，基于知识图谱，以清洁性、经济性、灵活性和可靠性四个方面建立智能配电网供电综合性能评估指标体系；采用层次分析法和熵权法确定智能配电网供电综合性能评估指标的指标权重，并根据设定的指标等级及其对应的指标权重采用模糊评价方法进行智能配电网供电综合性能评估，得到评估结果。智能配电网络综合性能的评估模板需要更新，更加注重绿色发展和高可靠性。


技术实现要素：

[0005]
本发明提供一种智能配电网绿色高可靠性评价方法，建立了可持续发展网络评价的综合评价指标体系，以反映绿色发展与安全之间的协调。
[0006]
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
[0007]
一种智能配电网绿色高可靠性评价方法，包括以下步骤：
[0008]
s1：构建配电网性能评价指标体系，所述配电网性能评价指标体系包括若干评价
指标；
[0009]
s2：利用改进的熵权法计算所述配电网性能评价指标体系中各评价指标的权重；
[0010]
s3：根据计算得到的各评价指标的权重，引入模糊vikor方法进行评估智能配电网的性能。
[0011]
优选地，所述步骤s1中配电网性能评价指标体系包括绿色发展、可靠性、经济型、技术性和电源质量五个方面，具体为：
[0012]
绿色发展方面包括分布能量渗透率c11、电耗与总能耗之比c12、清洁能源发电份额c13和因电力替代而节省的标准煤量c14；
[0013]
可靠性方面包括供电可靠性c21、线路故障自愈率c22和电网设备故障频率 c23；
[0014]
经济性方面包括单位电网资产的售电量c31、投资回收期c32和净现值c33；
[0015]
技术性方面包括综合线损率c41、安装的智能电表百分比c42和配电线路段的平均数量c43；
[0016]
电源质量方面包括积分电压通过率c51和电网频率通过率c52。
[0017]
优选地，所述步骤s2中利用改进的熵权法计算所述配电网性能评价指标体系中各评价指标的权重，具体为：
[0018]
假设评价系统中有m个方案和n个指标，方案j中指标i的评价指标值被指定为
[0019]
对评价指标值进行标准化，得到标准化矩阵；
[0020]
计算指示器j的频率f
ij
，并根据f
ij
计算指标的信息熵值dj；
[0021]
确定每个指标的权重值：
[0022][0023]
优选地，所述对评价指标值进行标准化，得到标准化矩阵，具体为：
[0024]
对于福利类型指标，标准化公式为：
[0025][0026]
对于成本类型指标，标准化公式为：
[0027][0028]
标准化矩阵d被建立为:
[0029][0030]
优选地，所述计算指示器的频率f
ij
，并根据f
ij
计算指标的信息熵值dj，具体为：
[0031]
计算指示器j的频率f
ij
：
[0032]
[0033]
根据f
ij
计算指标的信息熵值dj：
[0034][0035]
优选地，所述步骤s3，具体为：
[0036]
s3.1：确定模糊正理想解和负理想解
[0037]
s3.2：计算每个指标与模糊正理想解之间的归一化距离；
[0038]
s3.3：计算待评估的智能配电网方案的团体利益值si、个人后悔值ri和妥协值qi；
[0039]
s3.4：根据si、ri和qi进行排名，评估得到最优的智能配电网方案。
[0040]
优选地，所述s3.1中确定模糊正理想解和负理想解具体为：
[0041][0042][0043]
式中，j1是效益导向指标的集合，j2是成本导向指标的集合,然后
[0044]
优选地，所述步骤s32.中计算每个指标与模糊正理想解之间的归一化距离，具体为：
[0045][0046]
其中，是来自i个对象的j准则值与j准则的模糊正理想解之间的距离,是正理想解和负理想解之间的欧几里德距离，并且：
[0047][0048][0049]
优选地，所述s3.3中计算待评估的智能配电网方案的团体利益值si、个人后悔值ri和妥协值qi，具体为：
[0050][0051][0052][0053]
式中，wi指标准权重值，η表示决策因素，并且η∈[0,1]。
[0054]
优选地，所述s3.4中根据si、ri和qi进行排名，评估得到最优的智能配电网方案，具体为：
[0055]
sj,rj和qj值分别按从小到大的顺序排序，这些值越小，方案的性能越好；当满足以下两个标准时，首先具有qj值的对象是最优的：
[0056]
条件1：可接受的优势值，也就是说，qj的值应该：
[0057][0058]
其中,b
(1)
，b
(2)
是将qj值从小到大排序后的第一和第二个对象；
[0059]
条件2：可接受的决策稳定性；
[0060]
即对象b
(2)
的团体利益值应大于对象b
(1)
的团体利益值，或者对象b
(2)
的个别后悔值应大于对象b
(1)
的后悔值；
[0061]
如果不能同时满足上述两个条件，则应根据以下原则选择折中方案；
[0062]
(1)如果不满足条件2，则两种方案b
(1)
，b
(2)
结论为最优；
[0063]
(2)如果不满足条件1，则每个方案b
(1)
，b
(2)
，
……
，b
(m)
是最优的；
[0064]
m的值是符合下式的最大值，如下所示，
[0065][0066]
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
[0067]
本发明为智能配电网绿色高可靠性评价方法，在评价指标体系中充分考虑了可持续发展网络的绿色发展和高可靠性。演化指标体系由15个指标组成。然后，基于改进熵方法的加权方法和模糊vikor方法，提出了一种基于模糊方法的混合模型。最后，通过实证分析验证了混合评价框架的实用性。
附图说明
[0068]
图1为本发明的方法流程示意图。
[0069]
图2为智能配电网综合性能评价指标体系示意图。
具体实施方式
[0070]
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0071]
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
[0072]
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0073]
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
[0074]
实施例1
[0075]
一种智能配电网绿色高可靠性评价方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0076]
s1：构建配电网性能评价指标体系，所述配电网性能评价指标体系包括若干评价指标；
[0077]
s2：利用改进的熵权法计算所述配电网性能评价指标体系中各评价指标的权重；
[0078]
s3：根据计算得到的各评价指标的权重，引入模糊vikor方法进行评估智能配电网的性能。
[0079]
实施例2
[0080]
本实施例在实施例1的基础上，继续公开以下内容：
[0081]
所述步骤s1中配电网性能评价指标体系如图2所示，包括绿色发展、可靠性、经济型、技术性和电源质量五个方面，具体为：
[0082]
绿色发展方面包括分布能量渗透率c11、电耗与总能耗之比c12、清洁能源发电份额c13和因电力替代而节省的标准煤量c14；
[0083]
可靠性方面包括供电可靠性c21、线路故障自愈率c22和电网设备故障频率 c23；
[0084]
经济性方面包括单位电网资产的售电量c31、投资回收期c32和净现值c33；
[0085]
技术性方面包括综合线损率c41、安装的智能电表百分比c42和配电线路段的平均数量c43；
[0086]
电源质量方面包括积分电压通过率c51和电网频率通过率c52。
[0087]
智能配电网的综合性能不仅应包括经济性，还应包括环保性、可靠性和实用性。根据科学性、综合性、典型性、实用性和独立性原则，从绿色发展、可靠性、经济性、技术性和电能质量五个方面构建了配电网性能评价指标体系。从大量文献中选择了15项标准，并将其整合到指标体系中。
[0088]
实施例3
[0089]
本实施例在实施例1和实施例2的基础上，继续公开以下内容：
[0090]
所述步骤s2中利用改进的熵权法计算所述配电网性能评价指标体系中各评价指标的权重，具体为：
[0091]
假设评价系统中有m个方案和n个指标，方案j中指标i的评价指标值被指定为
[0092]
对评价指标值进行标准化，得到标准化矩阵；
[0093]
计算指示器j的频率f
ij
，并根据f
ij
计算指标的信息熵值dj；
[0094]
确定每个指标的权重值：
[0095][0096]
所述对评价指标值进行标准化，得到标准化矩阵，具体为：
[0097]
对于福利类型指标，标准化公式为：
[0098][0099]
对于成本类型指标，标准化公式为：
[0100][0101]
标准化矩阵d被建立为:
[0102][0103]
所述计算指示器的频率f
ij
，并根据f
ij
计算指标的信息熵值dj，具体为：
[0104]
计算指示器j的频率f
ij
：
[0105]
[0106]
根据f
ij
计算指标的信息熵值dj：
[0107][0108]
熵方法是一种传统的客观熵权方法，它通过根据不同指标的变化程度分配相应的权重来反映指标的重要性。该方法使用熵来确定指标之间的分散程度。熵越小，指标的离散性越大，对评价结果的影响越大。本实施例对传统的熵方法进行了改进，采用变异系数法来减少熵变化对权重的影响。
[0109]
实施例4
[0110]
本实施例在实施例1至实施例3的基础上，继续公开以下内容：
[0111]
所述步骤s3，具体为：
[0112]
s3.1：确定模糊正理想解和负理想解
[0113]
s3.2：计算每个指标与模糊正理想解之间的归一化距离；
[0114]
s3.3：计算待评估的智能配电网方案的团体利益值si、个人后悔值ri和妥协值qi；
[0115]
s3.4：根据si、ri和qi进行排名，评估得到最优的智能配电网方案。
[0116]
所述s3.1中确定模糊正理想解和负理想解具体为：
[0117][0118][0119]
式中，j1是效益导向指标的集合，j2是成本导向指标的集合,然后
[0120]
所述步骤s32.中计算每个指标与模糊正理想解之间的归一化距离，具体为：
[0121][0122]
其中，是来自i个对象的j准则值与j准则的模糊正理想解之间的距离,是正理想解和负理想解之间的欧几里德距离，并且：
[0123][0124][0125]
所述s3.3中计算待评估的智能配电网方案的团体利益值si、个人后悔值ri和妥协值qi，具体为：
[0126][0127][0128][0129]
式中，wi指标准权重值，η表示决策因素，并且η∈[0,1]。
[0130]
所述s3.4中根据si、ri和qi进行排名，评估得到最优的智能配电网方案，具体为：
[0131]
sj,rj和qj值分别按从小到大的顺序排序，这些值越小，方案的性能越好；当满足以下两个标准时，首先具有qj值的对象是最优的：
[0132]
条件1：可接受的优势值，也就是说，qj的值应该：
[0133][0134]
其中,b
(1)
，b
(2)
是将qj值从小到大排序后的第一和第二个对象；
[0135]
条件2：可接受的决策稳定性；
[0136]
即对象b
(2)
的团体利益值应大于对象b
(1)
的团体利益值，或者对象b
(2)
的个别后悔值应大于对象b
(1)
的后悔值；
[0137]
如果不能同时满足上述两个条件，则应根据以下原则选择折中方案；
[0138]
(1)如果不满足条件2，则两种方案b
(1)
，b
(2)
结论为最优；
[0139]
(2)如果不满足条件1，则每个方案b
(1)
，b
(2)
，
……
，b
(m)
是最优的；
[0140]
m的值是符合下式的最大值，如下所示，
[0141][0142]
vikor方法是opricovic s教授于1998年提出的一种多属性决策方法。其核心思想是根据所提出方案与理想解之间的加权距离，通过区分不同方案的优缺点，对不同方案进行排序。引入三角模糊数来解决决策过程中指标属性值模糊的多属性问题。因此，建立了适用于不确定条件的用户储能配置方案评估模型。
[0143]
在具体的实施例中，选取了四个典型的配电系统(u1、u2、u3和u4)来验证模型的有效性。首先，收集了四个备选方案的指标原始数据。该标准的权重通过改进的熵权法计算，如表1所示：
[0144]
表1基于改进熵权法的准则权重
[0145][0146]
然后，采用模糊vikor评价方法对四种方案的综合性能进行评价。可以确定每个指标与模糊正理想之间的归一化距离。获得si,ri和qi评估过程和计算结果如表2所示。
[0147]
表2所有备选方案的评估过程和结果
[0148][0149][0150]
si,ri和qi从小到大排列，它们的优先级顺序如表3所示。基于vikor的两个条件，u3替代方案总是最好的。根据qi排名，u1备选方案的综合性能排名第二，其次是u4和u2。
[0151]
表3si,ri和qi的排名顺序
[0152][0153]
相似的标号对应相同或相似的部件；
[0154]
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0155]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。