基于灰色關(guān)聯(lián)分析的110kv配電網(wǎng)規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性研究

何紅斌+潘力強(qiáng)+蘇黎+田昀

摘要：配電網(wǎng)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，改造建設(shè)頻繁等特點(diǎn)，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)所涉及的因素繁多，是一項(xiàng)復(fù)雜艱巨的系統(tǒng)工程。單從設(shè)備規(guī)模、負(fù)載率等單方面指標(biāo)出發(fā)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行定性分析評(píng)價(jià)，已不能滿(mǎn)足未來(lái)配電網(wǎng)科學(xué)化管理的需要。本文以湖南省2011～2013年110kv配電網(wǎng)規(guī)劃評(píng)價(jià)中經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)為研究對(duì)象，在合理設(shè)置評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)的無(wú)量綱處理，基于灰色關(guān)聯(lián)分析方法，利用EXCEL軟件實(shí)現(xiàn)計(jì)算過(guò)程并得到排序結(jié)果，在評(píng)價(jià)配電網(wǎng)規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)性方面有一定參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：經(jīng)濟(jì)性；灰色關(guān)聯(lián)分析；配電網(wǎng)規(guī)劃；110kv

中圖分類(lèi)號(hào)：F406 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2016）010-000-03

一、引言

配電網(wǎng)規(guī)劃是一個(gè)具有不確定性及非線性特性的復(fù)雜決策過(guò)程，綜合評(píng)估配電網(wǎng)規(guī)劃方案時(shí)，僅僅考慮負(fù)荷水平等基本元素已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了，還應(yīng)考慮電網(wǎng)的供電可靠性、投資收益率等其它因素，建立新的綜合決策模型對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃方案進(jìn)行評(píng)估與綜合決策。隨著現(xiàn)代眾多綜合評(píng)價(jià)算法理論的不斷深化與發(fā)展，越來(lái)越多的算法被用到配電網(wǎng)規(guī)劃方案的綜合評(píng)估與決策中。因此，采用科學(xué)的理論方法對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行全面、客觀、綜合評(píng)價(jià)，繼而做出最優(yōu)決策，是現(xiàn)代配電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合評(píng)估與決策的必然趨勢(shì)。[1]

為了得到更科學(xué)有效的配電網(wǎng)規(guī)劃評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，我們采用灰色關(guān)聯(lián)法解決這一問(wèn)題，利用灰色關(guān)聯(lián)法來(lái)對(duì)各個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估比較，從而對(duì)指標(biāo)體系與現(xiàn)實(shí)所需要的經(jīng)濟(jì)性關(guān)聯(lián)度進(jìn)行排序，從而做出更為合理的選擇。

二、方法及原理概述

1.數(shù)據(jù)的無(wú)量綱化

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，沒(méi)辦法直接比較，須先對(duì)其進(jìn)行無(wú)量綱化處理、消除指標(biāo)量綱影響后才能計(jì)算綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)量綱化的方法主要分為三大類(lèi)，分別是直線型、折線型和曲線型。直線型是比較常用的方法。直線型標(biāo)準(zhǔn)化方法是在將指標(biāo)實(shí)際值轉(zhuǎn)化為不受量綱影響的指標(biāo)評(píng)價(jià)值時(shí)，假定兩者之間呈線性關(guān)系，指標(biāo)實(shí)際值的變化引起指標(biāo)評(píng)價(jià)值一個(gè)相應(yīng)的比例變化。直線型標(biāo)準(zhǔn)化主要有Z-Score法、線性比例法、極值處理法等。[2]

（1）標(biāo)準(zhǔn)化法

上式中，zi是指某單項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值；xi是指某單項(xiàng)指標(biāo)的原始值；是指這一組指標(biāo)統(tǒng)計(jì)值的平均值；s是指這一組指標(biāo)的均方差。

由于在采用本方法計(jì)算時(shí)，用到了所有的樣本值，因此較好地體現(xiàn)了所有樣本的信息，且該統(tǒng)計(jì)量具有良好的統(tǒng)計(jì)特性，即每列的zi均值為0，方差為1。這意味著各樣本在同一指標(biāo)上的標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)以0為平均水平，而它們與平均水平的距離是標(biāo)準(zhǔn)差1的倍數(shù)。

（2）極值法

2.熵權(quán)法

在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，由于每個(gè)決策指標(biāo)的作用和重要程度不同，需要按照不同指標(biāo)的重要程度賦予不同的權(quán)重。

權(quán)重反映了各個(gè)指標(biāo)在指標(biāo)集中的重要性程度。指標(biāo)的權(quán)重直接影響到這一指標(biāo)對(duì)總體的影響性大小。因此，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，是建立評(píng)價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)。

熵權(quán)法[3]依據(jù)各指標(biāo)所包含的信息量的多少確定指標(biāo)權(quán)重，是一種客觀賦權(quán)法，某個(gè)指標(biāo)的熵越小，說(shuō)明該指標(biāo)值的變異程度越大，提供的信息量也就越多，在總體中的作用越大，則該指標(biāo)的權(quán)重也應(yīng)越大。熵權(quán)法計(jì)算步驟簡(jiǎn)單，可以有效利用了指標(biāo)數(shù)據(jù)，排除主觀因素的影響。

權(quán)系數(shù)體現(xiàn)了指標(biāo)的信息量，熵權(quán)值越大表示該指標(biāo)對(duì)綜合決策的作用越大，直觀有效地反映了指標(biāo)間的差異程度。[4]

3.灰色關(guān)聯(lián)分析方法

灰色關(guān)聯(lián)分析是一種多因素統(tǒng)計(jì)分析的方法，它通過(guò)各因素的樣本數(shù)據(jù)為依據(jù)用灰色關(guān)聯(lián)度來(lái)描述因素間關(guān)系的強(qiáng)弱、大小和次序。如果樣本數(shù)據(jù)反映出因素變化的趨勢(shì)基本相同，則它們之間的關(guān)聯(lián)度較大；反之，關(guān)聯(lián)度較小。

灰色關(guān)聯(lián)分析[5]的基本預(yù)測(cè)步驟如下所示：

（1）確定分析序列。

（2）對(duì)變量序列進(jìn)行無(wú)量綱化處理。

（3）求差序列、最大差和最小差。

（4）計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)。

（5）計(jì)算關(guān)聯(lián)度。

（6）依關(guān)聯(lián)度排序。

三、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

配電網(wǎng)規(guī)劃評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包含多個(gè)層次。根據(jù)系統(tǒng)分析法和層次分析法的基本理論完成配電網(wǎng)規(guī)劃指標(biāo)體系總體框架設(shè)計(jì)。

根據(jù)配電網(wǎng)規(guī)劃的作用和要求，列出幾項(xiàng)可得指標(biāo)，本章主要是針對(duì)電壓等級(jí)為110kv高壓配電網(wǎng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建。

1.構(gòu)建原則

從認(rèn)識(shí)的目的來(lái)說(shuō)，往往從內(nèi)容的全面性角度建立指標(biāo)體系，為防止發(fā)生紕漏，應(yīng)盡可能多地選擇指標(biāo)。因此，指標(biāo)體系構(gòu)建原則如下：

（1）與目標(biāo)的一致性。

（2）直接的可測(cè)性。

（3）可比性和可接受性。

（4）相互獨(dú)立性。

（5）整體的完備性。

2.構(gòu)建指標(biāo)體系步驟

在復(fù)雜系統(tǒng)的評(píng)估過(guò)程中，直接由表征系統(tǒng)運(yùn)行或者系統(tǒng)狀態(tài)收集而來(lái)的指標(biāo)，往往存在不可比等缺陷。為了能夠從整體上更合理地對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，應(yīng)該處理好指標(biāo)的選擇以及指標(biāo)之間的關(guān)系等問(wèn)題，因此，需要構(gòu)建出評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的方法論框架，步驟如圖1所示。

3.經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

由表6可知，各個(gè)年份的關(guān)聯(lián)度相差不大，其中2013年的關(guān)聯(lián)度最大為0.7771，2012年的關(guān)聯(lián)度最小為0.6686，各個(gè)年份的排序由大到小為2013、2011、2012。

五、總結(jié)

本文基于經(jīng)濟(jì)性角度，對(duì)湖南省配電網(wǎng)規(guī)劃方法進(jìn)行了分析和實(shí)證研究，在大量查閱資料基礎(chǔ)上，結(jié)合湖南省配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性規(guī)劃的特點(diǎn)、準(zhǔn)則、規(guī)劃方法等內(nèi)容，重點(diǎn)分析研究了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建、數(shù)據(jù)的無(wú)量綱化處理和灰色關(guān)聯(lián)分析。

在理論部分，本文結(jié)合湖南省配電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀和配電網(wǎng)規(guī)劃的實(shí)際情況，簡(jiǎn)要介紹了研究背景、目的和意義，論述了配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性規(guī)劃的必要性，提出灰色關(guān)聯(lián)分析方法對(duì)基于經(jīng)濟(jì)性的配電網(wǎng)規(guī)劃評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的指導(dǎo)作用和參考價(jià)值。同時(shí)，對(duì)灰色關(guān)聯(lián)分析方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要敘述，包絡(luò)其起源、適用范圍和預(yù)測(cè)步驟。在實(shí)踐部分，通過(guò)搜集相關(guān)文獻(xiàn)資料，結(jié)合現(xiàn)有可得數(shù)據(jù)，建立了一套適用于110kv高壓配電網(wǎng)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。通過(guò)具體算例對(duì)湖南省電力公司的部分評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行了實(shí)證分析，用灰色關(guān)聯(lián)分析方法對(duì)湖南省配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，得到了2011～2013年各年份的關(guān)聯(lián)度及其排序，從而為分析不同年份的電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性綜合水平提供了有效的數(shù)據(jù)支持。

總之，本文以經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的部分指標(biāo)為算例，重點(diǎn)研究了基于灰色關(guān)聯(lián)分析的110kv配電網(wǎng)規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性。灰色關(guān)聯(lián)方法只是眾多評(píng)價(jià)方法中的一種，不同評(píng)價(jià)方法的側(cè)重不同，評(píng)價(jià)角度也有所差別，所以不同方法下的綜合水平排名也有所差異。所以，為了對(duì)配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行合理而有效的綜合評(píng)價(jià)，需全面考慮多方面因素，提高數(shù)據(jù)的可得性，綜合各種評(píng)價(jià)方法的結(jié)論，確保不同項(xiàng)目的綜合評(píng)價(jià)更全面合理，從而更好地進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)性研究。

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