[發明專利]基于模糊綜合評價的電力用戶用電能效評估方法

有效

• 申請號: 202110340442.0
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN112950067B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 韓紹禹;徐鵬程;李巖;冀爽;韓東旭;楊樂
• 申請（專利權）人: 國網吉林省電力有限公司四平供電公司
• 主分類號: G06Q10/0639
• 分類號: G06Q10/0639;G06Q50/06
• 代理公司: 深圳至誠化育知識產權代理事務所(普通合伙) 44728
• 代理人: 劉英

1.基于模糊綜合評價的電力用戶用電能效評估方法

1)用戶用電能效指標體系的建立

該指標體系的構建綜合考慮了用戶用電習慣、電器使用特性以及環境因素，這樣才能夠全面、準確反映電力能效水平；結合專家經驗，建立了兩級評估指標體系，一級指標包含用戶信息A、用戶節電設備指標B、用戶普通用電設備指標C和環境影響指標D?4種，指標A從主觀和宏觀上反映用戶電力能效情況，指標B、C、D從客觀上反映用戶電力能效情況，主客觀相結合更能體現出指標體系的全面性，并分別從這些一級指標中繼續挖掘可量化的指標作為二級指標；

2)指標權重的確定

在建立評價指標體系后，必須分配權重以反映其重要性；權重是否合理直接關系到綜合評價的準確性；采用層次分析法和熵權法分別獲得主觀和客觀權重，并通過計算得到指標的綜合權重；

(2.1)采用層次分析法對每一層次中各要素的相對重要性給出判斷，構造出判斷矩陣，構造的判斷矩陣為正反矩陣，判斷矩陣應用成對比較法和1～9標度構造，判斷矩陣B定義如公式(1)所示：

式中n為指標個數；C_ij＝f(x_i，x_j)表示指標x_i和x_j之間相比的重要性標度，當i＝j時，C_ij＝1，當i≠j時，C_ij＝1/C_ji；f(x_i，x_j)的選擇方法根據指標x_i和x_j之間的重要程度得出；

構造判斷矩陣后首先進行層次單排序，層次單排序即根據判斷矩陣計算對于上一層元素而言本層次與之有聯系的元素重要性次序的權值，判斷矩陣的特征向量做歸一化處理即為指標權重向量；指標判斷矩陣的構建是對人的主觀判斷進行形式化的表達，與客觀的指標之間的重要程度存在誤差，因此需要對判斷矩陣做一致性校驗，度量判斷矩陣偏離一致性的指標如公式(2)所示：

CI＝(λ_max-n)/(n-1)?(2)

式中λ_max為判斷矩陣的最大特征根，n為判斷矩陣的階，隨機一致性比率如公式(3)所示：

CR＝CI/RI?(3)

式中RI為平均隨機一致性指標，當CR＜0.1時，即認為所構造的判斷矩陣具有一致性，否則就需要調整判斷矩陣直到使其滿足一致性，層次單排序結束后進行層次總排序，以獲得最底層各指標對于總目標的排序權重；

(2.2)利用熵權法計算各項指標的特征比重和熵權值，然后通過計算評價指標的差異性系數，得到客觀權重值；

熵權法的基本思想是根據各項指標觀測值所提供的信息量的大小來確定指標權重，利用熵權法確定指標權重值，其具體的計算步驟如下：

(1)計算在第j項指標中，第i個系統的特征比重t_ii：

(2)計算評價指標j項的熵權值e_j：

(3)計算評價指標x_j的差異性系數g_j：

g_j＝1-e_j?(6)

(4)最終所計算的權重q_j：

對于用戶用電能效評估體系中的二級指標，以評價指標的關系為基礎，利用公式(4)～(7)確定每個二級評價指標權重值的大小；

(2.3)通過主觀權重和客觀權重的線性組合得到綜合權重

設一級指標權重W＝[w₁，w₂，w₃，…，w_m]，下層二級指標權重W＝[w_i1，w_i2，w_i3，…，w_in]，則綜合權重為：

G＝w_i·w_ij(i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，n)?(8)

根據公式(8)，計算各指標權重，得到指標的綜合權重；3)基于模

糊綜合評價的能效評估方法

采用模糊數學理論進行用電能效綜合評估，該方法可以實現定性評價到定量評價的轉化，可以對復雜不易量化的問題進行量化；

(3.1)建立電力能效因素集；電力能效因素集即電力能效指標體系的一級指標和二級指標，在電力能效評估指標體系中，該指標體系由兩級組成；在電力能效因素集中，

一級評估因素A_i，i＝1，2，...，n，對應一級指標，二級評估因素A_ij，j＝1，2，...，k，對應二級指標；

(3.2)其次，建立電力能效評價集，將用戶電力能效分為5個等級，分別對應V＝{v₁，v₂，v₃，v₄，v₅}，5個等級從高到低分別描述用戶用電能效水平的差異；

(3.3)計算用電能效模糊綜合評估結果；該指標體系有一級指標4個，每個一級指標含有數個二級指標為一個子系統，通過對各個子系統的模糊綜合評估結果的確定來求取用戶綜合用電能效，并且由各子系統得評估矩陣和能效評語集可以確定電力能效各個子系統的評分；

該指標體系共有4個子系統，在確定各個子系統的模糊綜合評判向量時如公式(9)所示：

B_i＝W_iF_i＝(b_i1，b_i2，b_i3，b_i4，b_i5)?(9)

式中：B_i為子系統i的評判向量；W_i為子系統i的模糊權重向量，由子系統i的二級指標權重構成；F_i為子系統i的評估矩陣；

(1)已知子系統結果后，進而可以綜合評估用戶的能效，求取用戶綜合用電能效：

B＝WF＝{b₁，b₂，b₃，b₄，b₅}?(10)

式中：綜合評估向量B為評價結果，綜合評估矩陣可以轉換成用戶電力能效評分；模糊權重向量W，由4個一級指標的權重構成；F為綜合模糊評估矩陣，是由各個子系統的評判向量B_i構成，具體結構如下：

(2)計算模糊綜合評估分值S，由各子系統的評判向量B_i，和能效評語集V確定電力能效各個子系統的評分，子系統評分S_i如公式(12)所示：

S_i＝B_iV^T?(12)

式中：V^T為電力能效評語集V的轉置；S_i為第i個子系統的評分，電力用戶總體的用電能效評估分值計算式如公式(13)所示：

S＝BV^T?(13)

式中：S為總體用電能效評估分值；B為綜合評判向量；V^T為電力能效評語集V的轉置。