基于改進的隸屬度函數(shù)的供電可靠性模糊綜合評價方法技術(shù)

一種基于改進的隸屬度函數(shù)的供電可靠性模糊綜合評價方法，該方法包括以下步驟：（1）選取N個能反映配電網(wǎng)供電可靠性現(xiàn)狀的基層指標(biāo)建立評估指標(biāo)體系；（2）對N個評價指標(biāo)的質(zhì)量等級劃分為6個質(zhì)量等級，分別為：“最優(yōu)”、“優(yōu)”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”；（3）采用改進的層次分析法與變異系數(shù)法相結(jié)合的主客觀分析法來確定評價指標(biāo)體系中每個評價指標(biāo)的綜合權(quán)重；（4）對各評價指標(biāo)進行評分，得到各評價指標(biāo)的評分值。本發(fā)明專利技術(shù)方法解決了難以在供電可靠性模糊綜合評價領(lǐng)域評價指標(biāo)兩質(zhì)量等級之間建立聯(lián)系的問題，而且解決了當(dāng)指標(biāo)數(shù)據(jù)相近時導(dǎo)致評價結(jié)果一致而無法區(qū)分的問題，實現(xiàn)了更為精細的供電可靠性模糊綜合評價。

Fuzzy comprehensive evaluation method of power supply reliability based on improved membership function

A fuzzy comprehensive evaluation method of reliability based on improved membership function, the method comprises the following steps: (1) select the N can reflect the current situation of the power supply reliability of distribution network to set up the evaluation index system; (2) the quality grade of N evaluation indexes are divided into 6 grades, respectively. \Optimal\, \excellent\, \good\, \medium\, \qualified\ and \unqualified\; (3) using AHP and improved variation coefficient method combining subjective and objective analysis method to determine the weight of each evaluation index system of comprehensive evaluation index; (4) score for each index, the evaluation index score. The method of the invention solves the difficulty in power supply reliability fuzzy comprehensive evaluation field evaluation index between the two grade to establish contact problems, but also solves the problem when the index data is close to result in favorable to distinguish problems, to achieve a more reliable supply of fine fuzzy comprehensive evaluation.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
基于改進的隸屬度函數(shù)的供電可靠性模糊綜合評價方法
本專利技術(shù)涉及一種基于改進的隸屬度函數(shù)的供電可靠性模糊綜合評價方法，屬供電可靠性評估

技術(shù)介紹
由于供電可靠性指標(biāo)的每兩個質(zhì)量等級之間存在著模糊性，故模糊理論在供電可靠性評價中得到廣泛應(yīng)用。模糊評價應(yīng)用于供電可靠性評價的一個關(guān)鍵點就是構(gòu)建隸屬度函數(shù)，而目前各類隸屬度函數(shù)處理模糊概念的共同缺陷是沒有細致量化各評價指標(biāo)相對于每個質(zhì)量等級的模糊特性，僅僅計算指標(biāo)相對于合格范圍內(nèi)的隸屬度；即便是量化了各指標(biāo)在質(zhì)量等級間的模糊性，也存在著由于指標(biāo)數(shù)據(jù)相近導(dǎo)致評價結(jié)果一致而彼此無法區(qū)分的問題。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)供電可靠性評價中的權(quán)重算法也較為單一，少部分文獻中才會運用到兩種算法的結(jié)合來算權(quán)重。因此亟需一種合理且全面的評價方法為配電網(wǎng)供電可靠性評價提供決策支持。楊家豪,歐陽森,石怡理等《一種組合隸屬度函數(shù)及其在電能質(zhì)量模糊評價中的應(yīng)用》電工電能新技術(shù),2014,33(2):63-69。該文建立了由幾個隸屬度函數(shù)優(yōu)化組合的隸屬度函數(shù)模型，并應(yīng)用到電能質(zhì)量的模糊評價中。雖然該文很好的結(jié)合了各個隸屬度函數(shù)的優(yōu)缺點，得到的評價結(jié)果也較為合理，但是這并沒有細致量化各評價指標(biāo)相對于每個質(zhì)量等級的模糊特性，僅僅是計算指標(biāo)相對于合格范圍內(nèi)的隸屬度。蔣金良,袁金晶,歐陽森等〈基于改進隸屬度函數(shù)的電能質(zhì)量模糊綜合評價〉華南理工大學(xué)學(xué)報,2012,40(11):107-112。該文所建立的隸屬度函數(shù)模型盡管量化了指標(biāo)相對于每個質(zhì)量等級間的模糊性，但是卻存在著當(dāng)指標(biāo)數(shù)據(jù)相近時評價結(jié)果一致的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是，根據(jù)現(xiàn)有隸屬度函數(shù)模型應(yīng)用于電能質(zhì)量的模糊評價中存在的問題，本專利技術(shù)提出一種基于改進的隸屬度函數(shù)的供電可靠性模糊綜合評價方法。實現(xiàn)本專利技術(shù)的技術(shù)方案為，一種基于改進的隸屬度函數(shù)的供電可靠性模糊綜合評價方法，包括以下步驟：(1)選取N個能反映配電網(wǎng)供電可靠性現(xiàn)狀的基層指標(biāo)建立評估指標(biāo)體系；(2)對N個評價指標(biāo)的質(zhì)量等級劃分為6個質(zhì)量等級，分別為：“最優(yōu)”、“優(yōu)”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”；(3)采用改進的層次分析法與變異系數(shù)法相結(jié)合的主客觀分析法來確定評價指標(biāo)體系中每個評價指標(biāo)的綜合權(quán)重；(3-1)對評價指標(biāo)體系中評價指標(biāo)所對應(yīng)的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，去除畸形數(shù)據(jù)并采用平均值法補全缺失數(shù)據(jù)；(3-2)用改進層次分析法計算各評價指標(biāo)主觀權(quán)重α，設(shè)αi為第i個評價指標(biāo)的主觀權(quán)重，i＝1,2,…,n；(3-3)用變異系數(shù)法確定各評價指標(biāo)的客觀權(quán)重β，設(shè)βi為某一類中第i個評價指標(biāo)的客觀權(quán)重，i＝1,2,…,n；(3-4)結(jié)合步驟(3-2)的主觀權(quán)重α和步驟(3-3)中的客觀權(quán)重β，計算各評價指標(biāo)的綜合權(quán)重ω；綜合權(quán)重ω的計算公式如下：ωi為某一類中第i個評價指標(biāo)的綜合權(quán)重值，i,j＝1,2,…,n；(4)對各評價指標(biāo)進行評分，得到各評價指標(biāo)的評分值，評分方法如下所示；(4-1)建立改進的隸屬度函數(shù)模型；(4-2)根據(jù)所建立的隸屬度函數(shù)模型求出供電可靠性指標(biāo)的隸屬度矩陣μ；(4-3)結(jié)合步驟(3-4)中的綜合權(quán)重ω和步驟(4-2)中的指標(biāo)隸屬度矩陣μ，計算出刻畫供電可靠性相對于各質(zhì)量等級隸屬程度的隸屬程度向量L；L的計算公式如下：L＝ω·μ；(4-4)對6個質(zhì)量等級：“最優(yōu)”、“優(yōu)”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”依次賦以分值q1,q2,q3,q4,q5,q6，最后采用加權(quán)平均得到評價對象的供電可靠性評分Q；供電可靠性評分Q的公式如下：lj為L的第j個元素；在步驟(1)中，建立的評價指標(biāo)體系如下表1所示：表1配電網(wǎng)供電可靠性指標(biāo)在步驟(2)中，劃分的質(zhì)量等級步驟具體如下：選擇質(zhì)量等級的劃分數(shù)目，分別為：“最優(yōu)”、“優(yōu)”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”；各個指標(biāo)的質(zhì)量等級劃分如表2所示：表2供電可靠性評價指標(biāo)及其質(zhì)量等級在步驟(3-2)中，改進層次分析法計算過程如下：1)對評價指標(biāo)進行兩兩對比，排定評價指標(biāo)的相對重要程度，構(gòu)造判斷矩陣A；2)將判斷矩陣A進行歸一化處理(把數(shù)據(jù)映射到0～1范圍之內(nèi)處理)，并求出判斷矩陣A的最大特征根所對應(yīng)的特征向量；3)選擇相應(yīng)的特征向量權(quán)向量，權(quán)向量所對應(yīng)的最大特征根是每個評價指標(biāo)的主觀權(quán)重αi。在步驟(3-3)中，利用變異系數(shù)法計算各評價指標(biāo)的客觀權(quán)重βi的具體步驟如下：1)將供電可靠性評價指標(biāo)的數(shù)據(jù)進行標(biāo)準化處理，得出標(biāo)準矩陣H；2)根據(jù)標(biāo)準矩陣H求取各評價指標(biāo)的變異系數(shù)vi；變異系數(shù)vi的計算公式如下：式中為第i項指標(biāo)的平均值，其中hij為矩陣H中的元素，是第i項指標(biāo)值的標(biāo)準差；3)根據(jù)變異系數(shù)vi，計算各評價指標(biāo)的客觀權(quán)重βi；客觀權(quán)重βi的計算公式如下：在步驟(4)中，建立隸屬度函數(shù)模型具體步驟如下：1)正向指標(biāo)隸屬度函數(shù)模型的建立指標(biāo)對應(yīng)“最優(yōu)”質(zhì)量等級的隸屬度函數(shù)為：式中指標(biāo)對應(yīng)“優(yōu)”、“良”、“中”、“合格”各質(zhì)量等級的隸屬度函數(shù)為：式中:n的取值根據(jù)“優(yōu)”“良”、“中”、“合格”質(zhì)量等級依次取為1、2、3、4。指標(biāo)對應(yīng)“不合格”質(zhì)量等級的隸屬度函數(shù)為：式中，2)負向指標(biāo)隸屬度函數(shù)模型的建立負向指標(biāo)對應(yīng)“最優(yōu)”質(zhì)量等級的隸屬度函數(shù)為：式中指標(biāo)對應(yīng)“優(yōu)”、“良”、“中”、“合格”各質(zhì)量等級的隸屬度函數(shù)為：式中:n的取值根據(jù)“優(yōu)”、“良”、“中”、“合格”質(zhì)量等級依次取為1、2、3、4。指標(biāo)對應(yīng)“不合格”質(zhì)量等級的隸屬度函數(shù)為：式中本專利技術(shù)的有益效果在于，本專利技術(shù)方法解決了難以在供電可靠性模糊綜合評價領(lǐng)域評價指標(biāo)兩質(zhì)量等級之間建立聯(lián)系的問題，而且解決了當(dāng)指標(biāo)數(shù)據(jù)相近時導(dǎo)致評價結(jié)果一致而無法區(qū)分的問題，實現(xiàn)了更為精細的供電可靠性模糊綜合評價。顯然，本文算法也適用于數(shù)目更多的供電可靠性指標(biāo)與質(zhì)量等級的供電可靠性的模糊綜合評價問題，因而具有普適性。附圖說明圖1為本專利技術(shù)供電可靠性模糊綜合評價方法流程框圖；圖2為正向指標(biāo)相對于各質(zhì)量等級的隸屬度函數(shù)；圖中的x1、x2的取值分別為x1＝y(tǒng)、x2＝y(tǒng)-Δx，式中y為“最優(yōu)”質(zhì)量等級限值，Δx為質(zhì)量等級間隔值；圖3為負向指標(biāo)相對于各質(zhì)量等級的隸屬度函數(shù)；圖中的x1、x2的取值分別為x1＝Δx，x2＝2×Δx，式中Δx為質(zhì)量等級間隔值。具體實施方式本專利技術(shù)具體實施方式如圖1所示。實施例1本實施例一種基于改進的隸屬度函數(shù)的供電可靠性模糊綜合評價方法，包含下列步驟：步驟S1，選取N個能反映配電網(wǎng)供電可靠性現(xiàn)狀的基層指標(biāo)建立評估指標(biāo)體系；步驟S2，對N個評價指標(biāo)的質(zhì)量等級劃分為6個質(zhì)量等級，分別為：“最優(yōu)”、“優(yōu)”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”；步驟S3，采用改進的層次分析法與變異系數(shù)法相結(jié)合的主客觀分析法來確定評價指標(biāo)體系中每個評價指標(biāo)的綜合權(quán)重；具體步驟如下：步驟S3.1，對評價指標(biāo)體系中評價指標(biāo)所對應(yīng)的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，去除畸形數(shù)據(jù)并采用平均值法補全缺失數(shù)據(jù)；步驟S3.2，用改進層次分析法計算各評價指標(biāo)主觀權(quán)重α(設(shè)αi為第i個評價指標(biāo)的主觀權(quán)重，i＝1,2,…,n)；具體步驟如下：S3.2.1，對評價指標(biāo)進行兩兩對比，排定評價指標(biāo)的相對重要程度，構(gòu)造判斷矩陣A；S3.2.2，將判斷矩陣A進行歸一化處理(把數(shù)據(jù)映射到0～1范圍之內(nèi)處理)，并求出判斷矩陣A的最大特征根所對應(yīng)的特征向本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種基于改進的隸屬度函數(shù)的供電可靠性模糊綜合評價方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：(1)選取N個能反映配電網(wǎng)供電可靠性現(xiàn)狀的基層指標(biāo)建立評估指標(biāo)體系；(2)對N個評價指標(biāo)的質(zhì)量等級劃分為6個質(zhì)量等級，分別為：“最優(yōu)”、“優(yōu)”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”；(3)采用改進的層次分析法與變異系數(shù)法相結(jié)合的主客觀分析法來確定評價指標(biāo)體系中每個評價指標(biāo)的綜合權(quán)重；(4)對各評價指標(biāo)進行評分，得到各評價指標(biāo)的評分值。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于改進的隸屬度函數(shù)的供電可靠性模糊綜合評價方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：(1)選取N個能反映配電網(wǎng)供電可靠性現(xiàn)狀的基層指標(biāo)建立評估指標(biāo)體系；(2)對N個評價指標(biāo)的質(zhì)量等級劃分為6個質(zhì)量等級，分別為：“最優(yōu)”、“優(yōu)”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”；(3)采用改進的層次分析法與變異系數(shù)法相結(jié)合的主客觀分析法來確定評價指標(biāo)體系中每個評價指標(biāo)的綜合權(quán)重；(4)對各評價指標(biāo)進行評分，得到各評價指標(biāo)的評分值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于改進的隸屬度函數(shù)的供電可靠性模糊綜合評價方法，其特征在于，所述確定評價指標(biāo)體系中每個評價指標(biāo)的綜合權(quán)重的具體步驟如下：(3-1)對評價指標(biāo)體系中評價指標(biāo)所對應(yīng)的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，去除畸形數(shù)據(jù)并采用平均值法補全缺失數(shù)據(jù)；(3-2)用改進層次分析法計算各評價指標(biāo)主觀權(quán)重α，設(shè)αi為第i個評價指標(biāo)的主觀權(quán)重，i＝1,2,…,n；(3-3)用變異系數(shù)法確定各評價指標(biāo)的客觀權(quán)重β，設(shè)βi為某一類中第i個評價指標(biāo)的客觀權(quán)重，i＝1,2,…,n；(3-4)結(jié)合主觀權(quán)重α和客觀權(quán)重β，計算各評價指標(biāo)的綜合權(quán)重ω；綜合權(quán)重ω的計算公式如下：ωi為某一類中第i個評價指標(biāo)的綜合權(quán)重值，i,j＝1,2,…,n。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于改進的隸屬度函數(shù)的供電可靠性模糊綜合評價方法，其特征在于，所述對各評價指標(biāo)進行評分的方法如下：(4-1)建立改進的隸屬度函數(shù)模型；(4-2)根據(jù)所建立的隸屬度函數(shù)模型求出供電可靠性指標(biāo)的隸屬度矩陣μ；(4-3)結(jié)合綜合權(quán)重ω和隸屬度矩陣μ，計算出刻畫供電可靠性相對于各質(zhì)量等級隸屬程度的隸屬程度向量L；L的計算公式如下：L＝ω·μ；(4-4)對6個質(zhì)量等級：“最優(yōu)”、“優(yōu)”、“良”、“中”、“合格”、“不合格”依次賦以分值q1,q2,q3,q4,q5,q6，最后采用加權(quán)平均得到評價對象的供電可靠性評分Q；供電可靠性評分Q的公式如下：lj為L的第j個元素。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于改進的隸屬度函數(shù)的供電可靠性模糊綜合評價方法，其特征在于，所述用變異系數(shù)法確定各評價指標(biāo)的客觀權(quán)重βi的具體步驟如下：1)將供電可靠性評價指標(biāo)的數(shù)據(jù)進行標(biāo)準化處理，得出標(biāo)準矩陣H；2)根據(jù)標(biāo)準矩陣H求取各評價指標(biāo)的變異系數(shù)vi；變異系數(shù)vi的計算公式如下：式中為第i項指標(biāo)的平均值，其中hij為矩陣H中的元素，是第i項指標(biāo)值的標(biāo)準差；3)根據(jù)變異系數(shù)vi，計算各評價指標(biāo)的客觀權(quán)重βi；客觀權(quán)重βi的計算公式如下：5.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于改進的隸屬度函數(shù)的供電可靠性模糊綜合評價方法，其特征在于，所述用改進層...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊為群，朱文廣，程虹，王麗，彭懷德，肖園，羅路平，楊超，王敏，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)江西省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，國家電網(wǎng)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江西,36