，，

(1.國網(wǎng)烏魯木齊供電公司，新疆 烏魯木齊 830000，2.國網(wǎng)疆南供電公司，新疆 喀什 844000)

1 引言

在面臨全球氣候變化的壓力下，人類社會正尋求一種可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟增長模式。智能電網(wǎng)建設的大背景下，那些消耗大量化石能源的電力行業(yè)將必然要對現(xiàn)有的能源結構進行調(diào)整，而新能源將在電力行業(yè)中發(fā)揮更重要的作用。智能電網(wǎng)已經(jīng)成為各國電力發(fā)展的一種趨勢。其中，智能電網(wǎng)的低碳與清潔特性在推動能源結構調(diào)整、可再生能源的發(fā)展具有很重要的意義[1]。大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電基地接入電網(wǎng)，必然對輸電網(wǎng)結構的合理性提出了更高的要求。

輸電網(wǎng)規(guī)劃方案的評價是一個多目標、多屬性決策問題。它是在形成若干不同輸電網(wǎng)規(guī)劃方案后，通過對這些方案的可靠性、經(jīng)濟性、適應性、環(huán)保性等多方面指標進行定量或定性的評價，構造出一定的數(shù)學模型對不同方案的所有單指標評價值進行綜合，決策出綜合最優(yōu)的規(guī)劃方案。目前已有多種綜合決策方法被用于輸電網(wǎng)規(guī)劃方案的優(yōu)選。文獻[2]將層次分析法應用于配電網(wǎng)規(guī)劃方案的綜合決策，運用了區(qū)間數(shù)和模糊數(shù)來處理一些指標的不確定性和專家判斷的模糊性，并用實例證明了方法是科學合理的。文獻[3]提出了運用模糊層次分析法進行電網(wǎng)規(guī)劃方案的決策，但專家個人偏好會對最后評價的結果產(chǎn)生影響。文獻[4] 將數(shù)據(jù)包絡分析應用在電網(wǎng)規(guī)劃方案的綜合決策中，使的電網(wǎng)規(guī)劃的綜合決策更具客觀性。文獻[5]把灰色關聯(lián)度和理想解法相結合進行方案的綜合評價決策，并引入信息熵的概念以此確定客觀權重，同時與層次分析法的權重綜合形成新的權重,減少了決策中的主觀隨意性。文獻[6]普通的模糊綜合評判法除在隸屬函數(shù)的確定時帶有較強的主觀任意性之外，還可能導致最終排序優(yōu)劣間的差異趨于均化，但經(jīng)過作者改進過后的模糊綜合評判法，充分利用了指標的全部評價信息，從而得到易于區(qū)分的評價結果。文獻[7]中主成分分析法能夠?qū)Ω呔S變量系統(tǒng)進行綜合與簡化，客觀確定指標權重，并在輸電網(wǎng)規(guī)劃方案決策中取得了良好的效果。但是對高維變量進行處理時，尤其是當評價指標多時，遺失的有用信息也就越多，誤判的可能性就越大，因此當評價指標增多時，該方法有待進一步完善。

近些年來,迅速發(fā)展起來的模糊物元分析方法[8-11]則可對事物進行定性或定量的描述,信息熵理論則能反映評價指標內(nèi)部信息[12],為輸電網(wǎng)規(guī)劃方案的優(yōu)選決策提供了一條新的途徑。基于輸電網(wǎng)規(guī)劃的熵模糊物元決策模型，探討了電網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)選的合理決策。

2 熵模糊物元綜合決策模型

2.1 模糊物元決策模型

模糊物元是以事物名稱N、特征C和模糊量值μ組成的有序三元組(N,C,μ),是模糊物元理論描述事物的基本元[13]。這里將具有n項評價指標的m種規(guī)劃方案的決策，構建成n維復合模糊物元矩陣P

(1)

公式中Mi(i=1,2,…,m)代表第i個方案；Cj(j=1,2,…,n)為待選方案第j個評價指標；μ(xij)為方案Mi特征j的模糊值。再由模糊物元矩陣P變成模糊物元矩陣Q為：

(2)

式中βij(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)表示i方案評價指標j的模糊量值。

各單項評價指標相應的模糊量值計算可以分為三種。當指標j是收益型指標時，

(3)

當指標j是消耗型指標時，

(4)

當指標j是區(qū)間型指標時，

(5)

由所有指標特征的最大值或最小值構造出最佳方案n維模糊物元R

(6)

其中R各項由Q內(nèi)各評價方案模糊量值的最大或最小值來確定。

最后采用貼近度來對方案進行排序。貼近度的計算公式，

(7)

式中，δ為方案Mi與最佳方案M0之間的距離；wj為指標j的滿意權重；ρ為距離參數(shù)，當ρ=1時，為海明貼近度；當ρ=2為歐氏貼近度。本文選用的是歐式貼近度，并以貼近度最大的規(guī)劃方案為最佳方案來進行優(yōu)選排序。

2.2 評價指標權重的確定

θ=(θ1,θ2,…θ3)T

其中θj∈(0,1);j=1,2,…n。

最后將該滿意度向量和客觀權重進行綜合，即為滿意權重：

(8)

3 基于熵模糊物元的輸電網(wǎng)規(guī)劃方案決策

(1)建立起合理的電網(wǎng)規(guī)劃評估體系是評價的基礎工作，其科學性和合理性直接影響著評價結果的準確性。在綜合考慮可靠性、經(jīng)濟性、適應性與環(huán)保性等電網(wǎng)規(guī)劃方案的影響因素，建立電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合評估體系。須要注意的是，在具體的綜合評價分析的過程中，應該根據(jù)要求對這些技術指標有所保留和刪減?？梢詫⒅笜朔譃槎ㄐ灾笜撕投恐笜藘深?，對于文中的定性指標通過一定的變化將其轉(zhuǎn)化成定量指標。

(2)由于方案評價指標的量綱和類型不一致，為消除不同指標量綱和量綱單位的不同所帶來的不可共度性,首先進行指標的同度量化。采取指標同度量化處理得到矩陣P′:

(9)

因為上述標準化以后可能會帶來負值影響，所以可進行坐標平移。指標值pij′經(jīng)過平移之后變?yōu)閜ij，而矩陣P′則變?yōu)镻，其中pij=pij′+l。式中l(wèi)是坐標平移的幅度(本文取l=2)。

(3)將熵權法和專家意見法相結合求出規(guī)劃方案各指標的滿意權重。

(4)運用模糊物元分析法對規(guī)劃方案進行擇優(yōu)和排序。

4 實例分析

IEEE Garver-6系統(tǒng)是目前國內(nèi)外輸電網(wǎng)規(guī)劃領域經(jīng)常使用的經(jīng)典算例[15]。參考文獻[7]所建立的綜合評估體系,待選方案指標計算值見表1。對于表中的定性指標，采取模糊評價集的方法，先建立評價集V={v1,v2,…,v7}={1,3,4,5,6,7,9}起對應的7個語言等級為分別{很差，較差，稍差，一般，稍好，較好，很好}，然后將對應的定性指標轉(zhuǎn)化成定量指標。

表1 待選方案指標計算值

根據(jù)表1給出的三種輸電網(wǎng)規(guī)劃方案，建立起模糊物元評價矩陣P

由于各指標的類型和量綱不同，根據(jù)公式(3)～(5)將不同指標轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一的類型。剩余輸電容量指標則參考文獻[16]中的計算方法進行轉(zhuǎn)換。最后計算出各指標的模糊量值，將模糊物元矩陣P轉(zhuǎn)變成復合模糊物元矩陣Q。

最后由所有指標特征的最大值或最小值構造出最佳方案n維模糊物元矩陣R。對應的復合模糊物元矩陣R如下所示。

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，各指標的熵權參考文獻[12]來計算得到即w0=(0.1329，0.0943，0.1329，0.0954，0.0943，0.1233，0.0947，0.1004，0.1318)專家給出滿意度向量為θ=(0.15，0.05，0.15，0.05，0.2，0.15，0.05，0.1，0.1)，分別將w0和θ代入公式(8)得到綜合主觀權重和客觀權重的滿意權重w=(0.1739,0.0411,0.1738,0.0416,0.1645,0.1613,0.0413,0.0875,0.1149) 。

根據(jù)式(7)可計算出各方案與理想方案R的歐式貼近度分別為δ1=0.6979，δ2=0.8403，δ3=0.8558，由此可以得出方案3與方案2是明顯優(yōu)于方案1的。而方案3雖然投資成本較方案2略高，但其運行費用和線路平均負載率等其他幾個指標都是要優(yōu)于方案2的。將本文結果與其他幾種方法結果對比如表2所示。

表2 不同方法求得各方案的綜合評價結果

將本文計算的結果和其他方法的結果進行比較，本文得到的最終排序的結果完全正確。因此將熵模糊物元決策模型應用在輸電網(wǎng)規(guī)劃方案決策中是有效的、可行的。

4 結論

本文針對輸電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合評價中指標的不相容性，提出了將熵理論和模糊物元模型相結合應用在輸電網(wǎng)規(guī)劃方案決策過程中，對指標進行量化，建立了基于熵權的輸電網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)選的模糊物元決策模型。并通過算例求出了最優(yōu)的規(guī)劃方案，計算結果表明了，運用熵模糊物元理論進行方案評價和優(yōu)選有很好的一致性，且計算方法簡單。計算過程直觀。最后把本文中的結果與其他方法計算出的結果進行對比，通過對比反映了本文評價決策結果的準確可靠性。

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