歐陽森　陳欣暉　耿紅杰

(華南理工大學(xué) 電力學(xué)院∥廣東省綠色能源技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 廣東 廣州 510640)

基于功效系數(shù)法的低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性評(píng)估*

歐陽森陳欣暉耿紅杰

(華南理工大學(xué) 電力學(xué)院∥廣東省綠色能源技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 廣東 廣州 510640)

摘要：低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性的有效評(píng)估是供電企業(yè)篩選和治理低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)的決策基礎(chǔ)與依據(jù).文中針對(duì)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)數(shù)量巨大且電壓特性難以評(píng)估的問題，提出一種基于功效系數(shù)法的考慮全線路電壓特性的低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性評(píng)估方法.首先建立一套考慮全線路電壓特性的低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)評(píng)估指標(biāo)體系,并將各評(píng)估指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化為統(tǒng)一的極大型功效系數(shù)值；然后基于主客觀結(jié)合的序關(guān)系-拉開檔次綜合賦權(quán)方法設(shè)置各評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重，在凸顯各評(píng)估對(duì)象整體差異的同時(shí)也融入了專家意愿，增強(qiáng)了評(píng)估方法的有效性和科學(xué)性；最后進(jìn)行各低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)的電壓特性綜合功效系數(shù)計(jì)算，完成評(píng)估和篩選過程.實(shí)例表明，該評(píng)估方法實(shí)用有效，適用于指導(dǎo)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性評(píng)估和篩選工作.

關(guān)鍵詞：低壓配電網(wǎng)；電壓特性；綜合評(píng)估；功效系數(shù)法；序關(guān)系-拉開檔次法

我國(guó)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)數(shù)量眾多，且用電用戶負(fù)荷容量在不斷增長(zhǎng)，具有沖擊性、波動(dòng)性等特性的負(fù)荷在不斷變化，同時(shí)高峰時(shí)段無功電源愈顯不足，使得電壓偏差呈擴(kuò)大化趨勢(shì)，甚至導(dǎo)致用戶用電設(shè)備無法正常工作，造成極大損失和影響[1-2].

針對(duì)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)饋線電壓特性復(fù)雜多樣且缺乏電壓監(jiān)測(cè)裝置的現(xiàn)狀，如何對(duì)眾多低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)的全線路電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，并快速評(píng)估其電壓特性是一個(gè)亟需解決的問題.目前綜合評(píng)估領(lǐng)域的常用方法非常豐富[3-5]，但針對(duì)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性評(píng)估的研究尚不多見，工程人員只能依據(jù)饋線首端或末端電壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、電壓合格率、用戶投訴、歷史經(jīng)驗(yàn)等信息粗略地評(píng)估低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)的電壓特性[6-7]，然而在負(fù)荷高峰季節(jié)或用電設(shè)備啟動(dòng)時(shí)段等時(shí)間區(qū)間，常常出現(xiàn)饋線首端電壓合格但中段或末端電壓不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，因此傳統(tǒng)做法并不能解決訴求[8].鑒于上述問題，通過新的電壓特性量化指標(biāo)和綜合評(píng)估方法為供電企業(yè)的電壓治理提供篩選和決策依據(jù)，是配網(wǎng)智能化、信息化、精細(xì)化的趨勢(shì)深入發(fā)展而對(duì)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)提出的更高要求[9].

文中首先擬構(gòu)建一套考慮全線路電壓特性的低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性評(píng)估指標(biāo)體系，基于功效系數(shù)法[10-11]設(shè)計(jì)各評(píng)估指標(biāo)的功效轉(zhuǎn)化函數(shù)和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，從而將各評(píng)估指標(biāo)實(shí)際值標(biāo)準(zhǔn)化為統(tǒng)一的“極大型”功效系數(shù)值；其次采用序關(guān)系[12]-拉開檔次[13]的主客觀綜合賦權(quán)方法為各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)賦權(quán)，既能夠體現(xiàn)各評(píng)估指標(biāo)對(duì)評(píng)估結(jié)果的重要程度又能夠凸顯各評(píng)估對(duì)象之間的整體差異性；最后根據(jù)各低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜瓦\(yùn)行參數(shù)計(jì)算其平均潮流，獲取其電壓特性評(píng)估指標(biāo)實(shí)際值，按照上述步驟進(jìn)行快速的電壓特性評(píng)估，從而實(shí)現(xiàn)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性評(píng)估的系統(tǒng)化、高效化，為電壓治理工作提供綜合量化指標(biāo)和篩選、決策依據(jù).

1 低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性評(píng)估指標(biāo)體系

從評(píng)估指標(biāo)實(shí)用性、可行性和易獲取性的角度出發(fā)，兼顧全線路電壓特性，可構(gòu)建低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性評(píng)估指標(biāo)體系，其中包括5個(gè)電壓特性評(píng)估指標(biāo)：節(jié)點(diǎn)電壓最大值、節(jié)點(diǎn)電壓最小值、節(jié)點(diǎn)電壓平均值、節(jié)點(diǎn)電壓峰峰值和節(jié)點(diǎn)電壓合格率.透過上述評(píng)估指標(biāo)綜合反映低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)的電壓特性，以下為各評(píng)估指標(biāo)定義.

(1)節(jié)點(diǎn)電壓合格率x1

節(jié)點(diǎn)電壓合格率x1是低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)合格節(jié)點(diǎn)數(shù)占總節(jié)點(diǎn)數(shù)的比率，是反映低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性優(yōu)劣程度的重要指標(biāo).計(jì)算公式如下：

(1)

式中，n為低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)總節(jié)點(diǎn)數(shù)，n1為其中電壓合格的節(jié)點(diǎn)數(shù).

(2)節(jié)點(diǎn)電壓最小值x2

節(jié)點(diǎn)電壓最小值x2是低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)主干線末端節(jié)點(diǎn)的電壓值，直觀反映饋線最低電壓及其越下限情況.計(jì)算公式如下：

x2=min{v1,v2,…,vi,…,vn}

(2)

式中，vi表示低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓.

(3)節(jié)點(diǎn)電壓最大值x3

低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)饋線的電壓最大值x3直觀反映線饋線最高節(jié)點(diǎn)電壓及其越上限情況.計(jì)算公式如下：

x3=max{v1,v2,…,vi,…,vn}

(3)

(4)節(jié)點(diǎn)電壓峰谷差值x4

節(jié)點(diǎn)電壓峰谷差值x4是低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)節(jié)點(diǎn)電壓最小值x2與節(jié)點(diǎn)電壓最大值x3的差值，直觀反映線路電壓損耗.計(jì)算公式如下：

x4=x3-x2

(4)

(5)節(jié)點(diǎn)電壓平均值x5

低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)所有節(jié)點(diǎn)的電壓平均值x5結(jié)合節(jié)點(diǎn)電壓峰峰值能在一定程度上體現(xiàn)饋線的電壓平均水平.計(jì)算公式如下：

(5)

2功效系數(shù)綜合評(píng)估算法設(shè)計(jì)

功效系數(shù)法的基本思路為：基于多目標(biāo)規(guī)劃的原理，把各項(xiàng)原始評(píng)估指標(biāo)分別對(duì)照各自的標(biāo)準(zhǔn)，通過功效函數(shù)轉(zhuǎn)化為可以統(tǒng)一度量的功效系數(shù)值，并根據(jù)各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行加權(quán)求和，最終獲得綜合功效系數(shù).實(shí)際上，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓合格范圍作了明確規(guī)定[14]，在此基礎(chǔ)上結(jié)合專家意愿可對(duì)各電壓特性評(píng)估指標(biāo)設(shè)置對(duì)應(yīng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，即滿意值與不允許值.因此，此方法非常適用于低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性綜合評(píng)估.

文中算法具體步驟如下：

步驟1設(shè)計(jì)各電壓特性評(píng)估指標(biāo)的功效轉(zhuǎn)化函數(shù)；

步驟2對(duì)“極大型”、“極小型”、“區(qū)間型”3類評(píng)估指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理，統(tǒng)一成“極大型”的功效系數(shù)值；

步驟3結(jié)合國(guó)標(biāo)和專家意愿設(shè)置各電壓特性評(píng)估指標(biāo)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)；

步驟4采用序關(guān)系-拉開檔次的主客觀綜合賦權(quán)法對(duì)各評(píng)估指標(biāo)賦權(quán)；

步驟5對(duì)各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)加權(quán)求和獲取電壓特性綜合功效系數(shù)值，完成評(píng)估過程.

2.1　指標(biāo)預(yù)處理

由于原始評(píng)估指標(biāo)類型不完全一致，需要對(duì)各類型的電壓特性評(píng)估指標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)化處理，統(tǒng)一成“極大型”的功效系數(shù)值.在低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性評(píng)估指標(biāo)體系中，節(jié)點(diǎn)電壓合格率x1屬于“極大型”指標(biāo)，節(jié)點(diǎn)電壓峰峰值x4屬于“極小型”指標(biāo)，節(jié)點(diǎn)電壓最小值x2、節(jié)點(diǎn)電壓最大值x3、節(jié)點(diǎn)電壓平均值x5屬于“區(qū)間型”指標(biāo)，以下為各類型評(píng)估指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理公式：

(1)“極小型”指標(biāo)和“極大型”指標(biāo)

(6)

(2)“區(qū)間型”指標(biāo)

(7)

式中：q1、q2分別為評(píng)估指標(biāo)值理想?yún)^(qū)間的左、右邊界，即滿意值；xmax、xmin分別為評(píng)估指標(biāo)值合格區(qū)間的左右邊界，即不允許值.根據(jù)我國(guó)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則規(guī)定，低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓的合格區(qū)間為額定電壓的-10%～+7%，因此xmax=406 V、xmin=342 V.

2.2　各指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合國(guó)標(biāo)和專家意愿，確定各評(píng)估指標(biāo)的滿意值和不允許值，進(jìn)而設(shè)置以下評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：

(1)節(jié)點(diǎn)電壓合格率x1屬于“極大型”指標(biāo)，不允許值為60%，滿意值為100%.

(2)節(jié)點(diǎn)電壓最小值x2屬于“區(qū)間型”指標(biāo)，理想?yún)^(qū)間為[370 V,380 V]，當(dāng)xij<370 V時(shí)，滿意值為370 V，不允許值為342 V；當(dāng)xij>380 V時(shí)，滿意值為380 V，不允許值為406 V.

(3)節(jié)點(diǎn)電壓最大值x3屬于“區(qū)間型”指標(biāo)，理想?yún)^(qū)間為[380 V,390 V]，當(dāng)xij<380 V時(shí)，滿意值為380 V，不允許值為342 V；當(dāng)xij>390 V時(shí)，滿意值為390 V，不允許值為406 V.

(4)節(jié)點(diǎn)電壓峰谷差值x4屬于“極小型”指標(biāo)，不允許值可設(shè)置為電壓合格范圍內(nèi)最大偏差，即64 V，理想值為0 V.

(5)節(jié)點(diǎn)電壓平均值x5屬于“區(qū)間型”指標(biāo)，理想?yún)^(qū)間為[375 V,385 V]，當(dāng)xij<375 V時(shí)，滿意值為375 V，不允許值為342 V；當(dāng)xij>385 V時(shí)，滿意值為385 V，不允許值為406 V.

2.3　權(quán)重設(shè)置

低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性各評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重設(shè)置為兩次賦權(quán)的綜合：

(1)運(yùn)用序關(guān)系法，針對(duì)各評(píng)估指標(biāo)對(duì)評(píng)估結(jié)果的重要程度確定主觀權(quán)重；

(2)基于上一步確定的主觀權(quán)重，運(yùn)用拉開檔次法，在對(duì)各評(píng)估指標(biāo)權(quán)化后再進(jìn)行客觀權(quán)重的計(jì)算，結(jié)果實(shí)際上為綜合權(quán)重，其特點(diǎn)是能夠拉開各評(píng)估對(duì)象之間的整體差異.權(quán)重的主客觀結(jié)合，使得評(píng)估結(jié)果既凸顯了各評(píng)估對(duì)象之間的整體差異，又融入了專家意愿，避免了過多的人為主觀因素，科學(xué)且高效.

2.3.1基于序關(guān)系法的主觀權(quán)重計(jì)算

文中采用序關(guān)系賦權(quán)方法來確定評(píng)估指標(biāo)的主觀權(quán)重，該方法的優(yōu)點(diǎn)在于無需構(gòu)建判斷矩陣，無需進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，避免了復(fù)雜大量的計(jì)算，可以使用計(jì)算機(jī)計(jì)算也可手工計(jì)算，同時(shí)能隨著決策問題的改變而靈活變化.過程如下：

(1)確定序關(guān)系

基于某評(píng)估準(zhǔn)則確定各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)重要程度關(guān)系為x1>x2>…>xm，則按“>”確定了各評(píng)估指標(biāo)序關(guān)系；

(2)確定相鄰評(píng)估指標(biāo)之間的相對(duì)重要程度

假設(shè)專家關(guān)于評(píng)估指標(biāo)xk-1與xk的重要程度之比wk-1/wk的理性判斷分別為

(8)

對(duì)于rk的賦值可參考表1.

表1　rk賦值參考表Table1　Assignmentreferencetableofrk

(3)進(jìn)行權(quán)重系數(shù)wk的計(jì)算

計(jì)算重要程度最弱的評(píng)估指標(biāo)xm的權(quán)重：

(9)

再由wm得出其他評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重：

wk-1=rkwk

(10)

由此定義序關(guān)系法所確定的主觀權(quán)重為

w=(w1,w2,…,wm)T

(11)

2.3.2基于拉開檔次法的客觀權(quán)重計(jì)算

拉開檔次法強(qiáng)調(diào)的是從整體上突出各評(píng)估對(duì)象之間的差異，是在各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)相對(duì)于評(píng)估目標(biāo)的重要性都相同的前提下進(jìn)行的，完全采納客觀事實(shí)，忽略主觀意愿.步驟如下.

設(shè)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理的各評(píng)估指標(biāo)時(shí)序立體數(shù)據(jù)表為

(12)

計(jì)算各評(píng)估指標(biāo)對(duì)應(yīng)的客觀權(quán)重即求正定矩陣H=ATA的最大特征值所對(duì)應(yīng)的特征向量.

由此定義拉開檔次法所確定的客觀權(quán)重為

(13)

2.3.3綜合權(quán)重計(jì)算

將各評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行主觀權(quán)化處理：

(14)

由此定義序關(guān)系-拉開檔次綜合賦權(quán)方法所確定的綜合權(quán)重為

W=(W1,W2,…,Wm)T

(15)

2.4　綜合功效系數(shù)

綜上所述，可以列出低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性綜合功效系數(shù)公式：

(16)

3實(shí)例分析

文中以某供電局的農(nóng)業(yè)灌溉型和農(nóng)村住宅型的部分低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)的實(shí)際數(shù)據(jù)作為實(shí)例進(jìn)行電壓特性評(píng)估分析.選取的農(nóng)業(yè)灌溉型低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)有小虎村10#、小虎村11#和小虎村14#；農(nóng)村住宅型臺(tái)區(qū)有大簡(jiǎn)村2#、沙公堡村2#和大穩(wěn)村6#.

鑒于各低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)僅在配變低壓側(cè)首端安裝有電網(wǎng)監(jiān)測(cè)裝置，而無法覆蓋到所有節(jié)點(diǎn)，因此文中擬用平均潮流計(jì)算方法獲得在某段時(shí)期內(nèi)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)各節(jié)點(diǎn)的平均電壓值作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù).低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)各電壓特性評(píng)估指標(biāo)獲取及其功效系數(shù)值轉(zhuǎn)化過程如下：

(1)收取各低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D、線路參數(shù)、兩個(gè)月份的電量數(shù)據(jù)等資料信息，牛頓-拉夫遜潮流計(jì)算法獲取低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓值，作為本文評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建的數(shù)據(jù)來源;

(2)節(jié)點(diǎn)電壓合格率x1為極大型指標(biāo)，節(jié)點(diǎn)電壓峰峰值x4為極小型指標(biāo)，其他均為區(qū)間型指標(biāo).根據(jù)式(6)、(7)對(duì)各評(píng)估指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理，形成各評(píng)估指標(biāo)的功效系數(shù)值，如表2所示.

表2　評(píng)估指標(biāo)功效系數(shù)值Table 2　Efficacy coefficients of evaluation indicators

各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)的主觀權(quán)重計(jì)算如下.

低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)的節(jié)點(diǎn)電壓合格率x1是供電企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的電壓特性評(píng)估指標(biāo)，基于對(duì)5個(gè)電壓特性評(píng)估指標(biāo)的理性考慮，可以確定序關(guān)系為節(jié)點(diǎn)電壓合格率x1>節(jié)點(diǎn)電壓最小值x2>節(jié)點(diǎn)電壓最大值x3>節(jié)點(diǎn)電壓峰峰值x4>節(jié)點(diǎn)電壓平均值x5，其中認(rèn)為節(jié)點(diǎn)電壓合格率x1比節(jié)點(diǎn)電壓最小值x2明顯重要，節(jié)點(diǎn)電壓最小值x2比節(jié)點(diǎn)電壓最大值x3稍微重要，節(jié)點(diǎn)電壓最大值x3比節(jié)點(diǎn)電壓峰峰值x4稍重要，節(jié)點(diǎn)電壓峰峰值x4比節(jié)點(diǎn)電壓平均值x5稍重要，因此取rk=1.4、1.2、1.2、1.2(k=2，3，4，5)，作為式(8)的參考值，然后利用式(9)計(jì)算w5，隨后由式(10)依次計(jì)算出w4、w3、w2、w1.計(jì)算結(jié)果如表3所示.

表3　序關(guān)系法主觀權(quán)重計(jì)算結(jié)果Table 3　Results of subjective weight calculation obtained by rank correlation analysis

表3量化了各評(píng)估指標(biāo)功效系數(shù)值對(duì)于綜合功效系數(shù)的重要程度，直接反映了專家意愿，但是如果直接采用主觀性質(zhì)的序關(guān)系法進(jìn)行賦權(quán)，結(jié)果將會(huì)過于片面,缺乏說服力，因此須結(jié)合客觀事實(shí)進(jìn)一步研究.

各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)的客觀權(quán)重計(jì)算如下.

表1的低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)各評(píng)估指標(biāo)功效系數(shù)值構(gòu)成時(shí)序立體數(shù)據(jù)表A，求A的正定矩陣的最大特征值所對(duì)應(yīng)的特征向量并將其歸一化即能獲取權(quán)重系數(shù)向量，即為電壓特性評(píng)估指標(biāo)的客觀權(quán)重，計(jì)算結(jié)果如表4.

表4　拉開檔次法客觀權(quán)重計(jì)算結(jié)果Table 4　Results of objective weight calculation obtained by open class method

結(jié)果顯示拉開檔次法確定的客觀權(quán)重與序關(guān)系法確定的主觀權(quán)重有所出入，表現(xiàn)為弱化了節(jié)點(diǎn)電壓合格率x1和節(jié)點(diǎn)電壓最小值x2的權(quán)重而主要強(qiáng)化了節(jié)點(diǎn)電壓平均值x5的權(quán)重，這樣的權(quán)重分布前提是各評(píng)估指標(biāo)相對(duì)于評(píng)估目標(biāo)的重要程度相同，目的是為了突出各評(píng)估對(duì)象之間的差異，強(qiáng)調(diào)客觀事實(shí)，更有利于進(jìn)行評(píng)估對(duì)象的篩選.

然而事實(shí)上各評(píng)估指標(biāo)對(duì)評(píng)估目標(biāo)的重要程度是不同的，因此有必要在客觀權(quán)重的基礎(chǔ)上融入專家意愿，進(jìn)行權(quán)重的調(diào)整，這樣才能克服主觀和客觀賦權(quán)法各自的不足.根據(jù)式(14)做評(píng)估指標(biāo)主觀權(quán)化處理后，同樣地按照拉開檔次法計(jì)算步驟計(jì)算綜合權(quán)重，計(jì)算結(jié)果如表5所示.

表5　主客觀綜合權(quán)重計(jì)算結(jié)果Table 5　Results of comprehensive weight calculation

結(jié)果表明，綜合權(quán)重與主、客觀權(quán)重相比，強(qiáng)化了節(jié)點(diǎn)電壓合格率x1，均化了節(jié)點(diǎn)電壓最小值x2和節(jié)點(diǎn)電壓平均值x5，而弱化了節(jié)點(diǎn)電壓最大值x3和節(jié)點(diǎn)電壓峰峰值x4，供電企業(yè)最重視的節(jié)點(diǎn)電壓合格率x1的主導(dǎo)地位得以體現(xiàn)，很好地綜合了客觀事實(shí)和專家意愿.

利用基于功效系數(shù)法的低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性評(píng)估方法，根據(jù)表1所列各低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)各電壓特性評(píng)估指標(biāo)功效系數(shù)值、表5所列綜合權(quán)重以及式(16)，對(duì)6個(gè)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)進(jìn)行電壓特性綜合評(píng)估，計(jì)算得到各低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性綜合功效系數(shù)值并將其從大到小排序，結(jié)果如圖1所示.

圖1　各臺(tái)區(qū)電壓特性綜合功效系數(shù)對(duì)比Fig.1　Comprehensive efficacy coefficient of voltage characteristic of each area

圖1顯示，兩種類型的低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性綜合功效系數(shù)并無明顯區(qū)別，證明文中方法對(duì)于不同類型的低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)均有適用性.而電壓特性綜合功效系數(shù)值排在末尾的兩個(gè)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)分別為：大簡(jiǎn)村2#和小虎村10#，其中大簡(jiǎn)村2#的綜合功效系數(shù)值不及80，小虎村10#僅為57.2，因此上述兩個(gè)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)被成功篩選出來，其電壓特性存在較嚴(yán)重的問題，亟需進(jìn)行全面的電壓治理.

結(jié)果表明，文中方法科學(xué)有效地對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉型和農(nóng)村住宅型共6個(gè)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)進(jìn)行了電壓特性評(píng)估和篩選.評(píng)估過程中使用了量化的功效系數(shù)、主客觀結(jié)合的賦權(quán)法，避免了過多的人為主觀因素，使得結(jié)果客觀可信.本實(shí)例列出的低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)數(shù)量有限，可以預(yù)測(cè)，如果在數(shù)量龐大的不同類型的低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)中，運(yùn)用文中方法進(jìn)行電壓特性評(píng)估和篩選將會(huì)極大地提高工作效率.

4結(jié)論

(1)提出了基于功效系數(shù)法的低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性評(píng)估方法，從評(píng)估指標(biāo)實(shí)用性、可行性和易獲取性的角度出發(fā)，構(gòu)建了考慮全線路電壓特性的電壓特性評(píng)估指標(biāo)體系，能夠全面有效地反映低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)整體電壓特性.

(2)首次運(yùn)用功效系數(shù)法對(duì)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性進(jìn)行綜合評(píng)估.劃分各評(píng)估指標(biāo)類型并設(shè)置對(duì)應(yīng)的功效轉(zhuǎn)化函數(shù)和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后統(tǒng)一成“極大型”的功效系數(shù)值，最后加權(quán)求和獲取低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)綜合功效系數(shù).方法條理清晰，簡(jiǎn)便易行，具有很強(qiáng)的實(shí)用性.

(3)運(yùn)用主客觀相結(jié)合的序關(guān)系-拉開檔次賦權(quán)方法對(duì)各評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán).序關(guān)系法能夠根據(jù)主觀意愿，靈活調(diào)整各評(píng)估指標(biāo)對(duì)評(píng)估結(jié)果的重要程度，而拉開檔次法的出發(fā)點(diǎn)在于著重突出各評(píng)估對(duì)象的差異，強(qiáng)調(diào)了客觀事實(shí).通過兩種賦權(quán)方法的結(jié)合，極大程度地克服了人為主觀因素，既體現(xiàn)了專家意愿，又從整體上凸顯了各評(píng)估對(duì)象之間的差異，有利于低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓特性的科學(xué)評(píng)估和篩選.

綜上所述，文中所提出的方法思路清晰，科學(xué)高效，計(jì)算簡(jiǎn)便，可操作性強(qiáng)，適用于我國(guó)低壓配網(wǎng)臺(tái)區(qū)的電壓特性綜合評(píng)估和篩選工作.實(shí)例分析也表明，文中方法是有效和實(shí)用的.

參考文獻(xiàn)：

[1]崔馳.低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償淺析 [J].電網(wǎng)技術(shù),2000,24(7):71-72.

Cui Chi.Analysis of reactive power compensation in low-voltage distribution network [J].Power System Technology,2000,24(7):71-72.

[2]戴曉亮.無功補(bǔ)償技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用 [J].電網(wǎng)技術(shù),1999,23(6):11-14.

Dai Xiao-liang.Application of reactive power compensation in low-voltage distribution network [J].Power System Technology,1999,23(6):11-14.

[3]郭亞軍.綜合評(píng)價(jià)理論、方法及應(yīng)用 [M].北京:科學(xué)出版社，2007：130-137.

[4]歐陽森,石怡理.改進(jìn)熵權(quán)法及其在電能質(zhì)量評(píng)估中的應(yīng)用 [J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2013,37(21):156-159，164.

Ouyang Sen,Shi Yi-li.A new improved entropy method and its application in power quality evaluation [J].Automation of Electric Power Systems,2013,37(21):156-159，164.

[5]Li Guo-dong,Li Geng-yin，Li Xiang，et al.Comprehensive evaluation method of power quality based on variable weight and set pair analysis [C]∥Power and Energy Society General Meeting.[S.l.]:IEEE,2010:25-29 .

[6]白先紅,張勇軍,陳艷,等.配電網(wǎng)電壓改善潛力的靜態(tài)評(píng)估與應(yīng)用 [J].現(xiàn)代電力,2014,31(3):29-33.

Bai Xian-hong,Zhang Yong-jun,Chen Yan,et al.Static assessment of voltage improving potential and its application to distribution systems [J].Modern Electric Power,2014,31(3):29-33.

[7]羅家健.配電網(wǎng)電壓偏差綜合優(yōu)化案例分析 [J].機(jī)電工程技術(shù)，2013,42(4):31-36.

Luo Jia-jian.Analysis of synthesis optimization of voltage deviation in distribution network [J].Mechanical & Electrical Engineering Technology,2013,42(4):31-36.

[8]張?jiān)Ｇ?徐今強(qiáng).提高城市中壓配網(wǎng)電壓等級(jí)的必要性和應(yīng)注意的問題 [J].電氣應(yīng)用,2007,26(1):136-138.

Zhang Yu-qing,Xu Jin-qiang.Necessity of improving the voltage level of medium voltage distribution network of city and the problem [J].Electrotechnical Application,2007,26(1):136-138.

[9]徐臘元.國(guó)內(nèi)配網(wǎng)自動(dòng)化綜述 [J].農(nóng)村電氣化,2004,3:5-6.

Xu La-yuan,A summary of automation of domestic distribution network [J].Rural Electrification,2004,3:5-6.

[10]王棚宇,王秀蘭.基于功效系數(shù)法的城市土地利用效益評(píng)價(jià)——以武漢市為例 [J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版,2008,8(1):79-83.

Wang Peng-yu,Wang Xiu-lan.The evaluation of urban land use efficiency based on efficacy coeffcient method：a case study in wuhan city [J].Journal of Nortuwest A&F Univercity:Social Science Edition,2008,8(1):79-83.

[11]周莉,黃河清,蒲勇健.基于功效系數(shù)法的經(jīng)營(yíng)者相對(duì)業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)研究 [J].軟科學(xué),2006,20(1):40-44.

Zhou Li,Huang He-qing,Pu Yong-jian.Relative performance evaluation of executives based on efficacy coefficient method [J].Soft Scientists,2006,20(1):40-44.

[12]陳陌,郭亞軍,于振明.改進(jìn)型序關(guān)系分析法及其應(yīng)用 [J].系統(tǒng)管理學(xué)報(bào),2011,20(3):352-355.

Chen Mo,Guo Ya-jun,Yu Zhen-ming.An improved method for rank correlation analysis and its application [J].Journal of Systems & Management,2011,20(3):352-355.

[13]歐陽森,黃瑞藝,程小華.基于逐層拉開檔次法的電能質(zhì)量綜合評(píng)價(jià) [J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2013,41(5):93-98;118.

Ouyang Sen,Huang Rui-yi,Cheng Xiao-hua.Comprehensive evaluation of power quality based on stepwise scatter degree method [J].Journal of South China University of Technology:Natural Science Edition,2013,41(5):93-98;118.

[14]GB/T 12325-2008，電能質(zhì)量供電電壓偏差 [S].

Evaluation of Voltage Characteristics of Low-Voltage Distribution Network Based on Efficacy Coefficient Method

OuyangSenChenXin-huiGengHong-jie

(School of Electric Power∥Guangdong Key Laboratory of Clean Energy Technology,South China University of Technology,

Guangzhou 510640,Guangdong,China)

Abstract:Effective evaluation of voltage characteristics of low-voltage distribution networks provides the decision-making basis and reference for power supply enterprises to screen and manage low-voltage distribution networks.As it is difficult to evaluate and screen the voltage characteristics of large numbers of low-voltage distribution networks,an evaluation method of the voltage characteristics of low-voltage distribution networks is proposed based on the efficacy coefficient method. First,a set of evaluation index system of low-voltage distribution networks is established,which considers the voltage characteristics of all lines,and the evaluation indexes are standardized to become the unified and very large efficacy coefficients.Then,each evaluation index is weighted by means of the order relation-open class weighting method,which embodies the difference among evaluation objects and the experts’ will and thus helps to evaluate and screen voltage characteristics scientifically.Finally,the comprehensive efficacy coefficients of the voltage characteristics of low-voltage distribution networks are calculated, so that the entire evaluation and screening process is completed.A case study shows that the proposed methodis applicable and effective and that it is suitable for guiding the evaluation and screening of the voltage characteristics of low-voltage distribution networks.

Key words:low-voltage network;voltage characteristics;comprehensive evaluation;efficacy coefficient method;order relation-open class method

中圖分類號(hào)：TM 711

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2015.08.006

文章編號(hào)：1000-565X(2015)08-0035-06

作者簡(jiǎn)介：歐陽森(1974-)，男，博士，副研究員，主要從事電能質(zhì)量、節(jié)能技術(shù)與智能電器研究.E-mail：ouyangs@scut.edu.cn

*基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目(51377060)；國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目(61104181)

收稿日期：2014-11-07

Foundation items: Supported by the Key Program of National Natural Science Foundation of China(51377060) and the National Natural Science Foundation for Young Scholars of China(61104181)