劉良帥，杜曉東，王立斌，劉成龍，董 娜

（1.國網(wǎng)河北省電力有限公司電力科學(xué)研究院，河北 石家莊 050021；2.國網(wǎng)河北省電力有限公司，河北 石家莊 050021）

0 引言

配網(wǎng)臺區(qū)位于電網(wǎng)末端，是配電網(wǎng)的重要組成部分，其負(fù)責(zé)直接為電力用戶供電。由于配網(wǎng)臺區(qū)數(shù)量眾多且分布廣泛、各類信息融合不充分等，造成電力工作人員不能準(zhǔn)確掌握配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)，運維管理工作帶有較強的主觀盲目性。因此有必要對配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)進(jìn)行綜合評價，進(jìn)而為電力工作人員的配網(wǎng)臺區(qū)運維工作提供決策支撐。已有部分文獻(xiàn)對配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)評價進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)[1]提出了一種基于環(huán)比評分法和模糊綜合評價的低壓臺區(qū)運行狀態(tài)評估方法，文獻(xiàn)[2]基于TOPSIS算法構(gòu)建了配網(wǎng)臺區(qū)的狀態(tài)綜合評估模型，文獻(xiàn)[3]基于改進(jìn)型序關(guān)系分析法構(gòu)建了配網(wǎng)臺區(qū)的狀態(tài)評價模型。

基于上述文獻(xiàn)中的配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)評價方法，僅能得出配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)的評價值，無法直觀地將配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)反映給電力工作人員。針對該問題，本文基于秩和比法對配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)進(jìn)行評價，將配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)劃分為優(yōu)、中、差等3個等級，以便電力工作人員直觀地掌握配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)。

1 評價指標(biāo)體系

為科學(xué)合理地評價配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)，本文根據(jù)電力工作人員重點關(guān)注的配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)指標(biāo)，構(gòu)建了配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)評價指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1 配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)評價指標(biāo)體系

配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)評價指標(biāo)體系中的評價指標(biāo)可分為高優(yōu)型評價指標(biāo)和低優(yōu)型評價指標(biāo)。高優(yōu)型評價指標(biāo)的值越高則配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)越好；低優(yōu)型評價指標(biāo)的值越低則配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)越好。其中，采集成功率、費控成功率、電壓合格率、供電可靠率、平均功率因數(shù)為高優(yōu)型評價指標(biāo)，其余均為低優(yōu)型評價指標(biāo)。

2 評價指標(biāo)權(quán)重系數(shù)

本文用序關(guān)系分析法求解各運行狀態(tài)評價指標(biāo)的主觀權(quán)重系數(shù)，用變異系數(shù)法求解各運行狀態(tài)評價指標(biāo)的客觀權(quán)重系數(shù)，再基于主觀權(quán)重系數(shù)與客觀權(quán)重系數(shù)求解各運行狀態(tài)評價指標(biāo)的綜合權(quán)重系數(shù)。

2.1 主觀權(quán)重系數(shù)

用序關(guān)系分析法求解評價指標(biāo)主觀權(quán)重系數(shù)的步驟如下。

（1）確定評價指標(biāo)的序關(guān)系。將評價指標(biāo)體系中各評價指標(biāo)按重要程度從高到低進(jìn)行排序。

（2）相鄰評價指標(biāo)相對重要程度賦值。按表1對排序后第j-1個評價指標(biāo)與第j個評價指標(biāo)的相對重要程度r j進(jìn)行賦值，如表1所示[4]。

表1 相鄰評價指標(biāo)相對重要程度的賦值

（3）計算評價指標(biāo)主觀權(quán)重系數(shù)。

（4）按重要程度從高到低排序后，最后一個評價指標(biāo)的主觀權(quán)重系數(shù)

式中:u m為按重要程度從高到低排序后最后一個評價指標(biāo)的主觀權(quán)重系數(shù)；m為評價指標(biāo)體系中評價指標(biāo)的數(shù)量。

其余評價指標(biāo)的主觀權(quán)重系數(shù)

式中:u j為按重要程度從高到低排序后第j個評價指標(biāo)的主觀權(quán)重系數(shù)；u j-1為按重要程度從高到低排序后第j-1個評價指標(biāo)的主觀權(quán)重系數(shù)。

2.2 客觀權(quán)重系數(shù)

用變異系數(shù)法求解評價指標(biāo)客觀權(quán)重系數(shù)的步驟如下。

（1）求解各項指標(biāo)的變異系數(shù)

式中:C i為第i項評價指標(biāo)的變異系數(shù)；σi為第i項評價指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差；Xai為第i項評價指標(biāo)的平均值。

（2）計算評價指標(biāo)客觀權(quán)重系數(shù)

式中:v i第i個評價指標(biāo)的客觀權(quán)重系數(shù)。

2.3 綜合權(quán)重系數(shù)

式中:w i為第i個評價指標(biāo)的綜合權(quán)重系數(shù)；u i為第i個評價指標(biāo)的主觀權(quán)重系數(shù)；v i為第i個評價指標(biāo)的客觀權(quán)重系數(shù)；α為權(quán)重分配系數(shù)，由電力工作人員事先給定。

3 配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)評價

秩和比法是一種將古典參數(shù)統(tǒng)計和近代非參數(shù)統(tǒng)計結(jié)合，并融入各自優(yōu)點的分析方法，具有易于理解、便于操作等優(yōu)點[5-7]。為直觀反映配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)，本文基于秩和比法對配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)進(jìn)行綜合評價。

3.1 計算配網(wǎng)臺區(qū)各評價指標(biāo)秩值

高優(yōu)型評價指標(biāo)按式（6）求解秩值

式中:R ij為第i個配網(wǎng)臺區(qū)的第j個評價指標(biāo)的秩值；X ij為第i個配網(wǎng)臺區(qū)的第j個評價指標(biāo)的指標(biāo)值；X jmax為統(tǒng)計范圍內(nèi)各配網(wǎng)臺區(qū)第j個評價指標(biāo)的最大值；X jmin為統(tǒng)計范圍內(nèi)各配網(wǎng)臺區(qū)第j個評價指標(biāo)的最小值。

低優(yōu)型評價指標(biāo)按式（7）求解秩值

3.2 計算配網(wǎng)臺區(qū)的加權(quán)秩和比

根據(jù)評價指標(biāo)的秩值，計算統(tǒng)計范圍內(nèi)各配網(wǎng)臺區(qū)的加權(quán)秩和比。

式中:WRSR i為統(tǒng)計范圍內(nèi)第i個配網(wǎng)臺區(qū)的加權(quán)秩和比；n為統(tǒng)計范圍內(nèi)配網(wǎng)臺區(qū)的數(shù)量。

3.3 計算概率單位

將統(tǒng)計范圍內(nèi)加權(quán)秩和比相同的配網(wǎng)臺區(qū)劃分為一組，并將配網(wǎng)臺區(qū)分組按加權(quán)秩和比從小到大的順序進(jìn)行排列。根據(jù)配網(wǎng)臺區(qū)各分組的頻數(shù)及累計頻數(shù)，求解配網(wǎng)臺區(qū)各分組的平均秩次，再求解配網(wǎng)臺區(qū)各分組的累計頻率，最終確定配網(wǎng)臺區(qū)各分組的概率單位。

根據(jù)配網(wǎng)臺區(qū)各分組的頻數(shù)及累計頻數(shù)，可按式（9）求得配網(wǎng)臺區(qū)各分組的平均秩次。

式中:R Ai為第i個配網(wǎng)臺區(qū)分組的平均秩次；A i為第i個配網(wǎng)臺區(qū)分組的累計頻數(shù)；f i為第i個配網(wǎng)臺區(qū)分組的頻數(shù)。

最后一個配網(wǎng)臺區(qū)分組的累計頻率按式（10）計算，其余配網(wǎng)臺區(qū)分組的累計頻率可按式（11）計算。

式中:p n為最后一個配網(wǎng)臺區(qū)分組的累計頻率。

式中:p i為第i個配網(wǎng)臺區(qū)分組的累計頻率。

根據(jù)配網(wǎng)臺區(qū)各分組的累計頻率，通過查百分?jǐn)?shù)與概率單位對照表，可得到配網(wǎng)臺區(qū)各分組的概率單位probit。

3.4 求解直線回歸方程

以概率單位probit為自變量，以加權(quán)秩和比WRSR為因變量，用最小二乘法求得直線回歸方程WRSR＝a＋b×probit。

3.5 運行狀態(tài)分檔排序

根據(jù)分檔概率單位probit臨界值，通過直線回歸方程WRSR＝a＋b×probit求得分檔加權(quán)秩和比WRSR臨界值，再根據(jù)分檔加權(quán)秩和比臨界WRSR值將統(tǒng)計范圍內(nèi)配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)劃分為優(yōu)、中、差等3個等級，本文采用常用的分檔概率單位probit臨界值[8]為4和6。

4 算例分析

以統(tǒng)計范圍內(nèi)6個配網(wǎng)臺區(qū)為例進(jìn)行分析驗證，6個配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)評價指標(biāo)如表2所示。

表2 各配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)評價指標(biāo)值

統(tǒng)籌考慮客觀因素以及主觀因素對評價指標(biāo)權(quán)重的影響，文中權(quán)重分配系數(shù)α取0.5，按本文方法求得各評價指標(biāo)的綜合權(quán)重系數(shù)如表3所示。

表3 各評價指標(biāo)的綜合權(quán)重系數(shù)

按本文方法，求得統(tǒng)計范圍內(nèi)各配網(wǎng)臺區(qū)的加權(quán)秩和比如表4所示。

表4 各配網(wǎng)臺區(qū)的加權(quán)秩和比

按本文方法求得各配網(wǎng)臺區(qū)分組的概率單位如表5所示。

表5 各配網(wǎng)臺區(qū)分組的概率單位

用最小二乘法求得以概率單位為自變量，以加權(quán)秩和比為因變量的直線回歸方程為:

WRSR＝-1.21＋1.43×pr obit

基于給定的分檔概率單位臨界值，根據(jù)直線回歸方程求得分檔加權(quán)秩和比臨界值分別為4.51、7.37，故配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)如表6所示。

表6 配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

最終求得統(tǒng)計范圍內(nèi)配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)等級如表7所示。

表7 各配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)等級

通過表7可直觀了解統(tǒng)計范圍內(nèi)各配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài):配網(wǎng)臺區(qū)6的運行狀態(tài)最好，配網(wǎng)臺區(qū)4的運行狀態(tài)最差。

由表2、表3可知，配網(wǎng)臺區(qū)4的最大過載率、平均過載率2個評價指標(biāo)最差，且最大過載率、平均過載率2個評價指標(biāo)的綜合權(quán)重系數(shù)較大，故配網(wǎng)臺區(qū)4的運行狀態(tài)較差；同理，由表2、表3可知，配網(wǎng)臺區(qū)6的采集成功率、費控成功率2個評價指標(biāo)最差，但采集成功率、費控成功率2個評價指標(biāo)的綜合權(quán)重系數(shù)較小，且配網(wǎng)臺區(qū)6的其余評價指標(biāo)較好，故配網(wǎng)臺區(qū)6 的運行狀態(tài)較好。上述分析結(jié)論與表7計算結(jié)果一致，表明本文所提出的配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)評價方法有效可行。

配網(wǎng)臺區(qū)運維人員應(yīng)優(yōu)先對配網(wǎng)臺區(qū)4的運行狀態(tài)進(jìn)行整治，以提升統(tǒng)計范圍內(nèi)配網(wǎng)臺區(qū)的整體運行狀態(tài)。

5 結(jié)束語

為科學(xué)合理地評價配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)，本文根據(jù)電力工作人員重點關(guān)注的配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)指標(biāo)，構(gòu)建了配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)評價指標(biāo)體系。然后用序關(guān)系分析法與變異系數(shù)法求解各運行狀態(tài)評價指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。最后用秩和比法對統(tǒng)計范圍內(nèi)配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)進(jìn)行評價，將其劃分為優(yōu)、中、差等3個等級，可以直觀地將配網(wǎng)臺區(qū)的運行狀態(tài)提供給電力工作人員，進(jìn)而為配網(wǎng)臺區(qū)的運維工作提供決策支撐。本文所提出的配網(wǎng)臺區(qū)運行狀態(tài)評價方法計算簡單、便于操作，具有較強的可推廣性。