（电力系统及其自动化专业论文）基于deahp方法的输电网络规划方案综合评价及决策.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：鲴垩雪一 日期：塑! 堇：塑 关于学位论文使用授权的声明 本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷 件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 签垒鱼导师签名： 日期： l o 、s 7 , o 山东大学硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第一章绪论1 1 1 研究背景与意义1 1 2 输电网规划方案综合评价研究要素2 1 3 输电网规划方案综合评价流程3 1 4 国内外研究现状4 1 4 1 指标体系的研究现状4 1 4 2 综合评价方法的研究现状6 1 5 存在的主要问题。9 1 6 本论文主要工作1 0 第二章输电网规划方案综合评价的指标体系1 l 2 1 指标体系的构建原则1 1 2 2 指标体系的构成1 l 2 3 各树叶指标计算方法1 3 2 3 1 技术指标1 3 2 3 2 经济指标1 9 2 3 3 环境指标2 0 2 3 4 适应性指标2 3 2 4g a r v e r - 6 系统指标计算2 5 2 4 1 系统数据2 5 2 4 2 指标计算2 6 2 5 本章小结3 4 第三章基于d e a h p 方法的输电网规划方案综合评价3 5 3 1 综合评价方法理论基础3 5 3 1 1 概述3 5 3 1 2 数据包络分析法( d e a ) 3 6 3 1 3 层次分析法( a h p ) 3 8 山东大学硕士学位论文 3 1 4d e a h p 模型。4 1 3 2d e a h p 模型分析4 2 3 2 1 模型特点4 2 3 2 2 模型优势4 3 3 3g a r v e r - 6 系统规划方案综合评价4 4 3 3 1 综合评价及结果分析4 4 3 3 2 三种评价方法对比4 6 3 4 山东电网规划方案综合评价4 8 3 4 1 系统数据4 8 3 4 2 综合评价决策51 3 5 本章小结5 2 第四章输电网优化规划及规划方案综合评价决策系统5 3 4 1 系统结构设计5 3 4 2 系统功能设计。5 4 4 3 综合评价决策系统5 5 4 4 本章小结5 8 第五章基于综合评价理论的输电网优化规划方法初探5 9 5 1 背景5 9 5 2 实现方法6 0 5 3 本章小结6 1 第六章结论及展望6 3 附录文中所引用计算方法和算例系统数据6 5 参考文献7 0 致谢7 4 攻读硕士学位期间发表的论文和参与的项目7 5 山东大学硕士学位论文 c o n t e n t s a b s t r a c t ( c h i n e s e ) i a b s t r a c t ( e n g l i s h ) 。i i c h a p t e r li n t r o d u c t i o n 1 1 1r e s e a r c hb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c e 。1 1 2r e s e a r c hc o n s t i t u e n t so fc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nf o rt r a n s m i s s i o n n e t w o r kp l a n n i n ga l t e m a t i v e s 2 1 3p r o c e s so fc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nf o rt r a n s m i s s i o nn e t w o r kp l a n n i n g a l t e r n a t i v e s 3 1 4r e s e a r c hs i t u a t i o na th o m ea n da b r o a d 4 1 4 1r e s e a r c hs i t u a t i o no f i n d e xs y s t e m 4 1 4 2r e s e a r c hs i t u a t i o no fc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o d 6 1 5m a i np r o b l e m se x i s t i n gi nc u r r e n tr e s e a r c h 9 1 6m a i nw o r ko f t h i sp a p e r 1 0 c h a p t e r 2i n d e xs y s t e mo fc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nf o rt r a n s m i s s i o nn e t w o r k p l a n n i n ga l t e m a t i v e s 11 2 1c o n s t r u c t i n gp r i n c i p l e so fi n d e xs y s t e m 1 1 2 2c o n t e n t so fi n d e xs y s t e m 11 2 3c o m p u t a t i o n a lm e t h o do f a l ll e a v ei n d e x e s 1 3 2 3 1i n d e xo f t e c h n i c a l i t y 1 3 2 ：；2i n d e xo f e c o n o m y 1 9 2 ：；3i n d e xo f e n v i r o n m e n t 2 0 2 3 4i n d e xo f a d a p t a b i l i t y 2 3 2 4i n d e xc a l c u l a t i o nf o rg a r v e r - 6s y s t e m 2 5 2 4 1s y s t e md a t a 2 5 2 4 2i n d e xc a l c u l a t i o n 2 6 2 5b r i e fs u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 3 4 c h a p t e r 3c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nf o rt r a n s m i s s i o nn e t w o r kp l a n n i n ga l t e m a t i v e s b a s e do nd e a h pm e t h o d 3 5 3 1t h e o r e t i c a lb a s i so fc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o d 3 5 i i i c h a p t e r 6c o n c l u s i o na n de x p e c t a t i o n 6 3 a p p e n d i x ：c a l c u l a t i o nm e t h o d s c i t e di n a r t i c l ea n dd a t ao f c a s es y s t e m s 6 5 r e f e r e n c e s 7 0 a c k n o w l e d g e m e n t 7 4 e s s a y sp u b l i s h e da n dp r o j e c t sp a r t i c i p a t i o nd u r i n gm a s t e rd e g r e e 7 5 山东大学硕士学位论文 摘要 输电网规划是电力系统规划的重要组成部分，是保障电力系统稳定发展的重 要工作。一个较理想的规划方案需满足经济性、可靠性、安全性、灵活性、适应 性等多方面的要求，但由于问题的复杂性，目前的输电网规划工作还无法将所有 的约束条件都统一到一个规划模型中考虑，因此目前的输电网规划工作通常分为 建立优化模型产生待选方案和综合评价决策两个阶段。综合评价决策的结果是否 可信关系到规划方案选择的优劣，因此对规划方案的综合评价及决策进行研究具 有重要的意义。 首先，针对目前的输电网规划指标体系不够全面的问题，本文在充分考虑电 网动态安全性、短路容量合理性以及电磁环境影响和土地资源利用率等因素的前 提下，从技术、经济、环境、适应性四个方面建立了一个多指标、全方位、充分 反映输电网性能要求的指标体系，随后详细分析了各指标的计算方法，为综合评 价奠定了基础。 其次，鉴于目前输电网规划综合评价方法主要采用单一的主观评价法或者客 观评价法，而主观评价法易受人为因素干扰，客观评价法难免不符合实际情况， 因此本文提出了一种应用组合评价法d e a h p 进行输电网规划综合评价的方法， 该方法在客观评价的基础上引入了主观a h p 约束锥，使主、客观评价实现完美 结合。算例分析验证了该方法的有效性和实用性。 在以上理论研究的基础上，本文利用m a t l a b 语言编写相关算法，采用v i s u a l c + + 编写界面程序，以a c c e s s 建立数据库，开发了集输电网规划和规划方案综合 评价及决策于一体的综合软件平台，为规划人员提供了高效便利的输电网规划工 具。 最后，鉴于综合评价方法具有处理不同性质指标的独特优势，本文还对基于 综合评价理论的输电网优化规划进行了初步的探讨，希望能通过综合评价，将更 多的指标要求纳入规划模型中加以考虑，直接得到更加合理和可信的规划方案。 关键词：输电网规划；综合评价；指标体系；评价方法；d e a h p 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t t r a n s m i s s i o nn e t w o r kp l a n n i n gi sa ni m p o r t a n tp a r to fp o w e rs y s t e mp l a n n i n g a n dp l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei np r o t e c t i n gp o w e r s y s t e ms t a b l ed e v e l o p m e n t ap e r f e c t p l a n n i n gs c h e m en e e d st om e e tt h ee c o n o m i c ，r e l i a b i l i t y , s e c u r i t y , f l e x i b i l i t y , a d a p t a b i l i t y , a n dm a n yo t h e rr e q u i r e m e n t s h o w e v e r ，d u et ot h ec o m p l e x i t yo ft h e p r o b l e m ，t h ec u r r e n tt r a n s m i s s i o nn e t w o r kp l a n n i n gn o ty e th a sa l lo ft h ec o n s t r a i n t s i n t oap l a n n i n gm o d e lt o c o n s i d e r t h e r e f o r e ，t h ec u r r e n tt r a n s m i s s i o nn e t w o r k p l a n n i n gt y p i c a l l yi sd i v i d e di n t ot w os t a g e s ，e s t a b l i s h i n go p t i m a lm o d e lt og e tt h e a l t e r n a t i v e sa n dc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o na n d d e c i s i o n - m a k i n g t h eq u a l i t yo f p l a n n i n gs c h e m ei sc l o s e l yr e l a t e dt ot h ec r e d i b i l i t yo ft h er e s u l t so fc o m p r e h e n s i v e d e c i s i o n - m a k i n g t h e r e f o r e ，t h es t u d y o n c o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o na n d d e c i s i o n m a k i n gi so fg r e a ts i g n i f i c a n c e f i r s t ，a st h ec u r r e n tt r a n s m i s s i o nn e t w o r kp l a n n i n gi n d e xs y s t e mi sn o t c o m p r e h e n s i v ee n o u g h ，t h i sp a p e re s t a b l i s h e sa ni n d e xs y s t e ma l l - r o u n df u l l y r e f l e c t i n gt h er e q u i r e m e n t so ft r a n s m i s s i o nn e t w o r kf r o mf o u ra s p e c t s ，t e c h n i c a l i t y , e c o n o m y , e n v i r o n m e n ta n da d a p t a b i l i t yi nt h ep r e m i s eo ff u l l yc o n s i d e r i n gd y n a m i c s e c u r i t y , r a t i o n a l i t yo fs h o r tc i r c u i tc a p a c i t y , e l e c t r o m a g n e t i ce n v i r o n m e n t a li m p a c t a n dl a n dr e s o u r c e s t h e nt h i sp a p e rd o e sad e t a i l e da n a l y s i so nt h ec a l c u l a t i o no fe a c h i n d e x ，l a y i n gas t r o n gf o u n d a t i o nf o rt h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n s e c o n d ，b e c a u s et h em e t h o d sa p p l y i n gi nt r a n s m i s s i o nn e t w o r kp l a n n i n g e v a l u a t i o na l em a i n l ys i n g l e s u b j e c t i v ee v a l u a t i o nm e t h o d so rs i n g l eo b j e c t i v e e v a l u a t i o nm e t h o d sc u r r e n t l ya n do na c c o u n to ft h es h o r t c o m i n g so ft h es u b je c t i v e d i s t u r b a n c eo fs u b j e c t i v ee v a l u a t i o nm e t h o da n dn o tm e e t i n gt h ea c t u a ls i t u a t i o no f o b j e c t i v ee v a l u a t i o nm e t h o d ，t h i sp a p e rp r e s e n t san e ww a yo ft r a n s m i s s i o nn e t w o r k p l a n n i n g e v a l u a t i o nb ym e a n so fc o m b i n e de v a l u a t i o nm e t h o dd e a h p d e a h p m e t h o db r i n g si nt h es u b j e c t i v ea h pr e s t r a i n tc o n eb a s e do na no b j e c t i v ea s s e s s m e n t m a k i n gt h ep e r f e c tc o m b i n a t i o no fo b j e c t i v ea n ds u b j e c t i v ee v a l u a t i o n c a s es y s t e m s v e r i f i e dt h a tt h em e t h o di se f f e c t i v e i i 山东大学硕士学位论文 b a s e do nt h ea b o v et h e o r y , t h i sp a p e ra l s od e v e l o p e dac o m p r e h e n s i v ep r o g r a m w h i c ht h ec o m b i n a t i o no ft r a n s m i s s i o nn e t w o r kp l a n n i n ga n de v a l u a t i o na n d d e c i s i o n m a k i n g o fp l a n n i n ga l t e r n a t i v e s b ym a t l a bl a n g u a g ed e v e l o p i n g c o r r e l m i o na l g o r i t h m ，v i s u a lc + + d e v e l o p i n gi n t e r f a c e ，a n da c c e s sf o rt h ed a t a b a s e t h i sp r o g r a mp r o v i d e sa ne f f i c i e n ta n dc o n v e n i e n tt r a n s m i s s i o nn e t w o r kp l a n n i n gt o o l f o rt h ep l a n n i n gs t a f f a tl a s t ，i nv i e wo ft h ea d v a n t a g eo ft h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o d d e a l i n g 、析t h t h ei n d e x e so fd i f f e r e n tn a t u r e t h i s p a p e ra l s o d o e sap r i m a r y e x p l o r a t i o no nt r a n s m i s s i o nn e t w o r ko p t i m a lp l a n n i n gb a s e do nt h ec o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o nt h e o r yh o p i n gt h a tt h ef u t u r ep l a n n i n gm o d e l sc a nb em o r ei n c l u s i v eo f m a n y i n d e x e sa n dm o r er e a s o n a b l ea n dc r e d i b l e k e yw o r d s ：t r a n s m i s s i o nn e t w o r kp l a n n i n g ；c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ；i n d e x s y s t e m ；e v a l u a t i o nm e t h o d ；d e a h p i i i 山东大学硕士学位论文 1 1 研究背景与意义 第一章绪论 输电网规划是电力系统规划的重要组成部分，是保障电力系统稳定发展的重 要工作，它是根据电力系统的负荷及电源发展规划对输电系统的主网架做出的发 展规划【1 1 。由于其需要考虑具体的网络拓扑结构，故输电网规划决策变量维数非 常高，同时一个较理想的规划方案需满足经济性、可靠性、安全性、灵活性、适 应性等多方面的要求，因此其应满足的约束条件又相当复杂，如果将所有的约束 条件统一到一个规划模型中考虑，高维的决策变量和大量的约束条件将会使规划 模型变得非常复杂，虽然随着计算机技术的发展，遗传算法【2 瑚、t a b u 搜索法 4 1 、 蚁群算法【5 1 、粒子群算法【6 】等优化算法已具有非常好的寻优效果，但面对如此庞 大的规划模型仍是难以求解。因此，目前的输电网规划通常是先根据部分容易量 化处理的约束条件产生多个有竞争力的可行性方案，然后评价各规划方案对全部 约束条件的满足情况，计算出各方案的评价指标值，最后借助于综合评价方法对 多个难以取舍的规划方案做出分析决策，因此对输电网规划方案综合评价进行研 究有着重要的理论和现实意义。 随着全球电力系统市场化改革的逐步深入，输电网络的经济性是否合理，安 全性是否满足要求，输送容量、网架结构是否达到最优，输电线路是否环保等都 关系到不同市场主体的切身利益。我国互联电网规模日益扩大，电网运行的不确 定性因素不断增加，输电网规划不仅要考虑经济性与可靠性的协调，也在电网安 全性、负荷适应性、运行灵活性等方面面临更高的要求，因此我国的输电网规划 工作面临着巨大的挑战。同时，随着整个社会环保意识的提高，尤其是电网电压 等级提高后，人们对输电线路沿线的电磁环境、声环境、生态平衡等越来越关注， 因此更要考虑到输电网规划带来的环境问题对社会生产生活的影响。如何定量的 分析各规划方案对各项要求的满足程度? 多个互有竞争力的方案中哪一个更能 满足电网和社会的需求? 对于这种具有多指标的输电网规划决策问题便需要借 助于多属性综合评价理论进行综合决策分析，因此对输电网规划方案进行综合评 价的研究又有着重要的社会意义。 山东大学硕上学位论文 输电网规划的决策问题是在输电网规划的基础上对各待选规划方案的经济 性、合理性和适应性等各项指标综合评价以找出综合最优的输电网规划方案的过 程。历史上由于电网结构不合理而造成的大面积、长时间的停电事故也引起了人 们对电网安全问题的深入思考，尤其是2 0 0 3 年美国发生的“8 1 4 大停电事故。 事后的调查结果表明：输电网络是改革后的美国电力工业中最薄弱的环节。这些 问题的出现给输电网规划带来了严峻的考验，怎样的网架结构才是一个坚强的电 网? 从哪些方面去综合评价一个电网? 采取什么方法才能合理准确的评价电 网? 2 0 0 3 年6 月，美国国家风能协调委员会( n a t i o n a lw i n dc o o r d i n a t i n g c o l l a b o r a t i v e ，n w c c ) 提出输电网规划分为三个层冽7 。8 】，输电网规划需要从规 划主体、规划范围和规划程序三个角度遵循1 1 项输电网规划准则，其中一条准 则就是“运用清晰地、标准化的方法评价规划方案”。目前多种评价方法广泛应 用于社会、经济、管理、国防等各个领域，而适合于输电网规划方案评价的理论 和方法还不够成熟和完善，因此有必要对适合于输电网规划综合评价的方法进行 深入而有针对性的研究。 1 2 输电网规划方案综合评价研究要素 评价是指按照预定的目的，确定研究对象的属性( 指标) ，并将这些属性转 化为客观定量计值的理论【9 】。评价过程是人们对于所研究对象进行认知并作出决 策的过程，因此，输电网规划方案综合评价是依据指标体系对各待选方案的优劣 进行综合分析及决策的过程。从以上定义可以看出，输电网规划方案综合评价的 研究主要包含以下两个要素： ( 1 ) 指标体系：指标是描述规划方案优劣的属性。由于人们需要从多个角 度进行评判，因此描述规划方案的指标是多种多样的，若干个指标有机联系在一 起构成全面描述规划方案的指标体系。 ( 2 ) 评价方法：对于具有多评价指标的规划方案，靠人的观察往往无法直 接比较其优劣，尤其是当每个方案都具有各自的优势指标时，必须借助于某种评 价方法，对多指标进行归算处理，再进行决策。 2 山东大学硕士学位论文 1 3 输电网规划方案综合评价流程 综合评价就其本质来说，是一个信息处理系统，它是将一系列无序信息有序 化的过程，图1 1 所示的输电网规划方案综合评价逻辑框图展示了对规划方案进 行综合评价并做出决策的全过程。 l 选取待评价规划方案 + l 明确输电网规划要求 i 确定评价指标体系 + 计算各指标值 + 指标数值规范化 确定各指标权重系数 选择综合评价模型 + 评价结果 + 选择最优方案 ) 评价准备工作 指标体系 综合评价方法 结果分析并作 出决策 图1 - 1 输电网规划方案综合评价逻辑框图 在确定的指标体系下，每一个评价过程都不可或缺的三个重要环节是：指标 数值的规范化，权重系数的确定和综合评价模型的选定，这三个环节选用方法的 合适与否决定了评价决策结果的科学性与可信性。 ( 1 ) 指标数值的规范化 指标数值规范化的目的有两个，一是解决指标值之间不同量纲的问题，二是 解决不同指标值在数值上相差悬殊的问题。 ( 2 ) 权重系数的确定 权重是专家经验和决策者意志的体现，指标权重的大小体现了该指标在综合 3 山东大学硕士学位论文 评价中所起作用的大小，相当程度上决定了综合评价的精度，由于权重大小对综 合评价结果起着至关重要的作用，因此权重确定方法的研究是综合评价理论中一 个至关重要的研究方向。目前确定权重的方法主要有n 主观赋权法、客观赋权 法、以及组合赋权法。 ( 3 ) 综合评价模型 综合评价模型用数学形式可表示为：y = f ( w ，x ) ，w - - - - - ( w l ，w e ，) 为指标权 重向量，x = ( 五，屯，x m ) 为方案的规范化指标向量，式中m 为指标个数，通过选 择合适的厂函数即可求出各方案综合评价值y 并根据y 值的大小进行方案决策。 1 4 国内外研究现状 经过几十年的努力，输电网优化规划的研究已取得了很大的进展，但通过优 化方法得到的规划方案只是具有投资可能性的方案，并且数学上的最优并不一定 是现实中的最优。同时，随着人们对输电网的要求越来越高，我们需要的是能够 实现社会效益最优的规划方案，因此对输电网的评价逐渐引起了重视。目前，研 究者从多个不同的方面对电网规划方案进行评价和分析，同时由于管理科学中各 种评价方法的发展，不断有新的方法被应用于输电网规划方案评价中，促进了输 电网评价方法的研究。 根据输电网规划方案综合评价的研究要素，分别从指标体系和评价方法两个 方面对当前的研究现状进行简要的归类、介绍和分析。 1 4 1 指标体系的研究现状 确定一个较理想的输电网结构是涉及可靠性、安全性、经济性、灵活性、潮 流合理性、环境影响等多方面因素的复杂问题，只有通过一个完整的指标体系才 能全面合理的反映和评价电网。指标体系的研究主要包含指标体系的建立和各指 标量化两个方面。 ( 1 ) 指标体系的建立 进行输电网规划方案评价所采用的指标形式主要有两种：1 ) 侧重对单一指 标或某几个指标进行评价，2 ) 建立体系结构进行评价。侧重对单一指标或某几 4 个指标进行评价的方式，由 法进行归一目标值的计算。目前研究较多的是对经济性、可靠性、适应性和供电 能力等的单一指标评价以及对经济性和可靠性的综合评价。其中，经济性和可靠 性指标的研究已经非常成熟，随着电力市场改革的深入，系统的不确定性因素增 加，适应性、社会性指标等逐渐引起了研究者的重视。 经济性 对于任何一个投资项目，当存在不同技术或不同规模的多种投资方案时，为 了选择方案就必须对这些方案的技术经济效果进行定量分析，文献 1 1 1 4 分别从 电网规划经济效益的计算方法、经济分析的重要性以及敏感性分析方法和风险分 析等方面对规划方案及规划工程进行经济性评价，另外，文献 1 4 】还探讨了规划 方案经济评估软件平台的实现方法。 可靠性 由于电力事故造成系统供电不足的损失有时非常巨大，电网规划方案必须考 虑将来电网供电的可靠性。目前可靠性指标的计算方法【1 5 d 7 1 主要分为两类：解析 法【1 8 。1 明和模拟法 2 0 - 2 1 】。解析法也称状态枚举法，此种方法物理概念清楚，模型精 度高，但它的计算量随着元件数的增多呈指数增长，当系统规模大到一定程度时， 采用此法有一定的困难。模拟法是采用m o n t e c a r l o 模拟产生伪随机数来随机模 拟系统状态，该方法计算量不受系统规模的影响，但它的计算误差却与试验次数 的平方根呈反比，为降低误差必须显著增加试验时间。 适应性 由于电力市场改革逐步深入，发电装机容量以及电网运行方式等都存在很大 的不确定性，电网适应未来环境的能力值得进行评估，文献 2 2 】以未来市场电价 作为不确定性因素，采用情景分析方法对电网规划方案进行适应性评估。文献 2 3 分别在不考虑发电费用约束和考虑发电费用最小两种条件下定义了适应性指标， 文献 2 4 】考虑发电规划场景的不同和运行方式的变化，运用蒙特卡洛模拟法对电 力系统进行适应性评价。 经济性和可靠性综合 对经济性和可靠性综合评价的研究主要集中在电网优化规划的研究文献中， 文献【2 5 】较为全面的综述了电网扩展规划中可靠性和经济性的解决方法，文献 2 6 】 5 山东大学硕十学位论文 采用多目标电网规划方法将经济性和可靠性有机的结合起来，使优化方案的综合 效益达到最优，文献【2 7 】采用成本效益分析方法有效的将电网规划的经济性和可 靠性结合起来进行规划方案的分析与比较，文献 2 8 提出了以在竞争环境下由于 输电阻塞引起的期望阻塞费用( e c c ) 和期望停机费用( e o c ) 为指标的输电网 扩展规划方案评价方法。 但对单一指标或只对某几个指标进行评价，不能全面的挖掘评价信息，无法 从整体上把握规划方案的优劣程度。采用多指标的全方位指标体系对电网规划方 案进行综合评价的重要性己为研究者所认识，文献 2 9 1 从技术和经济两个方面分 别就输电网和配电网构建了较为完整的电网评估指标体系框架，文献【3 0 】针对目 前城市配电网规划缺乏量化评价手段的问题，研究了配电网规划的综合评价指标 体系及评价方法，提出了包含供电可靠性、静态安全性、经济性、适应性及协调 性的适应配电网规划特点的综合指标体系，文献【3 1 】采用包含负荷需求、潮流流 向、可靠性、环境影响、变电站用地等的综合指标体系对输变电工程项目评价决 策。 ( 2 ) 指标量化 对评价指标进行量化，是进行综合评价不可或缺的内容，指标可以分为两类， 一类可以通过统计方法或者计算公式得到某一确定值，另一类则无法直接转化为 数值形式，而是通过类似于 很差，差，一般，好，很好 的此类评语来描述。显 然，第一类指标中不同的指标计算方法是不同的，而对于第二类指标，则一般通 过建立映射域集合，比如 1 ，3 ，5 ，7 ，9 ) ，将定性描述的指标转化为定量值，如文献 【3 2 采用模糊综合评判方法的隶属度函数综合处理各项指标，文献 3 3 1 q b 的新建 线路走廊占地、城市协调、设备先进性等指标也均采用定性描述的方法构成方案 属性决策表。 1 4 2 综合评价方法的研究现状 2 0 世纪7 0 8 0 年代，现代科学评价蓬勃兴起，在此期间产生了多种应用广 泛的评价方法，但此阶段各学科之间不同的评价方法甚至同一学科的不同评价方 法都处于孤军奋战的状况。为了提高综合评价的精度和科学性，从2 0 世纪8 0 年代开始，各评价方法之间开始相互渗透，优势互补，进入组合运用的研究阶段， 6 进入2 1 世纪以来， 的评价方法相继被 领域，促进了管理 将各种评价方 图1 - 2 评价方法分类图 目前在电力系统规划中应用较多的综合评价方法主要有层次分析法、模糊综 合评价法以及数据包络分析法。 ( 1 ) 层次分析法 7 山东大学硕士学位论文 层次分析法是在文献 3 5 中由美国著名运筹学家t l s a t t y 等人提出的，该方 法把复杂的问题表示为有序的层次结构，采用1 9 标度法，通过两两比较构造判 断矩阵，把决策的思维过程数学化，在操作过程中使用了线性代数的方法，数学 原理严密，决策过程具有很强的条理性和科学性。文献 3 6 详细讲述了层次分析 法的原理和应用，文献 3 7 】对层次分析法在电力系统中的应用做了全面的总结。 文献 3 3 ，3 8 分别介绍了区间层次分析法在输电网规划和城市电网规划中的应 用，用区间数代替点值打分更能充分的表达专家的决策判断，克服了点值打分缺 乏弹性的问题，文献f 3 9 开发了一套基于区间层次分析法的可视化电网规划综合 评判决策系统。除了利用区间数代替点数，文献 4 0 】介绍了一种基于三角模糊数 的模糊层次分析法，该方法采用三角模糊数打分，更精确的解决点值打分的缺陷。 此外，文献 4 1 4 2 还对层次分析法进行了灵敏度分析，分析了判断矩阵的排序和 权重的稳定性的问题。该方法一般仅用于方案优选，它的不足之处在于当遇到指 标规模较大的问题时不易操作，该方法要求评价者对问题的本质，评价指标及其 相互之间的逻辑关系掌握的十分透彻。 ( 2 ) 模糊综合评价法 模糊综合评价法是以模糊集合1 4 3 】概念为基础，利用模糊线性理论和最大隶 属度原则进行评价的一种方法。在输电网规划方案决策中，有些因素如投资成本， 运行费用等是可以量化的，而有些因素如层次是否分明、结构是否清晰，表达时 采用的是自然语言，属于模糊因素，此时模糊综合评价是一个很好的选择。文献 3 1 - 3 2 将该方法应用于电网规划决策中，但文献中的权重集却都完全依赖规划专 家的主观决定，使得评价结果受人为因素干扰过大，因此各种权重确定方法和模 糊综合评价的结合引起了人们的重视，文献 4 0 利用层次分析法确定指标权重， 虽然层次分析法仍为主观赋权法，但它利用两两比较形成的决策矩阵大大降低了 主观因素的影响。文献 4 4 】利用熵权法确定指标权重，熵权法是一种利用数据间 客观联系获取指标所占信息量大小的方法，是一种客观赋权法，文献 4 5 】考虑了 在评价过程中当某一指标值明显不满足要求时，其他指标值再好也无济于事的变 权分析方法。本方法虽然利用了模糊数学的理论，但并不高深，也不复杂，容易 为人们掌握和使用。该方法的不足之处在于，它并不能解决评价指标间相关造成 的评价信息重复问题，隶属函数的确定还没有系统的方法，而且合成算法还有待 8 山东大学硕士学位论文 进一步探讨。 ( 3 ) 数据包络分析法 数据包络分析法( 简称d e a ) 是一种以相对效率概念为基础，以凸分析和 线性规划为工具来评价一组决策单元的相对效率的评价方法。假设对第i 个决策 单元进行效率评价，该方法将构造以第i 个单元的效率指数为目标，以所有单元 的效率指数不大于1 为约束的规划模型，利用规划方法求解便可得出每个决策单 元的相对效率，这即是由a c h a m e s 和w w c o o p e r 等学者于1 9 7 8 年提出的第一 个d e a 模型c 2 r 模型 4 6 】。文献 4 7 乖1 j 用c 2 r 模型对火力发电厂及其机组进行 生产效率的相对有效性分析，但目前该方法在电网规划决策中的应用并不多，文 献 4 8 将c 2 r 模型与主成分分析法相结合，构建了p c a c 2 r 模型，建立了一套 完整的电网规划方案综合决策方法。由于c 2 r 模型对多个决策单元进行评价时 容易出现大量、甚至全部决策单元都有效的情况，此时将无法对各决策单元进行 排序，文献 4 9 】采用了改进的d e a 模型- - s e d e a 模型【5 0 j 通过合理的选择输入 输出指标进行了电网规划方案的排序与优选，结论证明是清晰有效的。通过以上 两篇文献可以看出，通过对d e a 模型进行适当的改进，并选取合理的输入输