摘 ?要： 為了對電能質(zhì)量進行客觀、綜合地評估，以電能質(zhì)量分析與監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為研究對象，以可拓學與層次分析法為基礎，并就可拓層次分析方法加以改進，提出了一種新的電能質(zhì)量評估方法，并利用實際數(shù)據(jù)進行了驗算，相關分析結(jié)果表明這種方法能夠有效地區(qū)分電能質(zhì)量等級，并對電能質(zhì)量進行定性和定量評估。

關鍵詞： 電能質(zhì)量綜合評估;層級分析;可拓學

中圖分類號： TM712 ? ?文獻標識碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.05.003

本文著錄格式：逯玉蘭. 基于改進的可拓層次分析法的電能質(zhì)量綜合評估[J]. 軟件，2019，40（5）：1620

【Abstract】： In order to evaluate power quality objectively and comprehensively， this paper took the data of power quality analysis and monitoring system for study， a new power quality assessment method based on the improved extension of AHP has been proposed， and used actual data for checking， correlation analysis showed that this method can distinguish the level of power quality， and can evaluate power quality qualitatively and quantitatively.

【Key words】： Power quality integrated evaluation; Analytic Hierarchy Process; Extenics

0 ?引言

隨著電力行業(yè)的發(fā)展，電力已經(jīng)走向了市場化，在市場化的大格局下，作為商品的電能是具有質(zhì)量屬性的。在具有一定程度競爭性的電力行業(yè)，電能的質(zhì)量得到了電力使用者和供電部門的高度關注，日漸復雜和精細的用電環(huán)境對電能質(zhì)量的要求在不斷提高，需求也在不斷地增加且越來越嚴格。因此，對電能質(zhì)量進行有效和合理地衡量和評估，并按質(zhì)量確定價格將成為一種趨向[1]。雖然世界上各個國家都對電能質(zhì)量制定了各種標準，但是這種比較籠統(tǒng)的標準只能夠衡量電能質(zhì)量合格與否，卻并沒有對電能質(zhì)量進行多方面、精確地衡量[2]。電能質(zhì)量包括多個指標，因此通過單一的指標對其進行衡量和評估不能夠全面地反應其真實的狀況。因此，建立一種科學的評估方法對電能質(zhì)量進行綜合、客觀地評估是很有必要的。目前，評估方法中，模糊評價居多。謝晉利用模糊算法建立了高校教師評價系統(tǒng)[3];景雯等基于模糊AHP理論建立了學習評價模型[4];賈清泉等在電能質(zhì)量及其模糊方法評估中給出了各電能質(zhì)量指標的模糊模型，通過這些模糊模型形成了各指標的隸屬度集[5]，并且依據(jù)就近選擇的方式對電能質(zhì)量進行等級的判斷。使用這種方式進行衡量的時候就需要先設定一個樣本指標集合，但是并沒有對這些指標之間的關系做出判斷;唐會智等在基于模糊理論的電能質(zhì)量綜合量化指標研究中采用模糊綜合評價方法對電能質(zhì)量進行評價，但是對研究中各個指標的權重沒有進行嚴格的規(guī)定[6];文獻[7]在進行研究的過程中通過一種新型的可拓學的方式對電能質(zhì)量進行評價;文獻[8]在研究過程中建立了一個軟件質(zhì)量評估指標體系，張浩等基于層次分析法進行了共享單車供求匹配分析[9]。本研究將可拓學與層次分析法相結(jié)合，對電能質(zhì)量進行綜合評估。

采用傳統(tǒng)的層析分析工具對電能質(zhì)量進行分析主要存在著以下缺陷和不足[5]。

（1）構造的判斷矩陣沒有彈性。層次分析法的核心環(huán)節(jié)是構造判斷矩陣。通過兩兩比較評價指標構造的判斷矩陣確定指標因素的權重。這種方法直接、簡單，其不足之處在于構造判斷矩陣的過程中對判斷的模糊性缺乏考慮。例如，對矩陣中的兩個指標因素進行評估判斷的時候，通常情況下認定第一個指標因素比第二個因素重要性要高，兩個權重之間的比值一般位于區(qū)間[1.5-2.9]之間。在構造判斷矩陣時候，如果采用了值“2”，則會導致硬性指標的出現(xiàn)，使得原來可以模糊、浮動變化的的量失去彈性。這樣構造的判斷矩陣的評估結(jié)果不是很合理。

（2）進行一致性檢驗。如果一致性檢驗與標準不相符，這就需要對判斷矩陣進行重新構造[10]，而且要對各個指標的權重重新進行計算，直到一致性檢驗達到標準[11-12]。在實踐中，為了滿足一致性檢驗，常常需要反復構造判斷矩陣，而且判斷矩陣的構造嚴重依賴以往的構造經(jīng)驗。

針對以上兩個缺陷，本研究在研究的過程中，將可拓學中的物元模型和關聯(lián)函數(shù)與層次分析法相結(jié)合，以電能質(zhì)量分析與監(jiān)測系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)為研究的依據(jù)，對其電能質(zhì)量進行綜合評估。

1 ?建立層次分析結(jié)構

雖然世界上各個國家都對電能質(zhì)量制定了各種標準，然而這種比較籠統(tǒng)的標準只能夠衡量電能質(zhì)量合格與否，卻并沒有對電能的質(zhì)量進行多方面、精確地衡量[1]。電能質(zhì)量是一個多指標體系，是多指標的有機結(jié)合，因此通過單一的指標對其進行衡量和評估不能夠全面地反應其真實的狀況。應該根據(jù)電能質(zhì)量的實際和客觀需求，體現(xiàn)電能質(zhì)量的各方面因素的特性，將其劃分成不同的評估要素，在此基礎上形成不同的評估層次，科學、綜合、全面地評估電能質(zhì)量。

本研究要對監(jiān)測到的電能質(zhì)量進行比較全面和系統(tǒng)地評估，建立對電能質(zhì)量的評價指標體系十分重要，指標體系中的各個評價指標要能夠反映電能質(zhì)量的客觀現(xiàn)實，具備科學性和完備性;其次，指標體系中的各個指標應該易于計算，具備計算可行性[10]?？紤]到以上幾個方面的因素，本研究只考慮五項穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量指標，層次分析結(jié)構如圖1所示。

2 ?確定各指標的重要程度

針對決策問題，一般可以將其劃分為目標層、準則層和方案層。整個決策的總目標由目標層來表達;目標層的實現(xiàn)過程中所涉及到的中間各個環(huán)節(jié)是通過準則層來表達的。通常情況下，中間環(huán)節(jié)包含：準則層、約束層和策略層;方案層就是應對問題而采取的各種方法[13-14]。在層次模型中，一般使用作用線來表示各層因素之間的關聯(lián)性。幾位專家組成兩個小組根據(jù)電能質(zhì)量層次分析結(jié)構圖中各項指標，用區(qū)間數(shù)代替點值數(shù)構造各級可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣。例如，對于目標層，第一組專家認為準則層中電壓屬性與頻率屬性相比[15]，電壓質(zhì)量與頻率質(zhì)量之間的比重在2.5-3.5間浮動變化（表1），從而計算出可拓區(qū)間為<2.5，3.5>，這個區(qū)間等同于1-9標度法分析的“3”，但不是整數(shù)3，反之，頻率質(zhì)量與電壓質(zhì)量的可拓區(qū)間為 ，相當于“1/3”，但不是1/3。第二組專家認為，電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量之間比重在3.6-4.9間浮動變化，得出的可拓區(qū)間為 ，頻率質(zhì)量與電壓質(zhì)量相比所得的可拓區(qū)間為 。通過這種方法得到的兩個可拓區(qū)間，與傳統(tǒng)的層次分析法相比，判斷矩陣具有彈性[10]。

5 ?結(jié)論

本研究將層次分析法與可拓學中的物元模型和關聯(lián)函數(shù)相結(jié)合，提出了基于改進的可拓層次分析的電能質(zhì)量綜合評估法。用可拓學中的3種物元模型（經(jīng)典域物元、節(jié)欲物元、評估物元）對電能質(zhì)量進行了物元分析，然后結(jié)合可拓學中的關聯(lián)函數(shù)理論，將3種物元模型關系進行量化，形成關聯(lián)值矩陣;然后根據(jù)電能質(zhì)量層次分析結(jié)構圖中的各項指標，由兩個專家組用區(qū)間數(shù)代替點值數(shù)構造各級可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣，這樣得到的兩個不同的可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣具有彈性，而且合理，根據(jù)可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣計算層次單排序和層次總排序，得到最終的權重矢量;最后將關聯(lián)值矩陣和權重矢量進行合成得到最終的電能質(zhì)量綜合評估等級。通過實證分析證明這種方法能夠有效地區(qū)分電能質(zhì)量等級，并對電能質(zhì)量進行定性和定量評估。

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