一种城市配电网智能化改造评估系统的制作方法
一种城市配电网智能化改造评估系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电网配电系统领域，具体涉及一种城市配电网智能化改造评估的计算 机软件系统。
【背景技术】
[0002] 近年来，全球范围内掀起了智能电网的研宄和建设热潮。围绕国家电网公司提出 的"建设坚强智能电网"战略目标，我国各地开展了大量智能电网试点工程建设，其中较为 成熟的试点项目包括智能变电站、配电自动化和用电信息采集系统等。作为电网的重要组 成部分，配电网的智能化已成为未来电网发展的新趋势，对于实现智能电网建设的整体目 标有着举足轻重的作用。本申请人提出的中国专利申请（申请号201510146954. 8) "一种 城市配电网智能化改造评估方法"可对城市配电网智能化改造程度进行评价，该方法通过 人的手工计算，不仅极其繁琐，而且效率低。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用计算机对城市配电网智能 化改造评估系统，并利用图和表的方式实现对不同方案的结果对比。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种城市配电网智能化改造评估系 统，其特征在于，包括以下功能模块： 基础数据模块：基础数据模块中包含对新建待评估的配电网的基本信息设置，包含城 市配电网智能化改造评估体系基础数据库，包含对评价指标的设置，指标权重的设置以及 指标判据的设置；所述的城市配电网智能化改造评估体系基础数据库包括效果类指标、一 级主要特性指标、网络结构水平下的二级特性指标、负荷供应能力下的二级特性指标、装备 技术水平下的二级特性指标、运行管理水平下的二级特性指标数据库，其中效果类指标包 括供电可靠率、综合电压合格率、综合线损率、设备利用率和友好互动率五个指标；一级主 要特性指标包括网络结构水平、负荷供应能力、装备技术水平和运行管理水平指标；网络结 构水平下的二级特性指标包括变电站单电源线率、变电站单变率、中压线路联络率、中压线 路站间联络率、中压线路平均分段数、分布式电源容量并网率、分布式电源发电和储能容量 比例指标；负荷供应能力下的二级特性指标包括主变重载率、线路重载率、主变"N-1"通 过率、中压线路"N-1"通过率、变电容载比、中压线路负载率指标；装备技术水平下的二级 特性指标包括线路绝缘化率、供电半径超限线路比例、线路截面规范化率、高损配变比例、 变电站无功配置比例、配变无功配置比例、电压无功自动调节装置比例、GIS设备使用率、 配电网自动化终端覆盖率、变电站综合自动化率、智能电表安装率指标；运行管理水平下的 二级特性指标包括PMS系统配网数据完整性、重大缺陷消缺率、临时停电比例、带电作业化 率、停电作业按时复电率、用电信息采集系统覆盖率、客户服务信息系统覆盖率、95598呼叫 中心系统覆盖率、离柜缴费率指标； 方案评分模块：包括将EXCEL模板待评估的配电网的基本信息导入系统；导入后自动 生成对应的指标项值；根据所建立的城市配电网智能化改造评估体系基础数据对待评估的 配电网进行自动评估； 方案对比功能模块：完成不同的评估对象的评估结果对比，并通过表格和图的方式展 示出来，不同的评估对象的对比方式包括：相同地区不同年份的数据对比、相同年份不同地 区的对比、不同地区不同年份的混合对比； 数据导入导出功能模块：包括基础数据、基本信息、评价指标、指标权重、指标判据数据 分别导入导出；包括评估结果的导出。
[0005] 前述的城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：在基础数据模块中，所述的 待评估的配电网的基本信息设置包括地区、年份设置和评估方案命名设置，所述的指标权 重是由基于DEMATEL的网络层次分析法以及改进灰色关联度确立的，所述的指标判据是对 输入离散的判据进行曲线拟合所获得的。
[0006] 前述的城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：在方案评分模块中包括创 建方案、通过键盘录入或直接导入方案数据、新建评分和自动评估流程，所述的自动评估是 根据所导入的信息以及内嵌的公式自动计算各指标值，并将指标计算值与指标判据相结合 生成各项的指标得分，再对其进行加权求和最终得到配电网评估的结果。
[0007] 前述的城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：在方案对比模块中包括选 择不同的评估方案、相同判据和权重下的方案评分结果对比、输出表格和图表流程。
[0008] 前述的城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：包括数据导入、选择导出的 数据包、数据导入系统、数据导出、形成独立的数据包流程；实现基础数据、基本信息、评价 指标、指标权重、指标判据数据的导入导出。
[0009] 本发明所达到的有益效果： 本发明克服了手工计算的繁琐和效率低的问题；实现了利用图和表的方式对不同方 案的计算结果进行对比，效率高，省时省力，出错率低；基础数据、判据数据和权重数据可以 实现在不同计算机上进行方便的导入和导出；用户只需将待评估的配电网信息通过给定的 EXCEL模板输入进城市配电网智能化改造评估系统即可自动计算各层指标的得分以及配 电网的智能化改造评估结果；可实现相同地区不同年份的数据对比、相同年份不同地区的 对比、不同地区不同年份的混合对比多种对比方式，更能反映配电网在进行智能化改造过 程中的发展情况。
【附图说明】
[0010] 图1为城市配电网智能化改造评估系统软件架构示意图； 图2为城市配电网智能化改造评估系统操作流程示意图； 图3为方案评分功能模块操作流程示意图； 图4为方案对比功能模块操作流程示意图； 图5为数据导入导出功能模块操作流程示意图。
【具体实施方式】
[0011] 本发明主要包括以下各功能模块： 基础数据模块：基础数据模块中包含对新建待评估的配电网的基本信息设置，包含城 市配电网智能化改造评估体系基础数据库，包含对评价指标的设置，指标权重的设置以及 指标判据的设置；所述的城市配电网智能化改造评估体系基础数据库包括效果类指标、一 级主要特性指标、网络结构水平下的二级特性指标、负荷供应能力下的二级特性指标、装备 技术水平下的二级特性指标、运行管理水平下的二级特性指标数据库，其中效果类指标包 括供电可靠率、综合电压合格率、综合线损率、设备利用率和友好互动率五个指标；一级主 要特性指标包括网络结构水平、负荷供应能力、装备技术水平和运行管理水平指标；网络结 构水平下的二级特性指标包括变电站单电源线率、变电站单变率、中压线路联络率、中压线 路站间联络率、中压线路平均分段数、分布式电源容量并网率、分布式电源发电和储能容量 比例指标；负荷供应能力下的二级特性指标包括主变重载率、线路重载率、主变"N-1"通过 率、中压线路"N-1"通过率、变电容载比、中压线路负载率指标；装备技术水平下的二级特 性指标包括线路绝缘化率、供电半径超限线路比例、线路截面规范化率、高损配变比例、变 电站无功配置比例、配变无功配置比例、电压无功自动调节装置比例、GIS设备使用率、配电 网自动化终端覆盖率、变电站综合自动化率、智能电表安装率指标；运行管理水平下的二级 特性指标包括PMS系统配网数据完整性、重大缺陷消缺率、临时停电比例、带电作业化率、 停电作业按时复电率、用电信息采集系统覆盖率、客户服务信息系统覆盖率、95598呼叫中 心系统覆盖率、离柜缴费率指标； 方案评分模块：包括将EXCEL模板待评估的配电网的基本信息导入系统；导入后自动 生成对应的指标项值；根据所建立的城市配电网智能化改造评估体系基础数据对待评估的 配电网进行自动评估； 方案对比功能模块：完成不同的评估对象的评估结果对比，并通过表格和图的方式展 示出来，不同的评估对象的对比方式包括：相同地区不同 年份的数据对比、相同年份不同地 区的对比、不同地区不同年份的混合对比； 数据导入导出功能模块：包括基础数据、基本信息、评价指标、指标权重、指标判据数据 分别导入导出；包括评估结果的导出。
[0012] 以下结合附图对本发明作具体介绍： 图1为城市配电网智能化改造评估系统软件架构示意图，整个评估软件的功能模块建 立在数据库之上，由四部分构成功能组件：包括基础数据模块，方案评分模块，方案对比模 块，数据导入导出模块。最底层是操作系统层适用于WIN7、WIN8、XP等系统环境；上面是数 据库，实现对系统各类数据的管理、存储和维护；之上是系统各模块组件，每个组件都是插 拔式的可以自由组合，各功能组件使用DotNetFramework类库开发，实现各功能组件和数 据库之间数据传输。
[0013] 图2为城市配电网智能化改造评估系统操作流程示意图，包括基础数据建立；依 次为新建方案包含对新建待评估的配电网的基本信息设置，其中包括待评估配电网的地 区，年份以及方案名称；方案数据录入/导入，即将待评估的配电网的信息键盘录入或通过 给定的EXCEL模板输入给系统，系统中会根据内嵌的计算公式对给定的信息进行处理；新 建评分，设置判据和权重，可以根据需要调整指标判据和权重；评分及评分结果展示，系统 根据各层指标计算值以及指标的权重和判据自动计算评估结果，并通过图和表的形式直观 的反应评估结果；评分对比，可以实现不同方案的评估结果对比；数据导入导出，可以将本 次配电网评估中结果导出，同时还可以将本次评估使用的判据和权重导出以备其他评估方 案使用。
[0014] 图3为方案评分功能模块操作流程示意图，对其功能模块概述如下： (1) 创建方案：根据地区、年份和方案名称创建方案； (2) 原始数据导入可以通过键盘手动录入方案数据，也可以通过EXCEL模板将客户已 有的电网基本信息导入方案数据；同时自动生成对应的指标项值； (3) 新建评分：通过设置判据和权重，进行评分，如果设置的判据和权重不符合逻辑， 系统会提示返回新建评分处； (4) 自动评估：自动评估是根据所导入的信息以及内嵌的公式自动计算各指标值，并 将指标计算值与指标判据相结合生成各项的指标得分，再对其进行加权求和最终得到配电 网评估的结果； 图4为方案对比功能模块操作流程示意图，对其功能模块概述如下： 方案对比功能模块包括选取不同的评估方案、设置不同的评估方案在相同判据和权重 下进行评分，如果设置的判据和权重不符合逻辑，系统会提示返回新建评分，设置正确选择 评分结果对比按钮，系统会按照中国专利申请（申请号201510146954. 8) -种城市配电网 智能化改造评估方法中的公式自动计算出评分结果，并以表格和图表两种方式展示。根据 评分对比模块可以完成不同的评估对象的评估结果对比。不同的评估对象的对比方式包 括：相同地区不同年份的数据对比、相同年份不同地区的对比、不同地区不同年份的混合对 比。
[0015] 中国专利申请（申请号201510146954. 8) -种城市配电网智能化改造评估方法的 内容如下：该方法包括三个步骤： (1) 根据配电网利益相关者对于配电网的要求选出效果类指标，并对影响效果指标的 配电网因素进行分析，得到反映配电网建设的具体内容和特点的主要特性指标，并对这些 指标进一步进行细化，建立城市配电网智能化改造评估指标体系表； (2) 基于所建立的城市配电网智能化改造评估指标体系，针对不同级的指标建立不同 的方法进行指标权重的计算； (3) 对城市配电网智能化改造评估指标体系进行分类，分类确定合理的指标评分方法 与评分标准，最终得到评分结果并对评分结果进行分析； 在步骤（1)中，效果类指标是根据配电网利益相关者对于配电网的要求选择出来的， 电力用户要求高质量的电能，电力用户要求高质量的电能，以及与电网更及时、更高效的互 动能力，具体可以体现在供电可靠率和综合电压合格率以及友好互动率三个方面；社会要 求的节能环保，可以归结为减少损耗，提高效率，同时友好兼容各类分布式电源的引入，也 能降低能源的消耗和污染物的排放，因此可以选取出综合线损率和友好互动率指标；而电 力企业要求的是效益，同时也要保证高质量的电能供应，因此需要通过减少损耗，提高设备 的使用效率来提高效益，由此可以选取出综合线损率指标和设备利用率指标；所以本发明 选用的效果类指标包括供电可靠率、综合电压合格率、综合线损率、设备利用率和友好互动 率五个指标；对影响所选取的效果类指标的配电网因素进行分析，得到反映配电网建设的 具体内容和特点的主要特性指标；一级主要特性包括四个方面：网络结构水平、负荷供应 能力、装备技术水平和运行管理水平；其中网络结构水平，用于评价电网架构的好坏；负荷 供应能力，用于反应电网在负荷供应方面的具体表现；装备技术水平，指电网的先进性和使 用情况；运行管理水平，用于刻画电力企业对电网的监管水平；最后从这四个方面对影响 效果类指标的因素一一进行分析，得到二级主要特性指标；最终建立城市配电网智能化改 造评估指标体系表； 在步骤（2)所述的针对不同级的指标建立不同的方法进行指标权重的计算，是指对一 级主要特性指标和二级主要特性指标的权重计算方法不同；在计算一级主要特性指标权重 时，采用基于DEMATEL的网络层次分析法，将电网整体评估作为控制层目标，主要特性指标 作为网络层元素，根据指标两两之间的关联关系，建立各元素间的ANP网络结构；采用改进 的灰色关联度分析法，计算过程为纯数值计算； 其中，采用的基于DEMATEL的网络层次分析法以及改进灰色关联度的具体步骤如下： ①基于DEMATEL的网络层次分析法 对配电网智能化改造综合评估问题，将电网整体评估作为控制层，主要特性指标作为 网络层，根据指标两两之间的关联关系，建立各元素间的ANP网络结构； ANP是在一个准则下，对受支配元素进行两两比较，从而获得判断矩阵；智能配电网各 宏观需求指标间存在相互依存、相互影响的关系，因此需要通过比较间接优势度的方式得 到ANP判断矩阵； 设ANP的网络层中有元素C1，C2,…，Cn，元素q(j辛i)对于Q的直接影响程度为yji; 依次以Q(i= 1，2,…，n)为次准则，将其余元素（除(^外）对该准则元素的直接影响程度 进行两两比较，获得相应的判断矩阵，再利用特征根法得出（；次准则下的权重向量
将所有次准则下的权重向量合成为权重矩阵，在权重矩阵对角线上填0,表示元素对自 身没有直接影响，即可得DEMATEL方法中的直接影响矩阵Wd，见公式（2-2);
各层次指标间的平均综合影响矩阵W，见公式（2-3);
当n充分大时，可采用W=Wd (I-Wdr1进行近似计算，其中I为单位矩阵，矩阵W即为所 需构建的内部依赖矩阵，简称其为综合影响权重矩阵；将各元素集的内部依赖矩阵进行合 并，即可得到系统超矩阵；根据综合影响权重矩阵W的极限是否唯一，可分为两种情况： 1) 存在唯一极限值时， 2) 当存在多个极限值时，矩阵呈现周期性变化，设N点为某次循环周期的开始，N点极 限值为,且T为循环周期，则整个周期内的极限值分别为
取 各点的平均值即可得到平均综合影响矩阵的极限值，见公式（2-4);
对于系统的加权矩阵A，各元素集之间的影响程度进行计算；将其与系统超矩阵结合， 即可得到系统加权超矩阵炉=+W ; 对上述矩阵进行2k+l次演化k -+ <-，最终形成一个长期稳定矩阵，其各行非零值均 相同，即得到各评价指标的主观权重向量
②改进的灰色关联度分析法 具体的计算方法与步骤如下： 1) 确定评价指标 聘请专家进行权重的经验判断；设有n个评价指标，有m个专家同时对各个指标的权重 作出经验判断，从而组 成各个指标权重的经验判断数据序列，矩阵形式见公式（2-5); A= [A1；A2,An]T
2) 确定参考序列& 从经验判断矩阵A中挑选一个最大的权重值作为"公共"参考权重值，各个专家的参考 权重值均赋予此值，见公式（2-6); A〇 -(a01,a02, **?,a0m) (2_6) 3) 确定各序列与参考序列距离 利用公式（2-7)，计算各个指标序列A2，…，An与参考数据列A^之间的距离；
4) 计算指标权重 根据公式（2-8)和（2-9)，求解各个指标的权重，并进行归一化处理；
该算法依然以专家组的权重经验判断值作为原始输入数据，并通过寻找最大的专家经 验判断值，确定参照序列，不过对上述的公式进行了改进，使得计算过程为纯数值计算，无 需涉及如灰色关联度算法中易受决策者个体影响的分辨系数一类的主观设定参数，计算过 程不受决策者主观因素的干扰，在充分利用专家经验判断值主观信息的基础上，保证了计 算过程的客观性，使得到的权重在反映主观程度的同时，能够充分地反映客观程度； 在步骤（3)中，根据参考指标的类型对指标进行分类，指标类型分为效益型指标、成本 型指标和特定型指标，其中效益型指标指随着指标取值的增大其分数增高；成本型指标指 随着指标取值的减小其分数增高；而特定型指标指在中间的某个数值或子区间取值时其分 数最高；评分方法采用100分制； 上述3个步骤完成后，行配电网智能化改造水平的综合评估计算，利用评分标准所得 配电网的各个二级主要特性指标的得分，根据层次分析法向上计算得到配电网的整体得 分；
式中：Sk为层次结构中第k层某一指标A(k)的评分；j为A(k)指标k+1层指标的个数；gw为A(k)指标的k+1层指标j的评分；为子指标j的权重； 整体的得分结果代表了该城市配电网的智能化程度，综合得分应处于70分以上表示 配电网的智能化发展程度较高；综合得分应处于60~70之间表示配电网智能化发展次之； 综合得分应处于50~60之间表示配电网智能化水平一般；如果得分结果偏差较大，说明该 城市的配电网智能化水平较为落后，发展空间比较大，应加快智能化改造的进程。
[0016] 图5为数据导入导出功能模块操作流程示意图，对其功能模块概述如下： 包括数据导入、选择导出的数据包、数据导入系统、数据导出、形成独立的数据包流程； 实现基础数据、基本信息、评价指标、指标权重、指标判据数据的导入导出。数据导入时系统 会判断数据是否存在，提示不能导入重复的数据。
[0017] 本发明实现了利用计算机对城市配电网智能化改造进行自动评估。本系统在评估 过程可根据不同地区的具体需求调整判据和权重，使得评估结果更加符合实际情况。同时 本系统还可以对相同判据和权重条件下不同地区或者不同年份的评价结果进行对比展示， 可以更加直观的反应评估结果。此外评估方案的判据数据和权重数据可以在不同计算机上 进行方便的导入和导出。本系统能够分析配电网在进行智能化改造过程中存在的问题，为 配电网在未来的改造建设提供建议。同时本系统还能解决由于人手工计算评估结果效率低 下的问题，提高系统人员的工作效率。
【主权项】
1. 一种城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于，包括以下功能模块： 基础数据模块：基础数据模块中包含对新建待评估的配电网的基本信息设置，包含城 市配电网智能化改造评估体系基础数据库，包含对评价指标的设置，指标权重的设置以及 指标判据的设置；所述的城市配电网智能化改造评估体系基础数据库包括效果类指标、一 级主要特性指标、网络结构水平下的二级特性指标、负荷供应能力下的二级特性指标、装备 技术水平下的二级特性指标、运行管理水平下的二级特性指标数据库，其中效果类指标包 括供电可靠率、综合电压合格率、综合线损率、设备利用率和友好互动率五个指标；一级主 要特性指标包括网络结构水平、负荷供应能力、装备技术水平和运行管理水平指标；网络结 构水平下的二级特性指标包括变电站单电源线率、变电站单变率、中压线路联络率、中压线 路站间联络率、中压线路平均分段数、分布式电源容量并网率、分布式电源发电和储能容量 比例指标；负荷供应能力下的二级特性指标包括主变重载率、线路重载率、主变"N-1"通过 率、中压线路"N-1"通过率、变电容载比、中压线路负载率指标；装备技术水平下的二级特 性指标包括线路绝缘化率、供电半径超限线路比例、线路截面规范化率、高损配变比例、变 电站无功配置比例、配变无功配置比例、电压无功自动调节装置比例、GIS设备使用率、配电 网自动化终端覆盖率、变电站综合自动化率、智能电表安装率指标；运行管理水平下的二级 特性指标包括PMS系统配网数据完整性、重大缺陷消缺率、临时停电比例、带电作业化率、 停电作业按时复电率、用电信息采集系统覆盖率、客户服务信息系统覆盖率、95598呼叫中 心系统覆盖率、离柜缴费率指标； 方案评分模块：包括将EXCEL模板待评估的配电网的基本信息导入系统；导入后自动 生成对应的指标项值；根据所建立的城市配电网智能化改造评估体系基础数据对待评估的 配电网进行自动评估； 方案对比功能模块：完成不同的评估对象的评估结果对比，并通过表格和图的方式展 示出来，不同的评估对象的对比方式包括：相同地区不同年份的数据对比、相同年份不同地 区的对比、不同地区不同年份的混合对比； 数据导入导出功能模块：包括基础数据、基本信息、评价指标、指标权重、指标判据数据 分别导入导出；包括评估结果的导出。2. 根据权利要求1所述的一种城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：在基础 数据模块中，所述的待评估的配电网的基本信息设置包括地区、年份设置和评估方案命名 设置，所述的指标权重是由基于DEMATEL的网络层次分析法以及改进灰色关联度确立的， 所述的指标判据是对输入离散的判据进行曲线拟合所获得的。3. 根据权利要求1所述的一种城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：在方案 评分模块中包括创建方案、通过键盘录入或直接导入方案数据、新建评分和自动评估流程， 所述的自动评估是根据所导入的信息以及内嵌的公式自动计算各指标值，并将指标计算值 与指标判据相结合生成各项的指标得分，再对其进行加权求和最终得到配电网评估的结 果。4. 根据权利要求1所述的一种城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：在方案 对比模块中包括选择不同的评估方案、相同判据和权重下的方案评分结果对比、输出表格 和图表流程。5. 根据权利要求1所述的一种城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：包括数
【专利摘要】一种城市配电网智能化改造评估系统，包括基础数据模块：基础数据模块中包含对新建待评估的配电网的基本信息设置，包含城市配电网智能化改造评估体系基础数据库，包含对评价指标的设置，指标权重的设置以及指标判据的设置；方案评分模块：包括将EXCEL模板待评估的配电网的基本信息导入系统；方案对比功能模块：完成不同的评估对象的评估结果对比；还包括数据导入导出功能模块；有益效果是：本发明克服了手工计算的繁琐和效率低的问题；并实现了利用图和表的方式对不同方案的计算结果进行对比，效率高，省时省力，出错率低，能够分析配电网在进行智能化改造过程中存在的问题，为配电网在未来的改造建设提供建议。
【IPC分类】G06Q50/06, G06Q10/04, G06F17/30
【公开号】CN104899645
【申请号】CN201510155228
【发明人】卢震, 乔琨, 王琳, 陈靖
【申请人】国家电网公司, 国网山西省电力公司运城供电公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月3日
【技术领域】
[0001] 本发明属于电网配电系统领域，具体涉及一种城市配电网智能化改造评估的计算 机软件系统。
【背景技术】
[0002] 近年来，全球范围内掀起了智能电网的研宄和建设热潮。围绕国家电网公司提出 的"建设坚强智能电网"战略目标，我国各地开展了大量智能电网试点工程建设，其中较为 成熟的试点项目包括智能变电站、配电自动化和用电信息采集系统等。作为电网的重要组 成部分，配电网的智能化已成为未来电网发展的新趋势，对于实现智能电网建设的整体目 标有着举足轻重的作用。本申请人提出的中国专利申请（申请号201510146954. 8) "一种 城市配电网智能化改造评估方法"可对城市配电网智能化改造程度进行评价，该方法通过 人的手工计算，不仅极其繁琐，而且效率低。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用计算机对城市配电网智能 化改造评估系统，并利用图和表的方式实现对不同方案的结果对比。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种城市配电网智能化改造评估系 统，其特征在于，包括以下功能模块： 基础数据模块：基础数据模块中包含对新建待评估的配电网的基本信息设置，包含城 市配电网智能化改造评估体系基础数据库，包含对评价指标的设置，指标权重的设置以及 指标判据的设置；所述的城市配电网智能化改造评估体系基础数据库包括效果类指标、一 级主要特性指标、网络结构水平下的二级特性指标、负荷供应能力下的二级特性指标、装备 技术水平下的二级特性指标、运行管理水平下的二级特性指标数据库，其中效果类指标包 括供电可靠率、综合电压合格率、综合线损率、设备利用率和友好互动率五个指标；一级主 要特性指标包括网络结构水平、负荷供应能力、装备技术水平和运行管理水平指标；网络结 构水平下的二级特性指标包括变电站单电源线率、变电站单变率、中压线路联络率、中压线 路站间联络率、中压线路平均分段数、分布式电源容量并网率、分布式电源发电和储能容量 比例指标；负荷供应能力下的二级特性指标包括主变重载率、线路重载率、主变"N-1"通 过率、中压线路"N-1"通过率、变电容载比、中压线路负载率指标；装备技术水平下的二级 特性指标包括线路绝缘化率、供电半径超限线路比例、线路截面规范化率、高损配变比例、 变电站无功配置比例、配变无功配置比例、电压无功自动调节装置比例、GIS设备使用率、 配电网自动化终端覆盖率、变电站综合自动化率、智能电表安装率指标；运行管理水平下的 二级特性指标包括PMS系统配网数据完整性、重大缺陷消缺率、临时停电比例、带电作业化 率、停电作业按时复电率、用电信息采集系统覆盖率、客户服务信息系统覆盖率、95598呼叫 中心系统覆盖率、离柜缴费率指标； 方案评分模块：包括将EXCEL模板待评估的配电网的基本信息导入系统；导入后自动 生成对应的指标项值；根据所建立的城市配电网智能化改造评估体系基础数据对待评估的 配电网进行自动评估； 方案对比功能模块：完成不同的评估对象的评估结果对比，并通过表格和图的方式展 示出来，不同的评估对象的对比方式包括：相同地区不同年份的数据对比、相同年份不同地 区的对比、不同地区不同年份的混合对比； 数据导入导出功能模块：包括基础数据、基本信息、评价指标、指标权重、指标判据数据 分别导入导出；包括评估结果的导出。
[0005] 前述的城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：在基础数据模块中，所述的 待评估的配电网的基本信息设置包括地区、年份设置和评估方案命名设置，所述的指标权 重是由基于DEMATEL的网络层次分析法以及改进灰色关联度确立的，所述的指标判据是对 输入离散的判据进行曲线拟合所获得的。
[0006] 前述的城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：在方案评分模块中包括创 建方案、通过键盘录入或直接导入方案数据、新建评分和自动评估流程，所述的自动评估是 根据所导入的信息以及内嵌的公式自动计算各指标值，并将指标计算值与指标判据相结合 生成各项的指标得分，再对其进行加权求和最终得到配电网评估的结果。
[0007] 前述的城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：在方案对比模块中包括选 择不同的评估方案、相同判据和权重下的方案评分结果对比、输出表格和图表流程。
[0008] 前述的城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：包括数据导入、选择导出的 数据包、数据导入系统、数据导出、形成独立的数据包流程；实现基础数据、基本信息、评价 指标、指标权重、指标判据数据的导入导出。
[0009] 本发明所达到的有益效果： 本发明克服了手工计算的繁琐和效率低的问题；实现了利用图和表的方式对不同方 案的计算结果进行对比，效率高，省时省力，出错率低；基础数据、判据数据和权重数据可以 实现在不同计算机上进行方便的导入和导出；用户只需将待评估的配电网信息通过给定的 EXCEL模板输入进城市配电网智能化改造评估系统即可自动计算各层指标的得分以及配 电网的智能化改造评估结果；可实现相同地区不同年份的数据对比、相同年份不同地区的 对比、不同地区不同年份的混合对比多种对比方式，更能反映配电网在进行智能化改造过 程中的发展情况。
【附图说明】
[0010] 图1为城市配电网智能化改造评估系统软件架构示意图； 图2为城市配电网智能化改造评估系统操作流程示意图； 图3为方案评分功能模块操作流程示意图； 图4为方案对比功能模块操作流程示意图； 图5为数据导入导出功能模块操作流程示意图。
【具体实施方式】
[0011] 本发明主要包括以下各功能模块： 基础数据模块：基础数据模块中包含对新建待评估的配电网的基本信息设置，包含城 市配电网智能化改造评估体系基础数据库，包含对评价指标的设置，指标权重的设置以及 指标判据的设置；所述的城市配电网智能化改造评估体系基础数据库包括效果类指标、一 级主要特性指标、网络结构水平下的二级特性指标、负荷供应能力下的二级特性指标、装备 技术水平下的二级特性指标、运行管理水平下的二级特性指标数据库，其中效果类指标包 括供电可靠率、综合电压合格率、综合线损率、设备利用率和友好互动率五个指标；一级主 要特性指标包括网络结构水平、负荷供应能力、装备技术水平和运行管理水平指标；网络结 构水平下的二级特性指标包括变电站单电源线率、变电站单变率、中压线路联络率、中压线 路站间联络率、中压线路平均分段数、分布式电源容量并网率、分布式电源发电和储能容量 比例指标；负荷供应能力下的二级特性指标包括主变重载率、线路重载率、主变"N-1"通过 率、中压线路"N-1"通过率、变电容载比、中压线路负载率指标；装备技术水平下的二级特 性指标包括线路绝缘化率、供电半径超限线路比例、线路截面规范化率、高损配变比例、变 电站无功配置比例、配变无功配置比例、电压无功自动调节装置比例、GIS设备使用率、配电 网自动化终端覆盖率、变电站综合自动化率、智能电表安装率指标；运行管理水平下的二级 特性指标包括PMS系统配网数据完整性、重大缺陷消缺率、临时停电比例、带电作业化率、 停电作业按时复电率、用电信息采集系统覆盖率、客户服务信息系统覆盖率、95598呼叫中 心系统覆盖率、离柜缴费率指标； 方案评分模块：包括将EXCEL模板待评估的配电网的基本信息导入系统；导入后自动 生成对应的指标项值；根据所建立的城市配电网智能化改造评估体系基础数据对待评估的 配电网进行自动评估； 方案对比功能模块：完成不同的评估对象的评估结果对比，并通过表格和图的方式展 示出来，不同的评估对象的对比方式包括：相同地区不同 年份的数据对比、相同年份不同地 区的对比、不同地区不同年份的混合对比； 数据导入导出功能模块：包括基础数据、基本信息、评价指标、指标权重、指标判据数据 分别导入导出；包括评估结果的导出。
[0012] 以下结合附图对本发明作具体介绍： 图1为城市配电网智能化改造评估系统软件架构示意图，整个评估软件的功能模块建 立在数据库之上，由四部分构成功能组件：包括基础数据模块，方案评分模块，方案对比模 块，数据导入导出模块。最底层是操作系统层适用于WIN7、WIN8、XP等系统环境；上面是数 据库，实现对系统各类数据的管理、存储和维护；之上是系统各模块组件，每个组件都是插 拔式的可以自由组合，各功能组件使用DotNetFramework类库开发，实现各功能组件和数 据库之间数据传输。
[0013] 图2为城市配电网智能化改造评估系统操作流程示意图，包括基础数据建立；依 次为新建方案包含对新建待评估的配电网的基本信息设置，其中包括待评估配电网的地 区，年份以及方案名称；方案数据录入/导入，即将待评估的配电网的信息键盘录入或通过 给定的EXCEL模板输入给系统，系统中会根据内嵌的计算公式对给定的信息进行处理；新 建评分，设置判据和权重，可以根据需要调整指标判据和权重；评分及评分结果展示，系统 根据各层指标计算值以及指标的权重和判据自动计算评估结果，并通过图和表的形式直观 的反应评估结果；评分对比，可以实现不同方案的评估结果对比；数据导入导出，可以将本 次配电网评估中结果导出，同时还可以将本次评估使用的判据和权重导出以备其他评估方 案使用。
[0014] 图3为方案评分功能模块操作流程示意图，对其功能模块概述如下： (1) 创建方案：根据地区、年份和方案名称创建方案； (2) 原始数据导入可以通过键盘手动录入方案数据，也可以通过EXCEL模板将客户已 有的电网基本信息导入方案数据；同时自动生成对应的指标项值； (3) 新建评分：通过设置判据和权重，进行评分，如果设置的判据和权重不符合逻辑， 系统会提示返回新建评分处； (4) 自动评估：自动评估是根据所导入的信息以及内嵌的公式自动计算各指标值，并 将指标计算值与指标判据相结合生成各项的指标得分，再对其进行加权求和最终得到配电 网评估的结果； 图4为方案对比功能模块操作流程示意图，对其功能模块概述如下： 方案对比功能模块包括选取不同的评估方案、设置不同的评估方案在相同判据和权重 下进行评分，如果设置的判据和权重不符合逻辑，系统会提示返回新建评分，设置正确选择 评分结果对比按钮，系统会按照中国专利申请（申请号201510146954. 8) -种城市配电网 智能化改造评估方法中的公式自动计算出评分结果，并以表格和图表两种方式展示。根据 评分对比模块可以完成不同的评估对象的评估结果对比。不同的评估对象的对比方式包 括：相同地区不同年份的数据对比、相同年份不同地区的对比、不同地区不同年份的混合对 比。
[0015] 中国专利申请（申请号201510146954. 8) -种城市配电网智能化改造评估方法的 内容如下：该方法包括三个步骤： (1) 根据配电网利益相关者对于配电网的要求选出效果类指标，并对影响效果指标的 配电网因素进行分析，得到反映配电网建设的具体内容和特点的主要特性指标，并对这些 指标进一步进行细化，建立城市配电网智能化改造评估指标体系表； (2) 基于所建立的城市配电网智能化改造评估指标体系，针对不同级的指标建立不同 的方法进行指标权重的计算； (3) 对城市配电网智能化改造评估指标体系进行分类，分类确定合理的指标评分方法 与评分标准，最终得到评分结果并对评分结果进行分析； 在步骤（1)中，效果类指标是根据配电网利益相关者对于配电网的要求选择出来的， 电力用户要求高质量的电能，电力用户要求高质量的电能，以及与电网更及时、更高效的互 动能力，具体可以体现在供电可靠率和综合电压合格率以及友好互动率三个方面；社会要 求的节能环保，可以归结为减少损耗，提高效率，同时友好兼容各类分布式电源的引入，也 能降低能源的消耗和污染物的排放，因此可以选取出综合线损率和友好互动率指标；而电 力企业要求的是效益，同时也要保证高质量的电能供应，因此需要通过减少损耗，提高设备 的使用效率来提高效益，由此可以选取出综合线损率指标和设备利用率指标；所以本发明 选用的效果类指标包括供电可靠率、综合电压合格率、综合线损率、设备利用率和友好互动 率五个指标；对影响所选取的效果类指标的配电网因素进行分析，得到反映配电网建设的 具体内容和特点的主要特性指标；一级主要特性包括四个方面：网络结构水平、负荷供应 能力、装备技术水平和运行管理水平；其中网络结构水平，用于评价电网架构的好坏；负荷 供应能力，用于反应电网在负荷供应方面的具体表现；装备技术水平，指电网的先进性和使 用情况；运行管理水平，用于刻画电力企业对电网的监管水平；最后从这四个方面对影响 效果类指标的因素一一进行分析，得到二级主要特性指标；最终建立城市配电网智能化改 造评估指标体系表； 在步骤（2)所述的针对不同级的指标建立不同的方法进行指标权重的计算，是指对一 级主要特性指标和二级主要特性指标的权重计算方法不同；在计算一级主要特性指标权重 时，采用基于DEMATEL的网络层次分析法，将电网整体评估作为控制层目标，主要特性指标 作为网络层元素，根据指标两两之间的关联关系，建立各元素间的ANP网络结构；采用改进 的灰色关联度分析法，计算过程为纯数值计算； 其中，采用的基于DEMATEL的网络层次分析法以及改进灰色关联度的具体步骤如下： ①基于DEMATEL的网络层次分析法 对配电网智能化改造综合评估问题，将电网整体评估作为控制层，主要特性指标作为 网络层，根据指标两两之间的关联关系，建立各元素间的ANP网络结构； ANP是在一个准则下，对受支配元素进行两两比较，从而获得判断矩阵；智能配电网各 宏观需求指标间存在相互依存、相互影响的关系，因此需要通过比较间接优势度的方式得 到ANP判断矩阵； 设ANP的网络层中有元素C1，C2,…，Cn，元素q(j辛i)对于Q的直接影响程度为yji; 依次以Q(i= 1，2,…，n)为次准则，将其余元素（除(^外）对该准则元素的直接影响程度 进行两两比较，获得相应的判断矩阵，再利用特征根法得出（；次准则下的权重向量
将所有次准则下的权重向量合成为权重矩阵，在权重矩阵对角线上填0,表示元素对自 身没有直接影响，即可得DEMATEL方法中的直接影响矩阵Wd，见公式（2-2);
各层次指标间的平均综合影响矩阵W，见公式（2-3);
当n充分大时，可采用W=Wd (I-Wdr1进行近似计算，其中I为单位矩阵，矩阵W即为所 需构建的内部依赖矩阵，简称其为综合影响权重矩阵；将各元素集的内部依赖矩阵进行合 并，即可得到系统超矩阵；根据综合影响权重矩阵W的极限是否唯一，可分为两种情况： 1) 存在唯一极限值时， 2) 当存在多个极限值时，矩阵呈现周期性变化，设N点为某次循环周期的开始，N点极 限值为,且T为循环周期，则整个周期内的极限值分别为
取 各点的平均值即可得到平均综合影响矩阵的极限值，见公式（2-4);
对于系统的加权矩阵A，各元素集之间的影响程度进行计算；将其与系统超矩阵结合， 即可得到系统加权超矩阵炉=+W ; 对上述矩阵进行2k+l次演化k -+ <-，最终形成一个长期稳定矩阵，其各行非零值均 相同，即得到各评价指标的主观权重向量
②改进的灰色关联度分析法 具体的计算方法与步骤如下： 1) 确定评价指标 聘请专家进行权重的经验判断；设有n个评价指标，有m个专家同时对各个指标的权重 作出经验判断，从而组 成各个指标权重的经验判断数据序列，矩阵形式见公式（2-5); A= [A1；A2,An]T
2) 确定参考序列& 从经验判断矩阵A中挑选一个最大的权重值作为"公共"参考权重值，各个专家的参考 权重值均赋予此值，见公式（2-6); A〇 -(a01,a02, **?,a0m) (2_6) 3) 确定各序列与参考序列距离 利用公式（2-7)，计算各个指标序列A2，…，An与参考数据列A^之间的距离；
4) 计算指标权重 根据公式（2-8)和（2-9)，求解各个指标的权重，并进行归一化处理；
该算法依然以专家组的权重经验判断值作为原始输入数据，并通过寻找最大的专家经 验判断值，确定参照序列，不过对上述的公式进行了改进，使得计算过程为纯数值计算，无 需涉及如灰色关联度算法中易受决策者个体影响的分辨系数一类的主观设定参数，计算过 程不受决策者主观因素的干扰，在充分利用专家经验判断值主观信息的基础上，保证了计 算过程的客观性，使得到的权重在反映主观程度的同时，能够充分地反映客观程度； 在步骤（3)中，根据参考指标的类型对指标进行分类，指标类型分为效益型指标、成本 型指标和特定型指标，其中效益型指标指随着指标取值的增大其分数增高；成本型指标指 随着指标取值的减小其分数增高；而特定型指标指在中间的某个数值或子区间取值时其分 数最高；评分方法采用100分制； 上述3个步骤完成后，行配电网智能化改造水平的综合评估计算，利用评分标准所得 配电网的各个二级主要特性指标的得分，根据层次分析法向上计算得到配电网的整体得 分；
式中：Sk为层次结构中第k层某一指标A(k)的评分；j为A(k)指标k+1层指标的个数；gw为A(k)指标的k+1层指标j的评分；为子指标j的权重； 整体的得分结果代表了该城市配电网的智能化程度，综合得分应处于70分以上表示 配电网的智能化发展程度较高；综合得分应处于60~70之间表示配电网智能化发展次之； 综合得分应处于50~60之间表示配电网智能化水平一般；如果得分结果偏差较大，说明该 城市的配电网智能化水平较为落后，发展空间比较大，应加快智能化改造的进程。
[0016] 图5为数据导入导出功能模块操作流程示意图，对其功能模块概述如下： 包括数据导入、选择导出的数据包、数据导入系统、数据导出、形成独立的数据包流程； 实现基础数据、基本信息、评价指标、指标权重、指标判据数据的导入导出。数据导入时系统 会判断数据是否存在，提示不能导入重复的数据。
[0017] 本发明实现了利用计算机对城市配电网智能化改造进行自动评估。本系统在评估 过程可根据不同地区的具体需求调整判据和权重，使得评估结果更加符合实际情况。同时 本系统还可以对相同判据和权重条件下不同地区或者不同年份的评价结果进行对比展示， 可以更加直观的反应评估结果。此外评估方案的判据数据和权重数据可以在不同计算机上 进行方便的导入和导出。本系统能够分析配电网在进行智能化改造过程中存在的问题，为 配电网在未来的改造建设提供建议。同时本系统还能解决由于人手工计算评估结果效率低 下的问题，提高系统人员的工作效率。
【主权项】
1. 一种城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于，包括以下功能模块： 基础数据模块：基础数据模块中包含对新建待评估的配电网的基本信息设置，包含城 市配电网智能化改造评估体系基础数据库，包含对评价指标的设置，指标权重的设置以及 指标判据的设置；所述的城市配电网智能化改造评估体系基础数据库包括效果类指标、一 级主要特性指标、网络结构水平下的二级特性指标、负荷供应能力下的二级特性指标、装备 技术水平下的二级特性指标、运行管理水平下的二级特性指标数据库，其中效果类指标包 括供电可靠率、综合电压合格率、综合线损率、设备利用率和友好互动率五个指标；一级主 要特性指标包括网络结构水平、负荷供应能力、装备技术水平和运行管理水平指标；网络结 构水平下的二级特性指标包括变电站单电源线率、变电站单变率、中压线路联络率、中压线 路站间联络率、中压线路平均分段数、分布式电源容量并网率、分布式电源发电和储能容量 比例指标；负荷供应能力下的二级特性指标包括主变重载率、线路重载率、主变"N-1"通过 率、中压线路"N-1"通过率、变电容载比、中压线路负载率指标；装备技术水平下的二级特 性指标包括线路绝缘化率、供电半径超限线路比例、线路截面规范化率、高损配变比例、变 电站无功配置比例、配变无功配置比例、电压无功自动调节装置比例、GIS设备使用率、配电 网自动化终端覆盖率、变电站综合自动化率、智能电表安装率指标；运行管理水平下的二级 特性指标包括PMS系统配网数据完整性、重大缺陷消缺率、临时停电比例、带电作业化率、 停电作业按时复电率、用电信息采集系统覆盖率、客户服务信息系统覆盖率、95598呼叫中 心系统覆盖率、离柜缴费率指标； 方案评分模块：包括将EXCEL模板待评估的配电网的基本信息导入系统；导入后自动 生成对应的指标项值；根据所建立的城市配电网智能化改造评估体系基础数据对待评估的 配电网进行自动评估； 方案对比功能模块：完成不同的评估对象的评估结果对比，并通过表格和图的方式展 示出来，不同的评估对象的对比方式包括：相同地区不同年份的数据对比、相同年份不同地 区的对比、不同地区不同年份的混合对比； 数据导入导出功能模块：包括基础数据、基本信息、评价指标、指标权重、指标判据数据 分别导入导出；包括评估结果的导出。2. 根据权利要求1所述的一种城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：在基础 数据模块中，所述的待评估的配电网的基本信息设置包括地区、年份设置和评估方案命名 设置，所述的指标权重是由基于DEMATEL的网络层次分析法以及改进灰色关联度确立的， 所述的指标判据是对输入离散的判据进行曲线拟合所获得的。3. 根据权利要求1所述的一种城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：在方案 评分模块中包括创建方案、通过键盘录入或直接导入方案数据、新建评分和自动评估流程， 所述的自动评估是根据所导入的信息以及内嵌的公式自动计算各指标值，并将指标计算值 与指标判据相结合生成各项的指标得分，再对其进行加权求和最终得到配电网评估的结 果。4. 根据权利要求1所述的一种城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：在方案 对比模块中包括选择不同的评估方案、相同判据和权重下的方案评分结果对比、输出表格 和图表流程。5. 根据权利要求1所述的一种城市配电网智能化改造评估系统，其特征在于：包括数
【专利摘要】一种城市配电网智能化改造评估系统，包括基础数据模块：基础数据模块中包含对新建待评估的配电网的基本信息设置，包含城市配电网智能化改造评估体系基础数据库，包含对评价指标的设置，指标权重的设置以及指标判据的设置；方案评分模块：包括将EXCEL模板待评估的配电网的基本信息导入系统；方案对比功能模块：完成不同的评估对象的评估结果对比；还包括数据导入导出功能模块；有益效果是：本发明克服了手工计算的繁琐和效率低的问题；并实现了利用图和表的方式对不同方案的计算结果进行对比，效率高，省时省力，出错率低，能够分析配电网在进行智能化改造过程中存在的问题，为配电网在未来的改造建设提供建议。
【IPC分类】G06Q50/06, G06Q10/04, G06F17/30
【公开号】CN104899645
【申请号】CN201510155228
【发明人】卢震, 乔琨, 王琳, 陈靖
【申请人】国家电网公司, 国网山西省电力公司运城供电公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月3日
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