基于模糊理论的农网供电可靠性评估

张其全 黄健

【摘要】 按照国家十三五规划建设全面小康的要求，农村地区的发展尤为重要，农村地区对电力可靠性的要求也越来越高。建立一个农网可靠性评价模型对农网改造升级很有必要。本文分析了农村地区的现状，找出了农网供电可靠性的评价指标，建立模糊综合评价模型对农村地区的供电可靠性进行评估。帮助农网有针对性地进行改造升级。

【关键字】 农网 供电可靠性 模糊综合评价 熵值法

一、研究背景及意义

改革开放30多年以来，经济水平大大提高，人民生活水平日益改善。人们对于配电系统可靠性的要求也越来越高。但是我国农村地区供电系统仍然存在许多问题，有些偏远地区供电严重不足，电能质量低下，难以满足人们工作生活用电需求，农网改造的问题亟待解决。于是对农网供电可靠性评估就显得十分有必要了，其意义在于能够定量区别各农网供电的好坏程度，使农网改造能够有目标有针对性地进行，避免资源浪费。

二、研究方法

配电网评价方法主要有解析法，模拟法等。解析法是最常用的评价方法，主要包含故障后果分析法、网络等值法、最小路法等[1]。

考虑到农网供电可靠性不仅涉及确定性问题，还涉及随机和不确定性问题，还有许多模糊性问题。如用户对供电的满意程度，元件的故障率、老化率都具有模糊性质，于是考虑采用模糊理论等人工智能方法对于供电可靠性评估具有较好的实际意义。

针对农网供电可靠性评估，只需对多种影响因素进行综合评估，评估效果即可达到要求，于是采用模糊综合评估理论的方法是可行的。

三、模糊综合评价模型

对农网可靠性评估最重要的就是要找到可靠性指标，由文献[1]知道典型的可靠性指标有：用户平均停电频率、用户平均停电持续时间、系统平均停电频率、系统平均停电持续时间、平均供电（不）可用率、期望缺供电能量等。

模型建立[2]：

1.确定因素集U：U={u1，u2，…，un}

农网结构较为简单，以乡镇农网为评估对象，此处选取几项重要的评价指标：供电可靠率u1，系统关键元件老化率u2，平均停电频率（次/户.年）u3，平均停电持续时间（时/户.年）u4，平均电压偏移率u5。

2.确定评语集V：V={v1，v2，…，vm}

我们可以将农网供电可靠性评估分为五个等级（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ），其中Ⅰ等级表示可靠性能最高，依次降低，Ⅴ代表可靠性最低。

3.相对隶属度确定[3]

我们将评语分为5个等级，而评价指标一般可以分为效益型指标、成本性指标、固定型指标、偏离型指标、区间型指标和偏离区间型指标。由实际情况可知，供电可靠性的评价指标属于指标值越接近某个固定区间越好的指标，故为区间型指标，可设其隶属度函数如下：

式中：ri j表示因素论域中U中第i个因素对应于等级域V中第j个等级vj的相对隶属度，a表示评价因素分级指标下某一指标和各等级的取值区间。

4.因素域与等级域之间进行隶属度分析建立模糊关系矩阵

5.熵值法确定权重系数W

以往确定评价指标权重时，一般采用主观权重的方法，如层次分析法等。而主观因素会使评价结果出现偏差。文献[3]采用了信息论的方法 ，可用信息熵评价系统所获信息的有序度及其效用，即由评价指标值构成的判断矩阵来确定指标的权重，从而尽量消除个别指标权重的认为干扰，使评价结果更符合实际.由于篇幅有限，故省略其计算步骤。

6.模糊综合评价

其中，P是与W维度相同的向量，Pimax所对应的i就是评价结果（第i等级）。至此，评估过程完成。

四、总结

模糊综合评价具有很好的实际意义，应用起来也方便快捷，适用于农网供电可靠性评估。通过调查评价指标的数据，结合本文相关算法，编写计算机程序能方便快捷地评估某一地区农网供电可靠性的情况。根据评估等级，有关部门可以更加针对性地对农村地区电网进行施工改造，确保农村地区用电的可靠性逐渐提高。

参 考 文 献

[1]袁明军.配电系统可靠性评估方法与应用研究.山东大学博士学位论文，2011.

[2]司守奎，孙玺菁.数学建模算法与应用.北京：国防工业出版社，2011.

[3]罗军刚，解建仓，阮本清.基于熵权的水资源短缺风险模糊综合评价模型及应用.水利学报.2008.39（9）.