電能質(zhì)量評估方法綜述

1、第1章 緒論21.1 研究背景及意義21.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2第2章 電能質(zhì)量評估指標(biāo)32.1 電能質(zhì)量的概念32.2 電能質(zhì)量的評估指標(biāo)42.2.1 電壓偏差42.2.2 諧波42.2.3 三相電壓不平衡度62.2.4 頻率偏差72.2.5 電壓波動與閃變72.2.6 電壓暫降92.2.7 其他指標(biāo)9第3章 電能質(zhì)量綜合評估方法93.1 層次分析法103.1.1 定義103.1.2 方法103.1.3 優(yōu)缺點(diǎn)123.2 熵權(quán)法143.2.1 定義143.2.2 方法143.2.3 性質(zhì)153.3 基于模糊數(shù)學(xué)和概率統(tǒng)計的綜合評估方法163.3.1 定義163.3.2 方法16電能質(zhì)量的綜合評

2、估摘要：隨著科技的不斷進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)水平的逐步提升，各種電氣設(shè)備有了更加廣泛的普及。設(shè)備能否正常的運(yùn)行與人們的生活息息相關(guān)，因此電能質(zhì)量的問題得到了更為深入的關(guān)注。在電能質(zhì)量的研究中，對電能質(zhì)量的評估是其中不可或缺的重要組成部分。文章對電能質(zhì)量評估進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，首先對現(xiàn)代電能質(zhì)量的基本問題做了概述，并引出電能質(zhì)量的各種評估方法，最后更為詳細(xì)的介紹了這些方法以及對方法的優(yōu)缺點(diǎn)做了系統(tǒng)的整理。關(guān)鍵字：電能質(zhì)量 評估指標(biāo) 評估方法第1章 緒論 1.1 研究背景及意義隨著社會的不斷發(fā)展，電力在我們生活中的地位越來越重要，電能質(zhì)量的好壞將直接影響人們的生活質(zhì)量和國民經(jīng)濟(jì)的總體效益。如今隨著各種電氣設(shè)

3、備的快速發(fā)展和普及，大量具有非線性、沖擊性和不平衡性的負(fù)載不斷增多，電能質(zhì)量的問題日益突出。常見的電能質(zhì)量問題包括諧波、電壓波動與閃變、電壓偏差和三相不平衡以及一些被人們忽視的如暫時過電壓、瞬態(tài)過電壓、電壓凹陷和短時間間斷等問題。電能質(zhì)量問題可能會使系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障甚至不能正常的安全運(yùn)行，因此電能質(zhì)量對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著相當(dāng)重要的影響。電能質(zhì)量的污染會對電力用戶的生活和生產(chǎn)造成嚴(yán)重的危害，嚴(yán)重影響用戶用電設(shè)備以及生成產(chǎn)品的質(zhì)量。電能質(zhì)量的污染還會對通信產(chǎn)生干擾，嚴(yán)重影響人們的日常生活。對電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評估，可以通過明確的電能質(zhì)量等級劃分，綜合評估和比較各種電能的質(zhì)量，為建立公平

4、的電力市場創(chuàng)造條件，并督促發(fā)電廠商和輸配電系統(tǒng)努力改進(jìn)提高電力系統(tǒng)的整體電能質(zhì)量。隨著用戶對用電能質(zhì)量要求的提高和電力市場化的不斷發(fā)展，實現(xiàn)對電能質(zhì)量綜合準(zhǔn)確的評估已迫在眉睫。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國際上對電能質(zhì)量問題的系統(tǒng)研究可以追溯到八十年代興起的電磁兼容（EMC）學(xué)科。該學(xué)科對干擾的產(chǎn)生、傳播、接受、抑制機(jī)制及相應(yīng)的測量、計量技術(shù)進(jìn)行深入的研究，電能質(zhì)量問題上基本屬于EMC中的傳導(dǎo)低頻現(xiàn)象。1992年7月，歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會發(fā)布公用配電系統(tǒng)的供電特性草案。美國為了解和解決電能質(zhì)量問題，對電能質(zhì)量進(jìn)行了大量的研究和監(jiān)測，在1993-1995年期間美國電力科研院在全國范圍內(nèi)進(jìn)行了大規(guī)模的電

5、能質(zhì)量普查，得到了較為完善的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。目前，許多西方發(fā)到國家都在國內(nèi)建立了覆蓋全國的電能質(zhì)量檢測網(wǎng)絡(luò)，采用具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)的電能質(zhì)量檢測裝置，可以對多種電能質(zhì)量問題進(jìn)行檢測、記錄和數(shù)據(jù)傳輸，并通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)分析。我國也制定了一系列的有關(guān)電能質(zhì)量的國家標(biāo)準(zhǔn)，包括電能質(zhì)量 供電電壓偏差 GB/T 12325-2008 、 電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率偏差 GB/T 15945-2008 、 電能質(zhì)量 三相電壓不平衡度 GB/T 15543-2008 、 電能質(zhì)量 電壓波動和閃變 GB/T 12326-2008 、 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波 GB/T 14549-1993 、 電能

6、質(zhì)量 公用電網(wǎng)間諧波 GB/T 24337-2009 和 電能質(zhì)量 電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備通用要求 GB/T 19862-2005 。電能質(zhì)量問題得到了越來越廣泛的重視。第2章 電能質(zhì)量評估指標(biāo)2.1 電能質(zhì)量的概念 電能質(zhì)量是指通過公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的品質(zhì)。理想狀態(tài)的公用電網(wǎng)應(yīng)以恒定的頻率、正弦波形和標(biāo)準(zhǔn)電壓對用戶供電。同時，在三相交流系統(tǒng)中，各相電壓和電流的幅值應(yīng)大小相等、相位對稱且互差120。但由于系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器和線路等設(shè)備非線性或不對稱，負(fù)荷性質(zhì)多變，加之調(diào)控手段不完善及運(yùn)行操作、外來干擾和各種故障等原因，這種理想的狀態(tài)并不存在，因此產(chǎn)生了電網(wǎng)運(yùn)行、電力設(shè)備和供用電環(huán)節(jié)中的

7、各種問題，也就產(chǎn)生了電能質(zhì)量的概念。圍繞電能質(zhì)量含義，從不同角度理解通常包括：（1）電壓質(zhì)量：是以實際電壓與理想電壓的偏差，反映供電企業(yè)向用戶供應(yīng)的電能是否合格的概念。這個定義能包括大多數(shù)電能質(zhì)量問題，但不能包括頻率造成的電能質(zhì)量問題，也不包括用電設(shè)備對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響和污染。（2）電流質(zhì)量：反映了與電壓質(zhì)量有密切關(guān)系的電流的變化，是電力用戶除對交流電源有恒定頻率、正弦波形的要求外，還要求電流波形與供電電壓同相位以保證高功率因素運(yùn)行。這個定義有助于電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善和降低線損，但不能概括大多數(shù)因電壓原因造成的電能質(zhì)量問題。（3）供電質(zhì)量：其技術(shù)含義是指電壓質(zhì)量和供電可靠性，非技術(shù)含義是指服務(wù)

8、質(zhì)量。包括供電企業(yè)對用戶投訴的反映速度以及電價組成的合理性、透明度等。（4）用電質(zhì)量：包括電流質(zhì)量與反映供用電雙方相互作用和影響中的用電方的權(quán)利、責(zé)任和義務(wù)，也包括電力用戶是否按期、如數(shù)交納電費(fèi)等。 2.2 電能質(zhì)量的評估指標(biāo) 電能質(zhì)量指標(biāo)是電能質(zhì)量各個方面的具體描述，不同的指標(biāo)有不同的定義。主要包括有，電壓偏差、諧波、三相電壓不平衡度、頻率偏差、電壓波動與閃變、電壓暫降以及其他一些指標(biāo)。2.2.1 電壓偏差 在供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的條件下，某一節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行電壓與系統(tǒng)額定電壓之差對系統(tǒng)電壓的百分?jǐn)?shù)稱為該節(jié)點(diǎn)的電壓偏差，用公式可表達(dá)為： （2.1）其中，是系統(tǒng)電壓偏差，是系統(tǒng)運(yùn)行電壓，是系統(tǒng)額定電壓。

9、電能質(zhì)量 供電電壓偏差 GB/T 12325-2008中規(guī)定的供電電壓偏差的限值：35KV及以上供電電壓的正負(fù)偏差的絕對值之和不超過標(biāo)稱電壓的10%，10KV及以下三相供電電壓允許偏差為標(biāo)稱電壓的7%，220V單相供電電壓允許偏差為標(biāo)稱電壓的+7%、10%。當(dāng)電壓低于額定電壓時，電動及轉(zhuǎn)矩減小、轉(zhuǎn)速下降，電流增加，電機(jī)溫升增加，線圈發(fā)熱，縮短電動機(jī)壽命，加速絕緣老化，甚至可能燒毀電動機(jī)。當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行電壓低時，可能會由于電壓不穩(wěn)定而造成系統(tǒng)電壓的崩潰，導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定功率極限降低，容易造成系統(tǒng)瓦解的重大事故，甚至大量用戶停電或系統(tǒng)瓦解。2.2.2 諧波諧波從嚴(yán)格的意義來講，諧波是指電流中所含有的頻率為

10、基波的整數(shù)倍的電量，一般是指對周期性的非正弦電量進(jìn)行傅里葉級數(shù)分解，其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。從廣義上講，由于交流電網(wǎng)有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波。在電力系統(tǒng)中諧波主要是由于非線性負(fù)荷的波形畸變造成的，其測量參數(shù)一般包括諧波幅值和相位、各次諧波含有量、總諧波畸變率、諧波功率及諧波阻抗等。電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波 GB/T 14549-1993中公共電網(wǎng)諧波電壓（相電壓）限值見表1。表1：公共電網(wǎng)諧波電壓（相電壓）電網(wǎng)標(biāo)稱電壓kV電壓總諧波畸變率%各次諧波電壓含有率 %奇次偶次0.385.04.02.064.03.21.610353.02.41.26

11、61102.01.60.8公共聯(lián)接點(diǎn)的全部用戶向該點(diǎn)注入的諧波電流分量（方均根值）不應(yīng)超過表2種規(guī)定的允許值。表2：注入公共聯(lián)接點(diǎn)的諧波電流允許值（第1部分）標(biāo)稱電壓kV基準(zhǔn)短路容量MVA諧波次數(shù)及諧波電流允許值 A23456789101112130.3810786239622644192116281324610043342134142411118.5167.11310100262013208.5156.46.85.19.34.37.93525015127.7125.18.83.84.13.15.62.64.76650016138.1135.49.34.14.33.35.92.75.01107

12、50129.66.09.64.06.83.03.22.44.32.03.7表2：注入公共聯(lián)接點(diǎn)的諧波電流允許值（第2部分）標(biāo)稱電壓kV基準(zhǔn)短路容量MVA諧波次數(shù)及諧波電流允許值 A1415161718192021222324250.381011129.7188.6167.88.97.1146.51261006.16.85.3104.79.04.34.93.97.43.66.8101003.74.13.26.02.85.42.62.92.34.52.14.1352502.22.51.93.61.73.21.51.81.42.71.32.5665002.32.62.03.81.83.41.61.9

13、1.52.81.42.61107501.71.91.52.81.32.51.21.41.12.11.01.9注：220kV基準(zhǔn)短路容量取2000 MVA。諧波的危害十分嚴(yán)重。諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。諧波還會引起繼電保護(hù)和自動裝置誤動作，使電能計量出現(xiàn)混亂。對于電力系統(tǒng)外部，諧波對通信設(shè)備和電子設(shè)備會產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。2.2.3 三相電壓不平衡度三相平衡是指三相電量（電流或電壓）的數(shù)字相等，頻率相同相位互差的情況。如果不同時滿

14、足這三個條件則稱為三相不平衡。其主要是由于負(fù)荷不平衡（如單相運(yùn)行）所致，或者是三相電容器的某一相熔斷器熔斷造成的常用不平衡度來衡量三相不平衡的程度。 （2.2） 式中：三相電壓的正序分量方均根值,單位為伏（V）； 三相電壓的負(fù)序分量方均根值,單位為伏（V）；三相電壓的零序分量方均根值,單位為伏（V）；如式 (2.2) 中、換為、，則為相應(yīng)的電流不平衡度 和的表達(dá)式。在實際工作中往往只知道三相電量的數(shù)值。在不含零序分量的三項系統(tǒng)中知道三相電量a，b，c則三相不平衡度為： （2.3） 式中： 電能質(zhì)量 三相電壓不平衡度 GB/T 15543-2008中規(guī)定電網(wǎng)正常運(yùn)行時，負(fù)序電壓不平衡不超過2%，

15、短時不得超過4%；接于公共連接點(diǎn)的每個用戶引起該點(diǎn)負(fù)序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時不超過2.6%。三相不平衡對電力設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生的影響主要包括：1、增加線路的電能損耗；2、增加配電變壓器的電能損耗；3、配變出力減少；4、配變產(chǎn)生零序電流；5、影響用電設(shè)備的安全運(yùn)行；6、電動機(jī)效率降低。2.2.4 頻率偏差電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，系統(tǒng)頻率的實際值與額定值之差，稱為系統(tǒng)的頻率偏差，即：其中，為頻率偏差，為實際頻率，為系統(tǒng)標(biāo)稱頻率，單位為Hz。系統(tǒng)有功功率不平衡是產(chǎn)生頻率偏差的根本原因，我國電力系統(tǒng)的正常頻率偏差允許值為0.2HZ，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時，頻率偏差值可以放寬到0.5HZ。2.2

16、.5 電壓波動與閃變電壓波動定義為電壓均方根值d額一系列相對快速變動或連續(xù)變化的現(xiàn)象。其變化周期大于工頻周期。在2 min內(nèi)，測量工頻周期的電壓有效值，與標(biāo)稱電壓比較即可電壓波動值。即：電壓波動引起照明閃爍對人的主觀視覺反應(yīng)為瞬時閃變視感度S(t)。根據(jù)10 min內(nèi) S（t）的測試數(shù)據(jù)，用按時分級法得到累計概率函數(shù)CPF。若人群中有50%的人覺察出閃變時，則稱視覺感（覺察出和未覺察的人數(shù)比）S=1。在CPF曲線上分別采用超過0.1%、1%、3%、10%和50%時間的S(t)的閃變覺察單位值（分別為、）來計算短時閃變嚴(yán)重度，長時間閃變嚴(yán)重度可由多個計算得出。電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)，由波動負(fù)荷產(chǎn)生的

17、電壓變動限值和變動頻度、電壓等級有關(guān)，見表1。表 1 電壓變動限值r,h-1d,%r,h-1d,%LV、MVHVLV、MVHVr14310r1002*1.5*1r1032.5100r10001.251注1 很少的變動頻度r(每日少于1次)，電壓變動限值d還可以放寬，但不在本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。2 對于隨機(jī)性不規(guī)則的電壓波動，依95%概率大值衡量，表中標(biāo)有“*”的值為其限值。3 本標(biāo)準(zhǔn)中系統(tǒng)標(biāo)稱電壓UN等級按以下劃分：低壓（LV） UN1kV中壓（MV） 1kVUN35kV高壓（HV） 35kVUN220kV電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)，由波動負(fù)荷引起的短時間閃變值Pst和長時間閃變值Plt應(yīng)滿足表2所列的限值。

18、表 2 各級電壓下的閃變限值系統(tǒng)電壓等級LVMVHVPst1.00.9(1.0)0.8Plt0.80.7(0.8)0.6注1 本標(biāo)準(zhǔn)中Pst和Plt每次測量周期分別取為 10min和2h。2 MV括號中的值僅適用于PCC連接的所有用 戶為同電壓級的用戶場合。電壓波動與閃變的危害主要包括：急劇的電壓波動會引起同步電動機(jī)的震動，影響電動機(jī)的壽命以及產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量；造成電子設(shè)備和測量儀器儀表等無法準(zhǔn)確、正常的工作；引起人的視覺不適，容易疲勞，影響工作效率等。2.2.6 電壓暫降電壓暫降（又稱電壓驟降、電壓凹陷或電壓跌落），按照電氣與電子工程師協(xié)會IEEE的定義，是指工頻條件下電壓均方根值減小到0.

19、1-0.9倍額定電壓之間、持續(xù)時間為0.5周波（以我國工頻50HZ算，1周波是20毫秒）至1分鐘的短時間電壓變動現(xiàn)象。一般是由電網(wǎng)、變電設(shè)施的故障或負(fù)荷突然出現(xiàn)大的變化(如大功率設(shè)備啟動等)所引起的。在某些情況下會出現(xiàn)兩次或更多次連續(xù)的跌落或中斷。電壓暫降的時間過長，會導(dǎo)致設(shè)備非正常停機(jī)，造成電氣設(shè)備的損壞和產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量問題。2.2.7 其他指標(biāo) 除了上述中的六項電能質(zhì)量單項評估指標(biāo)外，還包括電壓驟升，指在工頻情況下電壓或電流的有效值升高至1.11.8pu，且持續(xù)時間在0.5個周波到1min的電壓質(zhì)量問題；震蕩暫態(tài)，指電壓、電流或者二者在穩(wěn)定情況下發(fā)生突然或非工頻且負(fù)極性和正極性兩方面的變化

20、，根據(jù)其頻譜范圍可以分為高頻、中頻、低頻三種；脈沖暫態(tài)，是指電壓電流或者兩者在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下發(fā)送突然或非工頻且負(fù)極性和正極性的變化，通常用上升和衰減時間來表現(xiàn)暫態(tài)脈沖的特性，也可以用其頻譜成分來進(jìn)行表示。第3章 電能質(zhì)量綜合評估方法在電能質(zhì)量綜合評估中，各項評估指標(biāo)權(quán)重值的確定是整個評估過程中至關(guān)重要的一步。權(quán)重也稱權(quán)數(shù)或加權(quán)系數(shù)，其取值的大小反應(yīng)了各項指標(biāo)間的相對重要程度，在電能質(zhì)量綜合評估中，各電能質(zhì)量評估指標(biāo)權(quán)重的大小直接影響到最后電能質(zhì)量綜合評估結(jié)果的準(zhǔn)確科學(xué)性。本章將現(xiàn)有的各評估指標(biāo)賦權(quán)法分為主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法兩類進(jìn)行了簡單的介紹?？陀^賦權(quán)法主要是根據(jù)原始數(shù)據(jù)間的關(guān)系通過一定的

21、數(shù)學(xué)方法來確定相關(guān)權(quán)重，是一種定量的分析方法。常用的客觀賦權(quán)法有熵權(quán)法、主成份分析法、相關(guān)系數(shù)法、變異系數(shù)法、多目標(biāo)規(guī)劃法、離差最大化法等?？陀^賦權(quán)法的優(yōu)點(diǎn)是能夠有效的傳遞各評價指標(biāo)的數(shù)據(jù)信息與差別。缺點(diǎn)是僅以實際數(shù)據(jù)說話，忽略了決策者的主觀偏好以及知識、經(jīng)驗等信息，將各指標(biāo)的重要性同等化，往往會出現(xiàn)權(quán)重系數(shù)不合理的現(xiàn)象。主觀賦權(quán)法是人們最早研究的一種賦權(quán)方法，它是一種定性的分析，各權(quán)重的確定主要基于決策者主觀偏好和實際經(jīng)驗，如：二項式系數(shù)法、層次分析法（AHP）、功率系數(shù)法、Delphi法、Tactic法等。其特點(diǎn)是依靠決策者的經(jīng)驗判斷，而不需要具體的樣本數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)是權(quán)重的確定與評價指標(biāo)的數(shù)

22、字特征無關(guān)，并沒有考慮評價指標(biāo)間的內(nèi)在聯(lián)系，無法顯示出評價指標(biāo)的重要程度隨時間的漸變性。3.1 層次分析法3.1.1 定義層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP），是指將一個復(fù)雜的多目標(biāo)決策問題作為一個系統(tǒng)，將目標(biāo)分解為多個目標(biāo)或準(zhǔn)則，進(jìn)而分解為多指標(biāo)（或準(zhǔn)則、約束）的若干層次，通過定性指標(biāo)模糊量化方法算出層次單排序（權(quán)數(shù)）和總排序，以作為目標(biāo)（多指標(biāo)）、多方案優(yōu)化決策的系統(tǒng)方法。通過將決策問題按總目標(biāo)、各層子目標(biāo)、評價準(zhǔn)則直至具體的備投方案的順序分解為不同的層次結(jié)構(gòu)，然后得用求解判斷矩陣特征向量的辦法，求得每一層次的各元素對上一層次某元素的優(yōu)先權(quán)重，最后

23、再加權(quán)和的方法遞階歸并各備擇方案對總目標(biāo)的最終權(quán)重，此最終權(quán)重最大者即為最優(yōu)方案。這里所謂“優(yōu)先權(quán)重”是一種相對的量度，它表明各備擇方案在某一特點(diǎn)的評價準(zhǔn)則或子目標(biāo)，標(biāo)下優(yōu)越程度的相對量度，以及各子目標(biāo)對上一層目標(biāo)而言重要程度的相對量度。層次分析法比較適合于具有分層交錯評價指標(biāo)的目標(biāo)系統(tǒng)，而且目標(biāo)值又難于定量描述的決策問題。其用法是構(gòu)造判斷矩陣，求出其最大特征值。及其所對應(yīng)的特征向量W，歸一化后，即為某一層次指標(biāo)對于上一層次某相關(guān)指標(biāo)的相對重要性權(quán)值。3.1.2 方法第一、建立層次結(jié)構(gòu)分析模型。決策者根據(jù)問題的性質(zhì)和目標(biāo)，分別制定出目標(biāo)層、準(zhǔn)則層以及方案層。最上層為目標(biāo)層，中間層一般為準(zhǔn)則層，

24、最低層為方案層，這一層次包括了為實現(xiàn)目標(biāo)可供選擇的各種措施、決策方案等。針對電能質(zhì)量綜合評估建立層次結(jié)構(gòu)圖如圖3.1所示。圖 3.1第二、構(gòu)造對比矩陣。根據(jù)上一層次的某準(zhǔn)則，將同一層的各評估因素相對上一層的重要程度進(jìn)行兩兩比較，按照表3.1中標(biāo)度，構(gòu)造對比矩陣。假設(shè)準(zhǔn)則層B所對應(yīng)的下一層包括n個指標(biāo)、，層次分析法通過對n個評估因素的兩兩比較，得出兩個評估因素，的相對重要性數(shù)據(jù)，由此可構(gòu)造一個n階的對比矩陣：其中，為第i個評估元素與第j個評估元素進(jìn)行比較得出的標(biāo)度值，利用比例標(biāo)度法，根據(jù)電能質(zhì)量各評估指標(biāo)重要性程度比較結(jié)果來進(jìn)行賦值，標(biāo)準(zhǔn)及含義如表3.1所示，不難看出R矩陣為正互反矩陣。在評估過

25、程中，對比矩陣的值可通過專家打分和征詢電力用戶的意見給出。標(biāo)度含義1與兩個因素相比，具有同等重要性1.2與兩個因素相比，一個因素比另一個稍微重要1.4與兩個因素相比，一個因素比另一個強(qiáng)烈重要1.6與兩個因素相比，一個因素比另一個明顯重要1.8與兩個因素相比，一個因素比另一個絕對重要以上標(biāo)度的倒數(shù)與兩個因素比較得判斷，則因素與比較得=1/表 3.1第三、計算權(quán)重并做一致性檢驗。對于成對比較矩陣的最大特征根以及所對應(yīng)特征向量，根據(jù)一致性指標(biāo)進(jìn)行一致性檢驗。如果通過，則特征向量（歸一化后）即為權(quán)向量；若通不過則重新構(gòu)造對比矩陣。首先計算特性值與特征向量。即：a. 將比較矩陣A的每一列歸一化：；b.

26、對按行求和得；c. 將歸一化，即為矩陣A近似特征向量（權(quán)向量）；d. 計算，作為矩陣A最大特征根的近似值；e. 進(jìn)行一致性檢驗，其中，CR=CI / RI，當(dāng)CR0.1時通過一致性檢驗，隨機(jī)一致性指標(biāo)RI如表3.2所示。矩陣階數(shù)12345678910RI000.580.901.121.241.321.411.451.49表3.2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI標(biāo)準(zhǔn)值第四、計算總權(quán)重并做一致性檢驗。計算出各層次對于決策目標(biāo)的總權(quán)重并排序。其中層次權(quán)重也需要進(jìn)行一致性檢驗，檢驗方法與上述方法相同。而且當(dāng)判斷矩陣不能滿足一致性要求時，也必須重新構(gòu)造判斷矩陣，直到滿足一致性要求為止。3.1.3 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：a

27、. 系統(tǒng)性的分析方法，層次分析法把研究對象作為一個系統(tǒng)，按照分解、比較判斷、綜合的思維方式進(jìn)行決策，成為繼機(jī)理分析、統(tǒng)計分析之后發(fā)展起來的系統(tǒng)分析的重要工具。系統(tǒng)的思想在于不割斷各個因素對結(jié)果的影響，而層次分析法中每一層的權(quán)重設(shè)置最后都會直接或間接影響到結(jié)果，而且在每個層次中的每個因素對結(jié)果的影響程度都是量化的，非常清晰、明確。這種方法尤其可用于對無結(jié)構(gòu)特性的系統(tǒng)評價以及多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、多時期等的系統(tǒng)評價。b. 簡潔實用的決策方法，這種方法既不單純追求高深數(shù)學(xué)，又不片面地注重行為、邏輯、推理，而是把定性方法與定量方法有機(jī)地結(jié)合起來，使復(fù)雜的系統(tǒng)分解，能將人們的思維過程數(shù)學(xué)化、系統(tǒng)化，便于人們接

28、受，且能把多目標(biāo)、多準(zhǔn)則又難以全部量化處理的決策問題化為多層次單目標(biāo)問題，通過兩兩比較確定同一層次元素相對上一層次元素的數(shù)量關(guān)系后，最后進(jìn)行簡單的數(shù)學(xué)運(yùn)算。c. 所需定量數(shù)據(jù)信息較少，層次分析法主要是從評價者對評價問題的本質(zhì)、要素的理解出發(fā)，比一般的定量方法更講究定性的分析和判斷。由于層次分析法是一種模擬人們決策過程的思維方式的一種方法，層次分析法把判斷各要素的相對重要性的步驟留給了大腦，只保留人腦對要素的印象，化為簡單的權(quán)重進(jìn)行計算。這種思想能處理許多用傳統(tǒng)的最優(yōu)化技術(shù)無法著手的實際問題。缺點(diǎn)：a. 不能為決策提供新方案，層次分析法的作用是從備選方案中選擇較優(yōu)者。這個作用正好說明了層次分析法

29、只能從原有方案中進(jìn)行選取，而不能為決策者提供解決問題的新方案。 b. 定量數(shù)據(jù)較少，定性成分多，不易令人信服，在如今對科學(xué)的方法的評價中，一般都認(rèn)為一門科學(xué)需要比較嚴(yán)格的數(shù)學(xué)論證和完善的定量方法。但現(xiàn)實世界的問題和人腦考慮問題的過程很多時候并不是能簡單地用數(shù)字來說明一切的。層次分析法是一種帶有模擬人腦的決策方式的方法，因此必然帶有較多的定性色彩。c. 指標(biāo)過多時數(shù)據(jù)統(tǒng)計量大，且權(quán)重難以確定，當(dāng)希望能解決較普遍的問題時，指標(biāo)的選取數(shù)量很可能也就隨之增加。指標(biāo)的增加就意味著構(gòu)造層次更深、數(shù)量更多、規(guī)模更龐大的判斷矩陣，需要對許多的指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較的工作。由于一般情況下層次分析法的兩兩比較是用1至9

30、來說明其相對重要性，如果有越來越多的指標(biāo)，每兩個指標(biāo)之間的重要程度的判斷可能就出現(xiàn)困難了，甚至?xí)哟螁闻判蚝涂偱判虻囊恢滦援a(chǎn)生影響，使一致性檢驗不能通過。d. 特征值和特征向量的精確求法比較復(fù)雜，在求判斷矩陣的特征值和特征向量時，所用的方法和多元統(tǒng)計所用的方法是一樣的。在二階、三階的時候，比較容易處理，但隨著指標(biāo)的增加，階數(shù)也隨之增加，在計算上也變得越來越困難。3.2 熵權(quán)法3.2.1 定義熵權(quán)法是一種客觀賦權(quán)法，熵可以用來度量信息量的多少，并可以度量獲取數(shù)據(jù)所提供的有用信息。根據(jù)熵的思想，在決策中獲得信息的數(shù)量和質(zhì)量是決定決策精度和可靠性大小的因素之一。對于電能質(zhì)量綜合評估，設(shè)待評估的因素

31、集為U =（、，），是由待評價電能質(zhì)量的n個評估指標(biāo)組成的集合。評判集為Q =（，），是由電能質(zhì)量各評估因素的m種評價所構(gòu)成，一般取為優(yōu)質(zhì)、良好、合格、較差和很差五個等級。3.2.2 方法熵權(quán)法在確定電能質(zhì)量各評估指標(biāo)的客觀權(quán)重中的基本思想是：對于電能質(zhì)量綜合評估中的各項評估指標(biāo)，可以根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算出各項指標(biāo)的熵值（i = 1，2，n），并比較各項評估指標(biāo)的熵值大小，根據(jù)熵值的大小來確定所對應(yīng)的權(quán)重。若某單相電能質(zhì)量評估指標(biāo)對于評判集Q中各指標(biāo)的支持度差距越大，則該項指標(biāo)的熵值就越小，說明該項評估指標(biāo)數(shù)據(jù)序列的變異程度較大，同時該單項指標(biāo)在綜合評價中所起的作用就越大，它所對應(yīng)的權(quán)系數(shù)就越大。

32、如果某電能質(zhì)量單向評估指標(biāo)對評判集Q中各指標(biāo)的支持度全部相等，表明該指標(biāo)的評定結(jié)果太分散，即該因素在綜合評價中幾乎不起作用，對應(yīng)的權(quán)重值就相對較小。利用熵權(quán)法確定客觀權(quán)重的步驟如下：第一，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。將各評估指標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)一為標(biāo)準(zhǔn)化量綱，并構(gòu)造評判矩陣。對于電能質(zhì)量綜合評估問題，設(shè)有m個評價對象，n個評估指標(biāo)，按照定量與定性相結(jié)合的原則求得多個對象關(guān)于多個評估指標(biāo)的評價矩陣：由于各評價指標(biāo)可能存在量綱不一致的問題，所以不能直接進(jìn)行比較，必須將這些指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，處理后得到矩陣。在電能質(zhì)量綜合評估中，分別對評價因素U中各評估指標(biāo)作出評估f（），則可得到U到Q的一個模糊映射f，即：其中，F(xiàn)（q）是Q上的一個模糊集合，然后根據(jù)模糊變換的定義，利用模糊影射可以確定一個模糊關(guān)系F，即模糊評判矩陣?？梢岳酶怕式y(tǒng)計法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、遺傳算法等，來確定評判矩陣中的的值，為了直接得到標(biāo)準(zhǔn)化的評判矩陣，此處采用概率統(tǒng)計的方法來確定的值。第2、 計算各評估指標(biāo)的熵值和熵權(quán)。在具有m個評估對象、n個評價指標(biāo)的評估問題中，第i個評估指標(biāo)的熵可定義為： i = 1，2，n其中，且有當(dāng)時，= 0。第i個評估指標(biāo)的熵權(quán)定義為：其中，由此可以計算出V=（，），即各項評估指標(biāo)的客觀權(quán)重值。3.2.3 性質(zhì)由上述不難看出熵權(quán)具有如下性質(zhì)：第一、熵權(quán)作為權(quán)數(shù)，有著特殊