[发明专利]基于模糊综合评价的电力用户用电能效评估方法

权利要求书

1.基于模糊综合评价的电力用户用电能效评估方法

1)用户用电能效指标体系的建立

该指标体系的构建综合考虑了用户用电习惯、电器使用特性以及环境因素，这样才能够全面、准确反映电力能效水平；结合专家经验，建立了两级评估指标体系，一级指标包含用户信息A、用户节电设备指标B、用户普通用电设备指标C和环境影响指标D 4种，指标A从主观和宏观上反映用户电力能效情况，指标B、C、D从客观上反映用户电力能效情况，主客观相结合更能体现出指标体系的全面性，并分别从这些一级指标中继续挖掘可量化的指标作为二级指标；

2)指标权重的确定

在建立评价指标体系后，必须分配权重以反映其重要性；权重是否合理直接关系到综合评价的准确性；采用层次分析法和熵权法分别获得主观和客观权重，并通过计算得到指标的综合权重；

(2.1)采用层次分析法对每一层次中各要素的相对重要性给出判断，构造出判断矩阵，构造的判断矩阵为正反矩阵，判断矩阵应用成对比较法和1～9标度构造，判断矩阵B定义如公式(1)所示：

式中n为指标个数；C_ij＝f(x_i，x_j)表示指标x_i和x_j之间相比的重要性标度，当i＝j时，C_ij＝1，当i≠j时，C_ij＝1/C_ji；f(x_i，x_j)的选择方法根据指标x_i和x_j之间的重要程度得出；

构造判断矩阵后首先进行层次单排序，层次单排序即根据判断矩阵计算对于上一层元素而言本层次与之有联系的元素重要性次序的权值，判断矩阵的特征向量做归一化处理即为指标权重向量；指标判断矩阵的构建是对人的主观判断进行形式化的表达，与客观的指标之间的重要程度存在误差，因此需要对判断矩阵做一致性校验，度量判断矩阵偏离一致性的指标如公式(2)所示：

CI＝(λ_max-n)/(n-1) (2)

式中λ_max为判断矩阵的最大特征根，n为判断矩阵的阶，随机一致性比率如公式(3)所示：

CR＝CI/RI (3)

式中RI为平均随机一致性指标，当CR＜0.1时，即认为所构造的判断矩阵具有一致性，否则就需要调整判断矩阵直到使其满足一致性，层次单排序结束后进行层次总排序，以获得最底层各指标对于总目标的排序权重；

(2.2)利用熵权法计算各项指标的特征比重和熵权值，然后通过计算评价指标的差异性系数，得到客观权重值；

熵权法的基本思想是根据各项指标观测值所提供的信息量的大小来确定指标权重，利用熵权法确定指标权重值，其具体的计算步骤如下：

(1)计算在第j项指标中，第i个系统的特征比重t_ii：

(2)计算评价指标j项的熵权值e_j：

(3)计算评价指标x_j的差异性系数g_j：

g_j＝1-e_j (6)

(4)最终所计算的权重q_j：

对于用户用电能效评估体系中的二级指标，以评价指标的关系为基础，利用公式(4)～(7)确定每个二级评价指标权重值的大小；

(2.3)通过主观权重和客观权重的线性组合得到综合权重

设一级指标权重W＝[w₁，w₂，w₃，…，w_m]，下层二级指标权重W＝[w_i1，w_i2，w_i3，…，w_in]，则综合权重为：

G＝w_i·w_ij(i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，n) (8)

根据公式(8)，计算各指标权重，得到指标的综合权重；3)基于模

糊综合评价的能效评估方法

采用模糊数学理论进行用电能效综合评估，该方法可以实现定性评价到定量评价的转化，可以对复杂不易量化的问题进行量化；

(3.1)建立电力能效因素集；电力能效因素集即电力能效指标体系的一级指标和二级指标，在电力能效评估指标体系中，该指标体系由两级组成；在电力能效因素集中，

一级评估因素A_i，i＝1，2，...，n，对应一级指标，二级评估因素A_ij，j＝1，2，...，k，对应二级指标；

(3.2)其次，建立电力能效评价集，将用户电力能效分为5个等级，分别对应V＝{v₁，v₂，v₃，v₄，v₅}，5个等级从高到低分别描述用户用电能效水平的差异；

(3.3)计算用电能效模糊综合评估结果；该指标体系有一级指标4个，每个一级指标含有数个二级指标为一个子系统，通过对各个子系统的模糊综合评估结果的确定来求取用户综合用电能效，并且由各子系统得评估矩阵和能效评语集可以确定电力能效各个子系统的评分；

该指标体系共有4个子系统，在确定各个子系统的模糊综合评判向量时如公式(9)所示：

B_i＝W_iF_i＝(b_i1，b_i2，b_i3，b_i4，b_i5) (9)

式中：B_i为子系统i的评判向量；W_i为子系统i的模糊权重向量，由子系统i的二级指标权重构成；F_i为子系统i的评估矩阵；

(1)已知子系统结果后，进而可以综合评估用户的能效，求取用户综合用电能效：

B＝WF＝{b₁，b₂，b₃，b₄，b₅} (10)

式中：综合评估向量B为评价结果，综合评估矩阵可以转换成用户电力能效评分；模糊权重向量W，由4个一级指标的权重构成；F为综合模糊评估矩阵，是由各个子系统的评判向量B_i构成，具体结构如下：

(2)计算模糊综合评估分值S，由各子系统的评判向量B_i，和能效评语集V确定电力能效各个子系统的评分，子系统评分S_i如公式(12)所示：

S_i＝B_iV^T (12)

式中：V^T为电力能效评语集V的转置；S_i为第i个子系统的评分，电力用户总体的用电能效评估分值计算式如公式(13)所示：

S＝BV^T (13)

式中：S为总体用电能效评估分值；B为综合评判向量；V^T为电力能效评语集V的转置。