基于變權(quán)分析方法的電動(dòng)汽車充電設(shè)備性能綜合評(píng)價(jià)

2014-08-08 14:11:45顏湘武李艷艷張合川王麗娜

湖南大學(xué)學(xué)報(bào)·自然科學(xué)版 2014年5期

關(guān)鍵詞：綜合評(píng)價(jià)

顏湘武+李艷艷+張合川+王麗娜

文章編號(hào)：16742974(2014)05008608

收稿日期：20130806

基金項(xiàng)目：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）（2011AA11A279）

作者簡(jiǎn)介：顏湘武（1970-），男，湖南醴陵人，華北電力大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師

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通訊聯(lián)系人，E-mail:xiangwuy@ncepu.edu.cn

摘要：將變權(quán)分析方法運(yùn)用于充電設(shè)備的性能評(píng)價(jià)中.首先建立了電動(dòng)汽車充電設(shè)備性能的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，同時(shí)對(duì)體系內(nèi)各指標(biāo)獲取評(píng)價(jià)參量并進(jìn)行統(tǒng)一量化的方法進(jìn)行論述，隨之闡述了用變權(quán)分析方法進(jìn)行權(quán)重計(jì)算的原理和步驟，最后編寫軟件實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車充電設(shè)備測(cè)試數(shù)據(jù)的分析和評(píng)價(jià)，利用該軟件分別對(duì)兩臺(tái)充電設(shè)備的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，使用變權(quán)分析方法得出最終綜合評(píng)價(jià)結(jié)果.分析結(jié)果表明，變權(quán)分析方法能夠有效地對(duì)充電設(shè)備性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果突出了薄弱環(huán)節(jié)的作用，使得分析結(jié)果更加合理.該方法不僅適用于電動(dòng)汽車充電設(shè)備性能評(píng)價(jià)，也適用于其他復(fù)雜系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià).

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車;充電設(shè)備;綜合評(píng)價(jià);變權(quán)分析法;性能指標(biāo)



中圖分類號(hào)：U482．3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Comprehensive Evaluation of EV Charging Equipment 

Performance Based on Variable Weights Analysis Method



YAN Xiangwu1, LI Yanyan2, ZHANG Hechuan1,WANG Lina1

(1．State Key Laboratory of New Energy Power System,North China Electric Power Univ, Baoding,Hebei 071003, China；

2．State Power GridCustomer Service Center, Tianjing 300140,China)

Abstract: The variable weights analysis method was used to evaluate the charging equipment performance. A comprehensive evaluation index system for EV charging equipment performance was established. And the method for indexes to get evaluated value and to be quantified uniformly was discussed, which was followed by principle and procedure of weight calculation by using variable weight analysis method. Finally, a software was designed to analyze and evaluate the test data, and the software was used to analyze the test data of two chargers, and then, the final result was obtained by using variable weight analysis method. The analysis results have shown that variable weight analysis method can be used efficiently to evaluate EV charging equipment performance, and the results highlight the role of the weak part, making the evaluation more reasonable. This method can not only be applied to the evaluation of EV charging equipment performance, but also to the comprehensive evaluation of other complex systems.

Key words:electric vehicle(EV); charging equipment; comprehensive evaluation; variable weight analysis; performance index

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大力發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)解決我國(guó)的能源和環(huán)境問題有著重要的意義，純電動(dòng)汽車是未來汽車的主要發(fā)展趨勢(shì)[1-6].為促進(jìn)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，充電基礎(chǔ)設(shè)施的科技創(chuàng)新力度加大，充電設(shè)備的研究也越來越深入.隨著我國(guó)充電站網(wǎng)絡(luò)的逐步形成，電動(dòng)汽車充電設(shè)備管理的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化問題日益突出，針對(duì)當(dāng)前充電設(shè)備的推廣使用，提出一套完整的評(píng)價(jià)方法對(duì)電動(dòng)汽車充電設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及充電設(shè)備市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的有效管理起著重要的作用[7].

變權(quán)分析方法能夠突出“木桶效應(yīng)”，在復(fù)雜程度高和對(duì)各性能指標(biāo)都要求嚴(yán)格的系統(tǒng)評(píng)價(jià)中有著廣泛的應(yīng)用.變權(quán)分析方法已經(jīng)應(yīng)用在電力系統(tǒng)的變壓器狀態(tài)診斷、電能質(zhì)量評(píng)估等方面[8-11].

充電設(shè)備的輸出電壓、電流范圍較寬而且充電方式多樣，包括：恒流、恒壓、恒流限壓、脈沖方式，為了滿足電池充電特性的需求，充電設(shè)備需要工作在不同的負(fù)載率水平和電壓、電流等級(jí).在實(shí)際使用中，充電設(shè)備會(huì)對(duì)電網(wǎng)供電造成一定程度的影響，同時(shí)充電設(shè)備作為一個(gè)涉及多因素的復(fù)雜系統(tǒng)，受安全性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、電能質(zhì)量、可靠性等因素影響，各因素對(duì)電動(dòng)汽車充電設(shè)備性能的影響存在差異性，比如安全性因素要比經(jīng)濟(jì)性因素影響要大，在綜合評(píng)價(jià)中各因素的影響程度可以通過改變權(quán)重的大小來實(shí)現(xiàn).同時(shí)，充電設(shè)備作為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，薄弱環(huán)節(jié)對(duì)整體性能的影響是顯著的，所以本文采用變權(quán)分析方法對(duì)電動(dòng)汽車充電設(shè)備的性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，突出評(píng)估值較低的指標(biāo)項(xiàng)，以便引起決策者的充分注意，而突出評(píng)估值較低項(xiàng)的主要途徑就是加大它的權(quán)重，使得總評(píng)估值下降.

1指標(biāo)體系

充電設(shè)備是一個(gè)復(fù)雜的多屬性系統(tǒng)，本文按照客觀性、系統(tǒng)完整性、可操作性和可獨(dú)立性原則，提出了對(duì)電動(dòng)汽車充電設(shè)備進(jìn)行評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系.總體上，充電設(shè)備性能綜合評(píng)價(jià)體系包括：技術(shù)性指標(biāo)、安全性指標(biāo)、可靠性指標(biāo)、電能質(zhì)量指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，這些指標(biāo)稱為一級(jí)指標(biāo)，該指標(biāo)的子指標(biāo)稱為二級(jí)指標(biāo)，如圖1所示,具體如下．

1）技術(shù)性指標(biāo)包括：輸出電壓誤差、輸出電流誤差、穩(wěn)壓精度、穩(wěn)流精度、負(fù)載調(diào)整率、電壓調(diào)整率、紋波系數(shù)和均流不平衡度.

2）安全性指標(biāo)包括：輸入電壓保護(hù)、輸入過流保護(hù)、輸出過壓保護(hù)、輸出過流保護(hù)、限壓特性、限流特性、安全警告、絕緣性能和防護(hù)等級(jí).

3）可靠性指標(biāo)主要包括：充電設(shè)備與電池管理系統(tǒng)之間通訊可靠性、對(duì)電池異常的響應(yīng)能力.

4）電能質(zhì)量指標(biāo)包括：功率因數(shù)、各次電流諧波、總諧波畸變率和三相不平衡度（三相）.

5）經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：效率、充電機(jī)壽命和充電成本.



圖1 指標(biāo)體系

Fig.1 Indexes system

2 指標(biāo)無量綱化處理

電動(dòng)汽車充電設(shè)備性能指標(biāo)中包含有定量指標(biāo)和定性指標(biāo)，下面分別介紹其量化方法.

2.1 定量指標(biāo)量化

由于充電設(shè)備的各指標(biāo)具有不同的量綱和數(shù)量級(jí)，無法直接進(jìn)行對(duì)比和綜合評(píng)價(jià)，所以需要對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一化處理.將實(shí)測(cè)指標(biāo)值轉(zhuǎn)化為［0,um］的評(píng)價(jià)值，本文中取um=100，轉(zhuǎn)換方法如下：當(dāng)前關(guān)于電動(dòng)汽車充電設(shè)備技術(shù)要求的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等已經(jīng)出臺(tái)[12-15]，可以通過與上述標(biāo)準(zhǔn)或者自定義標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià).設(shè)第i個(gè)指標(biāo)的測(cè)量值為xi，評(píng)價(jià)值為ui.假設(shè)按照某一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，在該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中第i個(gè)指標(biāo)的測(cè)量值要求在xsimin,xsimax之間，我們規(guī)定，當(dāng)xi=xsimin 或xi=xsimax 時(shí)，ui=60；當(dāng)xi=xsip時(shí)，ui=100，此時(shí)稱xsip為該指標(biāo)的最優(yōu)值；當(dāng)xi≥urimax 或xi≤urimin 時(shí)，ui=0.評(píng)價(jià)值的轉(zhuǎn)換函數(shù)如式(1)所示：

ui(xi)=

60xi－xrimin xsimin －xrimin ,xrimin ≤xi≤xsimin (100－usimin )(xi－xsimin )xsip－xsimin +usimin , xsimin 

定量指標(biāo)量化函數(shù)曲線如圖2所示：



圖2 量化函數(shù)曲線

Fig.2 The curve of quantization function

2.2 定性指標(biāo)量化

在實(shí)際評(píng)價(jià)中，對(duì)于不能直接通過測(cè)量數(shù)據(jù)得到評(píng)價(jià)結(jié)果的指標(biāo)，可以利用專家或者從業(yè)人員根據(jù)多次試驗(yàn)或者統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析給出的評(píng)價(jià)結(jié)果.比如在對(duì)輸入過壓保護(hù)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，可以通過多次試驗(yàn)，即：多次改變充電設(shè)備的輸入電壓值和輸入過壓方式，如漸變過壓或跳變過壓，然后測(cè)試充電設(shè)備是否進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作并且記錄保護(hù)動(dòng)作時(shí)的輸入電壓值.專家或者從業(yè)人員可以根據(jù)正確動(dòng)作次數(shù)和動(dòng)作時(shí)輸入電壓值的大小對(duì)該指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分.為了保證評(píng)價(jià)結(jié)果的合理性，評(píng)分結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間.假設(shè)有P1,P2,…，Pm，m個(gè)專家參與評(píng)分，第j個(gè)專家對(duì)第i個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)為(yji1,yji2］，記：

χji(ui)=1,ui∈yji1,yji20,uiyji1,yji2(2)

μi(ui)=1m∑mj=1χji(ui)(3)

令 ui為該指標(biāo)的量化值，則ui可用下式求出：

ui=∫1000uμi(u)du∫1000μi(u)du (4)

因?yàn)樵u(píng)價(jià)結(jié)果是階段化和離散化的，所以上式可以簡(jiǎn)化為：

ui=12∑mj=1(yji2)2－(yji1)2/∑mj=1yji2－yji1 (5)

3 利用變權(quán)法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的原理和步驟

3.1 變權(quán)法的原理

變權(quán)法與常權(quán)法是相對(duì)的，常權(quán)法是在各因素評(píng)估值變化時(shí)，其權(quán)重保持不變，而變權(quán)法是在各因素的評(píng)估值發(fā)生變化時(shí)，其權(quán)重也發(fā)生變化，評(píng)估值降低，則權(quán)重增大，從而體現(xiàn)變權(quán)法對(duì)薄弱環(huán)節(jié)的突出作用，使評(píng)判結(jié)果更加可靠.

設(shè)指標(biāo)A1,A2,…,An分別取評(píng)估值u1,u2,…,un，設(shè)Ai相對(duì)于總體而言的權(quán)重為ωi，ωi=ωi(u1,u2,…,un)，即因素Ai的權(quán)重依賴于各因素的單因素評(píng)估值，最終評(píng)價(jià)結(jié)果為Z=∑mi=1ωixi.

利用變權(quán)法[16]對(duì)充電設(shè)備進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，最根本的是解決根據(jù)評(píng)價(jià)值求出各權(quán)重的問題.

3.2 綜合評(píng)價(jià)步驟

1）確定基礎(chǔ)權(quán)重ωmi和ω0i

令ωmi=ωi(um,um,…,um)，ωmi∈(0,1),∑ni=1ωmi=1，ωmi表示總體功能十分完善時(shí)，因素Ai所占的權(quán)重；ω0i=ωi(um,…,um,0,um,…,um)，表示Ai的功能完全喪失，其他功能十分完善時(shí)，Ai所占的權(quán)重．ω0i為Ai所占權(quán)重的上確界，ωmi和ω0i被稱為基礎(chǔ)權(quán)重.

基礎(chǔ)權(quán)重可由層次分析法得到，具體方法如下：對(duì)于具體的實(shí)際問題，可以請(qǐng)專家對(duì)各因素做兩兩之間的比較，構(gòu)造矩陣A=(aij)n×n，其中aij=ωiωj，稱A為判斷矩陣，A中各項(xiàng)的意義如表1所示．

由專家給出判斷矩陣后，對(duì)其進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)通過后，利用特征值法求出wmi．根據(jù)式(6)計(jì)算求出w0i，該值可以由專家修正給出更合理的值進(jìn)行替代．

ω0i=ωmimin 1≤j≤nωmj+max 1≤j≤nωmj,j=1,2,…，n (6)

表1 對(duì)A中各項(xiàng)的說明

Tab．1 Introduction for A

因素Ai

與Aj

比較

說明

aij

aji

Ai

與Aj

同等重要

Ai

與Aj

對(duì)總目標(biāo)有著相同的貢獻(xiàn)

Ai

比Aj

稍微重要

Ai

的貢獻(xiàn)稍大于Aj

，但不明顯

1/3

Ai

比Aj

明顯重要

Ai

的貢獻(xiàn)明顯大于Aj

，但不十分明顯

1/5

Ai

比Aj

十分重要

Ai

的貢獻(xiàn)十分明顯大于Aj

，但不特別突出

1/7

Ai

比Aj

極其重要

Ai

的貢獻(xiàn)以壓倒優(yōu)勢(shì)大于Aj

1/9

Ai

與Aj

處于上述

兩相鄰判斷之間

相鄰兩判斷的折中

2,4

6,8

1/2,1/4

1/6,1/8

2）利用計(jì)算公式求出各權(quán)重系數(shù)

對(duì)于任意i，ω(u1,…,ui,…,un)是關(guān)于u的不增函數(shù)，∑nj=1ωjuj是關(guān)于ui的不減函數(shù).為了求得滿足該關(guān)系的權(quán)重，構(gòu)造非負(fù)可微函數(shù)λi(u)，現(xiàn)設(shè)對(duì)于給定的一組單因素評(píng)估值u1,u2,…,un，已經(jīng)找到了λi(ui)（i=1,2,…，n），使

ωi(u1,u2,…，un)=λi(ui)∑nj=1λj(uj),i=1,2,…,n(7)

現(xiàn)給出λi(ui)獲得方法：設(shè)基礎(chǔ)權(quán)重（ωm1,ωm2,…,ωmn）和（ω01,ω02,…,ω0n），令

λmi=ωmi,i=1,2,…,n(8)

由ω0i和ωmi的定義，及上式可得：

λ0i=ω0i∑j≠iωmj1－ω0i(9)

固定i，使

λ0=∑j≠iλj(uj),v0=1λ0∑j≠iλj(uj)uj(10)

ωi(u)=ωi(u1,…,u,…,un) (11)

得到關(guān)于u的表達(dá)式為ωi(u)=λi(u)λ0+λi(u)，我們需要尋求這樣的λi(u)，它使得ωi(u)不增并且∑nj=1ωjuj不減，可以證明式(12)滿足這樣的條件：

λi(u)=λ*i(u)λ0λ*×exp11-kiuum1-ki,

i=1,2,…，m(12)

其中ki=1-1lnλ0i(λ*i+ωmi)λ*ωmi,λ=∑ni=1λ0i，將式(12)代入到式(7)中即可求出可變權(quán)重值.

3）綜合評(píng)價(jià)結(jié)果計(jì)算

采用加權(quán)平均型方法對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，加權(quán)平均型綜合評(píng)判函數(shù)如式(13)所示：

f(x1,x2,…,xm)=∑mi=1ωixi(13)

4 應(yīng)用舉例

本文依托國(guó)家項(xiàng)目，開發(fā)了測(cè)試數(shù)據(jù)分析軟件和性能評(píng)價(jià)軟件，測(cè)試數(shù)據(jù)分析軟件用于根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)生成測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果，如圖3所示的穩(wěn)壓精度分析結(jié)果；性能評(píng)價(jià)軟件利用變權(quán)方法根據(jù)測(cè)試的數(shù)據(jù)結(jié)果和專家提供的判斷結(jié)果，生成最終綜合評(píng)價(jià)值，如圖4所示.



圖3 測(cè)試數(shù)據(jù)分析軟件界面

Fig.3 The software interface of test data analysis



圖4 性能評(píng)價(jià)軟件界面

Fig.4 The software interface 

of performance evaluation

4.1 基礎(chǔ)權(quán)重計(jì)算

1）一級(jí)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

根據(jù)充電設(shè)備的工作特性，并綜合專家意見，一級(jí)指標(biāo)的判斷矩陣和基礎(chǔ)權(quán)重的計(jì)算結(jié)果如表2所示，

表2 一級(jí)指標(biāo)基礎(chǔ)權(quán)重

Tab．2 Basis weights of top class index

指標(biāo)

ωm

ω0

修改后的

ω0

1/2

0.249 4

0.442 4

0.40

0.488 6

0.904 0

0.70

1/2

1/4

0.127 7

0.236 4

0.20

1/3

1/6

1/2

0.082 4

0.152 4

0.10

1/5

1/9

1/2

0.051 9

0.096 0

0.10

最大特征值為5.069，CR=0.015 4，一致性符合要求.

2）技術(shù)性指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

技術(shù)性指標(biāo)中二級(jí)指標(biāo)各權(quán)重的計(jì)算結(jié)果如表3所示，最大特征值為8.178 7，CR=0.016，一致性符合要求.

3）安全性指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

安全性指標(biāo)中二級(jí)指標(biāo)各權(quán)重的計(jì)算結(jié)果如表4所示，最大特征值為9.325 7，CR=0.027，一致性檢驗(yàn)符合要求.

表3 技術(shù)性指標(biāo)基礎(chǔ)權(quán)重

Tab．3 Basis weights of technical indicators

C11

C12

C13

C14

C15

C16

C17

C18

ωm

ω0

專家修改后的ω0

C11

1/2

0.230 8

0.554 5

0.5

C12

0.386 3

0.928 0

0.8

C13

1/2

1/4

0.108 4

0.260 3

0.3

C14

1/4

1/8

1/2

0.060 2

0.144 7

0.2

C15

1/3

1/6

1/2

0.082 1

0.197 1

0.2

C16

1/5

1/9

1/2

0.063 2

0.151 8

0.2

C17

1/6

1/9

1/3

1/2

0.039 0

0.093 8

0.1

C18

1/7

1/9

1/4

1/3

1/2

0.030 0

0.072 0

0.1

表4 安全性指標(biāo)基礎(chǔ)權(quán)重

Tab．4 Basis weights of safety indicators

C21

C22

C23

C24

C25

C26

C27

C28

C29

ωm

ω0

專家修改后的

ω0

C21

1/3

1/2

1/4

0.077 9

0.250 9

0.3

C22

1/3

1/2

1/4

0.077 9

0.250 9

0.3

C23

1/3

1/2

1/4

0.077 9

0.250 9

0.3

C24

1/3

1/2

1/4

0.077 9

0.250 9

0.3

C25

1/2

0.199 4

0.642 5

0.65

C26

1/2

1/3

0.121 3

0.391 0

0.4

C27

1/2

1/3

1/2

1/3

0.057 5

0.185 2

0.2

C28

0.275 8

0.888 7

0.8

C29

1/3

1/5

1/2

1/4

0.034 6

0.111 3

0.2

4）可靠性指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

可靠性指標(biāo)中只有兩個(gè)子指標(biāo)，不需使用層次分析法給出結(jié)果.根據(jù)專家意見，對(duì)于C31和C32的權(quán)重確定為ωm=[0.5，0.5]，ω0=[0.8，0.8].

5）電能質(zhì)量指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

如果充電設(shè)備為車載充電機(jī)，則不應(yīng)考慮三相不平衡度的影響，對(duì)指標(biāo)C41，C42和C43的權(quán)重的評(píng)估結(jié)果為，ωm=[0.4,0.6,0]，ω0=[0.7,0.8,0].當(dāng)充電設(shè)備為非車載充電機(jī)，則應(yīng)該考慮三相不平衡度的影響，對(duì)指標(biāo)C41，C42和C43的權(quán)重評(píng)估結(jié)果為ωm=[0.4,0.5,0.1]，ω0=[0.6,0.7,0.2].

6）經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

根據(jù)專家意見，對(duì)C51，C52和C53三個(gè)指標(biāo)的權(quán)重確定為ωm=[0.4,0.4,0.2]，ω0=[0.6,0.6,0.4].

4.2 評(píng)價(jià)值生成

4.2.1 定量值轉(zhuǎn)化為評(píng)價(jià)值

表5為充電機(jī)甲的定量化指標(biāo)測(cè)試結(jié)果和評(píng)估結(jié)果.

表5 充電機(jī)甲的指標(biāo)測(cè)試結(jié)果和量化結(jié)果

Tab．5 Indicators test results and quantitative results about charger A

指標(biāo)

輸出電壓

誤差

輸出電流

誤差

穩(wěn)壓

精度

穩(wěn)流

精度

電壓

調(diào)整率

負(fù)載

調(diào)整率

紋波

系數(shù)均流不

平衡度功率

因數(shù)電流

諧波效率

測(cè)試結(jié)果

0.8%

0.3%

0.7%

0.5%

0.9%

0.3%

0.98

90%

標(biāo)準(zhǔn)范圍

±1%

±5%

±0.5%

±1%

±0.5%±5%

0.95

30%

85%

urimin

urimax

-2%

+2%

-6%

+6%

-2%

+2%

-4% 

+4%

-2% 

+2%

-2% 

+2%

-2% 

+2%

-10%

+10%

0.6

-40%

+40%

70%

100%

評(píng)價(jià)值

93.6

89.333

73.333

表6為充電機(jī)乙的定量化指標(biāo)測(cè)試結(jié)果和評(píng)估結(jié)果.

表6 充電機(jī)乙的指標(biāo)測(cè)試結(jié)果和量化結(jié)果

Tab．6 Indicators test results and quantitative results about charger B

指標(biāo)

輸出電壓

誤差

輸出電流

誤差

穩(wěn)壓

精度

穩(wěn)流

精度

電壓

調(diào)整率

負(fù)載

調(diào)整率

紋波

系數(shù)均流不

平衡度功率

因數(shù)電流

諧波效率

測(cè)試結(jié)果

0.3%

0.5%

0.6%

0.7%

0.5%

4.5%

0.97

15%

87%

標(biāo)準(zhǔn)范圍

±1%

±5%

±0.5%

±1%

±0.5%

±5%

0.95

30%

85%

urimin

urimax

-2%

+2%

-10%

+10%

-2%

+2%

-4% 

+4%

-2% 

+2%

-2% 

+2%

-2% 

+2%

-10%

+10%

0.6

-40%

+40%

70%

100%

評(píng)價(jià)值

65.333

4.2.2 定性指標(biāo)轉(zhuǎn)化為評(píng)價(jià)值

表7的數(shù)據(jù)為對(duì)充電機(jī)甲的定性指標(biāo)專家評(píng)估結(jié)果和評(píng)價(jià)值計(jì)算結(jié)果．

表7 充電機(jī)甲的專家評(píng)估值和量化結(jié)果

Tab．7 The experts evaluation value and the quantitative results about charger A

指標(biāo)

輸入電

壓保護(hù)

輸入電

流保護(hù)

輸出電

壓保護(hù)

輸出電

流保護(hù)

限壓

特性

限流

特性

安全

警告

絕緣

性能

防護(hù)

等級(jí)

通訊

可靠性

異常響?yīng)?/p>

應(yīng)能力

充電機(jī)

壽命

充電

成本

專家1

[70,80]

[50,65]

[60,80]

[90,100]

[70,80]

[80,100]

[90,100]

[90,95]

[90,100]

[90,95]

[90,100]

[70,80]

專家2

[65,85]

[40,55]

[65,75]

[95,100]

[85,90]

[95,100]

[80,90]

[95,100]

[65,80]

[75,90]

專家3

[75,80]

[45,50]

[55,75]

[85,95]

[75,85]

[85,95]

[90,95]

[85,90]

[65,75]

[85,95]

評(píng)價(jià)值

75.357

51.786

93.5

79.5

89.643

93.5

88.5

92.5

93.5

72.5

82.5

表8的數(shù)據(jù)為對(duì)充電機(jī)乙的定性指標(biāo)專家評(píng)估結(jié)果和評(píng)價(jià)值計(jì)算結(jié)果．

表8 充電機(jī)乙的專家評(píng)估值和量化結(jié)果

Tab．8 The experts evaluation value and the quantitative results about charger B

指標(biāo)

輸入電

壓保護(hù)

輸入電

流保護(hù)

輸出電

壓保護(hù)

輸出電

流保護(hù)

限壓

特性

限流

特性

安全

警告

絕緣

性能

防護(hù)

等級(jí)

通訊

可靠性

異常響?yīng)?/p>

應(yīng)能力

充電機(jī)

壽命

充電

成本

專家1

[70,80]

[80,85]

[70,80]

[80,90]

[75,80]

[60,70]

[85,90]

[90,95]

[90,100]

[70,75]

[80,90]

[70,85]

專家2

[80,85]

[85,95]

[75,85]

[95,100]

[70,80]

[70,8 0]

[80,90]

[95,100]

[75,80]

[85,100]

[75,85]

[85,90]

專家3

[75,80]

[80,90]

[75,90]

[85,95]

[70,85]

[75,80]

[75,85]

[85,95]

[90,95]

[75,80]

[80,95]

[85,95]

評(píng)價(jià)值

77.5

86.5

79.643

89.5

76.667

71.5

79.5

88.5

75.833

88.75

83.333

4.3 利用變權(quán)方法對(duì)各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行重新計(jì)算

利用C#編程，使用變權(quán)法對(duì)基礎(chǔ)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，得到的最終權(quán)重值如表9所示．

表9 使用變權(quán)分析方法后的權(quán)重值

Tab．9 Basis weights after the variable weight analysis method used

一級(jí)指標(biāo)

充電機(jī)甲

一級(jí)權(quán)重

充電機(jī)乙

一級(jí)權(quán)重

充電機(jī)甲

評(píng)價(jià)值

充電機(jī)乙

評(píng)價(jià)值

二級(jí)指標(biāo)

充電機(jī)甲

二級(jí)權(quán)重

充電機(jī)乙

二級(jí)權(quán)重

技術(shù)性指標(biāo)B1

0.259 6

0.241 7

74.402 5

79.851 8

輸出電流誤差(C11)

0.187 3

0.203 1

輸出電壓誤差(C12)

0.431 2

0.362 5

穩(wěn)壓精度(C13)

0.104 2

0.128 2

穩(wěn)流精度(C14)

0.057 5

0.059 8

電壓調(diào)整率(C15)

0.064 7

0.069 0

負(fù)載調(diào)整率(C16)

0.061 8

0.060 6

紋波系數(shù)(C17)

0.041 0

0.065 4

均流不平衡度（C18）

0.052 4

0.051 3

安全性指標(biāo)B2

0.496 0

0.481 3

80.929 5

81.724 1

輸入過壓保護(hù)(C21)

0.082 0

0.080 7

輸入過流保護(hù)(C22)

0.101 9

0.074 0

輸出過壓保護(hù)(C23)

0.087 9

0.071 8

輸出過流保護(hù)(C24)

0.068 8

0.079 0

限壓特性(C25)

0.207 2

0.214 9

限流特性(C26)

0.111 3

0.134 9

安全告警(C27)

0.049 9

0.052 8

絕緣性能(C28)

0.260 7

0.261 6

防護(hù)等級(jí)(C29)

0.030 3

0.030 4

可靠性指標(biāo)B3

0.111 3

0.138 9

92.997 5

81.882 5

通訊可靠性(C31)

0.502 5

0.531 7

異常響應(yīng)能力(C32)

0.497 5

0.468 3

電能質(zhì)量指標(biāo)B4

0.072 8

0.080 6

87.046 2

78.296 5

功率因數(shù)(C41)

0.428 8

0.425 9

電流諧波(C42)

0.571 2

0.574 1

三相不平衡度(C43)

經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)B5

0.060 3

0.057 5

74.713 5

76.003 2

效率(C51)

0.404 7

0.441 4

充電機(jī)壽命(C52)

0.407 7

0.369 1

充電成本(C53)

0.187 6

0.189 5

4.4 最終評(píng)價(jià)結(jié)果生成

根據(jù)式(13)對(duì)最終評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，得出兩臺(tái)充電機(jī)的評(píng)價(jià)結(jié)果：[80.648 6，80.688 1].

在上述評(píng)價(jià)中，充電機(jī)甲的輸入電流保護(hù)、輸出電壓保護(hù)的評(píng)價(jià)值分別為51.786，68，指標(biāo)權(quán)重分別為0.101 9，0.074，而充電機(jī)乙的輸入電流保護(hù)、輸出電壓保護(hù)評(píng)價(jià)值分別為86.5，79.643，指標(biāo)權(quán)重分別為0.074，0.071 8.充電機(jī)甲、乙的穩(wěn)壓精度評(píng)價(jià)值為76，60，指標(biāo)權(quán)重分別為0.104 2，0.128 2.通過觀察評(píng)估數(shù)據(jù)中類似上述現(xiàn)象的情況，可以看出變權(quán)分析方法，加大了評(píng)估值較低項(xiàng)的比重.

5結(jié) 論

本文編寫軟件程序?qū)崿F(xiàn)了對(duì)電動(dòng)汽車充電設(shè)備測(cè)試數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析功能和對(duì)其性能利用變權(quán)分析方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的功能.本文所采用的變權(quán)分析方法的步驟為：

1）利用層次分析方法確定基礎(chǔ)權(quán)重；

2）將各指標(biāo)值量化為評(píng)價(jià)值；

3）根據(jù)評(píng)價(jià)值，利用公式計(jì)算出調(diào)整后的權(quán)重；

4）利用調(diào)整后的權(quán)重，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)結(jié)果計(jì)算.

通過對(duì)甲乙兩臺(tái)充電機(jī)的對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)值和相應(yīng)權(quán)重的比較可以看出，評(píng)價(jià)值較低的指標(biāo)項(xiàng)獲得相對(duì)較大的權(quán)重，突出了在復(fù)雜系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)的作用，評(píng)價(jià)結(jié)果更加科學(xué)合理.該評(píng)價(jià)方法不僅適用于充電設(shè)備的評(píng)價(jià)還適用于其他復(fù)雜系統(tǒng)的評(píng)價(jià).

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PENG Zuzeng, SUN Yunyu. Fuzzy mathematics and its applications［M］. Wuhan: Wuhan University Press, 2007:78-111.(In Chinese)