輸電工程項目規劃綜合評價策略的研究

金 鵬

（國家電網公司四川省電力公司內江供電公司，四川 內江 641100）

輸電工程項目規劃綜合評價策略的研究

金 鵬

（國家電網公司四川省電力公司內江供電公司，四川 內江 641100）

項目方案的合理性關系著整個項目的經濟效益和最終的運行效果，如何提高項目的綜合性能，提高項目的規劃水平是電力建設企業的重點。本文采用層次分析法和熵權法對影響項目規劃效果的多種因素進行分析評價，并利用模糊綜合評價對項目效果進行了評分。針對實際項目的不同方案進行了分析評價，最終確定了最為科學的建設方案，對輸電工程項目的規劃具有一定的借鑒意義。

輸電工程；項目規劃；綜合評價

電網工程建設項目關系著國計民生，作為電能傳輸通道的輸電線路項目建設方案的優劣，直接影響了項目的經濟性和可靠性。因此，加強輸電工程項目規劃的研究，建立科學合理的評價策略是十分必要的。本文結合實際經驗，對項目方案分析的熵權法和層次分析法進行了論述，并對實際項目案例進行了分析，通過量化各種指標和權重，對項目方案的綜合性能進行了評價。

1 綜合評價模型理論

影響項目運行效果的因素包括主觀和客觀兩方面，主要通過熵權法對客觀因素進行量化分析，利用層次分析法對主觀因素進行分析[1]。

1.1 熵權法的基本原理

系統的運行情況是多樣的，假設pi為系統狀態發生的概率，那么系統的熵如下式所示：

可見，當所有事件出現的概率相等時，系統的熵最大。假設綜合評價的個體數量為 m，指標數量為n，則指標xj的信息熵如下式所示：

式中

可見，指標的有效價值隨著信息熵的增大而減少，其在綜合評價過程中的權重也隨之減小；因此對于系統方案的綜合評價，可以通過熵值法計算指標的權重[2]。

1.2 層次分析法的基本原理

層次分析法的系統層次結構主要包括目標、準則以及指標3層，如圖1所示。目標層詮釋了系統的最終目的，準則層包含了影響系統決策的主要因素，指標層包含了具體的評判指標[3]。

圖1 層次分析法層次結構示意圖

層次分析結構建立使得系統各指標的從屬關系得到明確，對于各層次指標權重的確立可以先對比各元素的重要性，然后根據表1對各指標的重要程度進行標度。

表1 判斷矩陣元素重要程度表

最終根據標定結果得出如下的判斷矩陣：

式中，aij為ki和kj重要程度的比值。

計算得出判斷矩陣的特征向量和最大特征值，然后通過相應的檢驗指標進行一致性檢驗。一旦檢驗結果正確，就說明所得的特征向量可以表示權向量；若結果不正確，則需重新建立判斷矩陣[4]。判定指標分別為一致性指標（CI）、隨機一致性指標（RI）以及隨機一致性比率（CR），其計算公式如下所示：

式中，λmax(A)表示矩陣A的最大特征值。

當CR的值在0.1以內時，認為矩陣符合一致性要求，否則，需修正矩陣A，直至符合要求為止。

1.3 指標權重的優化

利用自適應粒子群優化算法求解系統的最優解。自適應粒子群優化算法的計算式如下所示：

式中，ω 為慣性因子，ωmax、ωmin分別是最大和最小慣性因子，f是元素的適應值，favg是元素適應值的整體平均數，fmax是元素適應值的最大值。

利用自適應例子算法計算熵權法和層次分析法的結果進行優化。首先應對系統元素進行初始化，然后根據系統的實際情況建立相應的數學模型，求得各元素的適應度。在求取元素適應度過程中，應選取最優的計算結果作為全局最優適應度。利用公式（8）不斷對元素粒子狀態進行更新，直到系統收斂或達到計算上限為止[5]。

1.4 系統綜合評價

模糊評價可以對受眾多復雜條件影響的系統進行綜合性的整體評價。進行模糊評價首先要對模糊關系R進行計算，R是影響條件集合X和評價集合Y的映射，然后對模糊評價集合 B=AR進行計算。較為復雜的系統涉及的影響條件較多，需要劃分層次進行評價，進行模糊多層次綜合評價[6]。首先建立因素集合X={x1, x2,…, xn}，其中每個條件xi都包括k個影響因素。對集合X中各因素進行綜合評價，從而獲得評價矩陣 R，而 Bi=Ai°Ri={bi1, bi2,…, bin}則為xi的單因素評價向量[7]。而矩陣X的綜合因素評價向量矩陣如下所示：

2 輸電工程項目規劃綜合評價

2.1 輸電工程項目方案

以某輸電工程項目為例，某輸電網項目設計方案有如下3種。

1）方案1如圖2所示。電能通過2-11-13傳輸到地區東部和北部；通過4-8-12-13傳輸到東部；通過9-10-15-20傳輸到中部。通過9-10-16-18傳輸到東部以及中部、通過7-10-16-32傳輸到中部。

圖2 輸電線路設計方案1

2）方案2如圖3所示。其主要結構保持不變，主要將節點1和節點10直接連接，電能通過6-10-15-20輸送到中部，通過6-10-16-18輸送到中、東部。

圖3 輸電線路設計方案2

3）方案3如圖4所示。其橫向線路設計改動較大，通過2-7-12把電能輸送到北部，通過9-10-11-13將電能輸送到東部和北部，而1-6-15-16線路的建設電網的電氣聯系變得更加緊密。

對以上3個建設方案的科學性進行綜合評價，首先根據相關行業專家的經驗確定判斷矩陣，從而計算出系統權重，然后利用熵權法對方案數據進行分析得出相關指標因素的權重，并利用自適應粒子群算法求取權重最小方差的解，最終通過模糊綜合算法實現方案的最終評價[8]。

2.2 層次分析法權重的計算

本文以系統安全性指標的分析為例，對于項目安全性指標的分析，主要綜合多名行業專家的意見，求得項目安全性指標的權重[9]。各指標重要性見表2。

圖4 輸電線路設計方案3

表2 安全性指標重要性

根據上表求得方案安全性指標判斷矩陣如下所示：

計算矩陣的隨機一致性比率為-3.205×10-6在0.1以內，可見矩陣符合一致性檢驗，而矩陣的最大特征值是5，其相應的權重向量如下所示：

同理可得系統其他安全性、適應性以及經濟性指標的權重向量。

2.3 熵權法權重的計算

同樣，根據相關專家的建議獲得各類指標的的取值，然后根據上文熵權法權重的計算公式求取系統安全性指標的權重，見表3。

表3 安全性指標權重

同理，利用熵權法可以得到適應性和經濟性各種指標的權重。

2.4 權重優化和方案評價

利用粒子群優化算法對安全性指標的權重進行優化，其計算結果見表4。

表4 權重指標優化前后比較表

經濟性和適應性指標權重的計算方法是相似的。

利用模糊算法對方案進行合綜合評分，首先建立評判集合如下所示：

評判集合的數據區間如下所示：

相應的向量為

從而求得各指標的模糊隸屬度向量，利用模糊計算得出方案安全性、經濟性以及適應性的得分，并求得最終得分[10]。3個方案的最終得分見表5。

表5 各設計方案的綜合評價結果

從表中的數據可以看出，方案1的安全性和適應性最好，方案2的經濟性最好，綜合評分方面方案3的得分最高。雖然方案3的經濟性不是最佳的，但綜合考慮系統的安全性和適應性，方案3是最佳的選擇。

3 結論

本文從經濟性、安全性以及適應性等多方面因素綜合考慮分析，實現了輸電線路建設方案的量化分析，利用模糊分析求得不同方案的得分，從而選擇出最優的規劃方案。利用該方法我們對建設項目的不同規劃方案進行了分析和評價，最終綜合考慮確定了最優的規劃方案，具有一定的借鑒意義。

[1] 歐陽武, 程浩忠, 張秀彬, 等. 城市中壓配電網最大供電能力評價方法[J]. 高電壓技術, 2009, 35(2):403-407.

[2] 楊博, 趙娟, 唐瑋, 等. 基于層次分析法的電網科技項目綜合評價方法研究[J]. 電氣技術, 2017, 18(4):90-94.

[3] 李欣然, 彭國榮, 朱湘有, 等. 配電網建設規模模糊綜合評價方法[J]. 電力系統及其自動化學報, 2008,20(6): 70-77.

[4] 張建華, 曾博, 張玉瑩, 等. 主動配電網規劃關鍵問題與研究展望[J]. 電工技術學報, 2014, 29(2): 13-23.

[5] 嚴藝芬, 吳文宣, 張逸. 主動配電網規劃關鍵問題研究[J]. 電氣技術, 2016, 17(11): 1-5, 20.

[6] 熊威, 戴愛英, 楊衛紅, 等. 天津電網發展與經濟發展協調性分析[J]. 電力建設, 2010, 31(7): 41-45.

[7] 丁明, 過羿, 張晶晶, 等. 基于效用風險熵權模糊綜合評判的復雜電網節點脆弱性評估[J]. 電工技術學報, 2015, 30(3): 214-223.

[8] 朱旭凱, 劉文穎, 楊以涵. 綜合考慮可靠件因素的電網規劃新方法[J]. 電網技術, 2004, 28(21): 51-54.

[9] 倪春華. 220kV變電站供電能力評價方案在電網規劃前期管理信息系統的應用[J]. 華東電力, 2007,35(12): 70-72.

[10] 伍力, 吳捷, 周樂榮. 輸變電工程項目的模糊多目標綜合評判決策[J]. 電網技術, 1999, 23(3): 19-22.

Research on Comprehensive Evaluation Strategy of Power Transmission Project Planning

Jin Peng
(Neijiang Power Supply Company, Neijiang, Sichuan 641100)

The rationality of the project is closely related to the economic benefits and the final operation results of the whole project. How to improve the comprehensive performance of the project and improve the planning level of the project is the key point of the power construction enterprise. In this paper, analytic hierarchy process (AHP) and entropy weight method are used to analyze and evaluate the factors that affect the effect of project planning, and the fuzzy comprehensive evaluation is used to evaluate the effect of the project. In view of the actual project of different programs were analyzed and evaluated, and finally identified the most scientific construction program, the transmission project planning has certain reference significance.

power transmission project；project planning；comprehensive evaluation

金 鵬（1970-），男，重慶綦江人，本科，一級建造師，從事電力工程建設管理工作。