基于模糊權(quán)重的1010100 kVkVkVV終端通信方式?jīng)Q策算法研究

周　成，李映雪，黃　超，劉小春，王　麗

（國網(wǎng)江西省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，江西南昌330043）

0　引言

截至2018年，江西省已建成覆蓋全省35 kV以上變電站、供電所、營業(yè)廳的光傳輸網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了35 kV及以上變電站通光率100%的目標(biāo)。《江西電網(wǎng)“十三五”通信發(fā)展規(guī)劃》提出了“十三五”末期配電通信網(wǎng)終端覆蓋率100%的目標(biāo)[1]，由于起步較晚，10 kV終端通信接入網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，存在EPON、工業(yè)以太網(wǎng)、電力線載波、無線公網(wǎng)、無線專網(wǎng)等多種組網(wǎng)方式[2]。現(xiàn)有的10 kV終端通信方式?jīng)Q策以人工干預(yù)[3]和定性方式[4]為主，決策過程依賴專家經(jīng)驗(yàn)，缺乏量化數(shù)據(jù)支撐，有必要對10 kV終端通信方式?jīng)Q策方法進(jìn)行研究。

1　10 kV終端通信方式評價(jià)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

為了評估不同通信技術(shù)對配電自動化業(yè)務(wù)的支撐匹配情況，擬定從技術(shù)先進(jìn)性、工程可行性和運(yùn)維難度三個(gè)維度進(jìn)行綜合分析，其中技術(shù)先進(jìn)性包括技術(shù)基礎(chǔ)評分、實(shí)時(shí)性、可靠性和安全性四個(gè)指標(biāo)，工程可行性包括施工成本和設(shè)備成本兩個(gè)指標(biāo)，運(yùn)維難度包含運(yùn)維成本一個(gè)指標(biāo)。指標(biāo)維度與分解見圖1所示。

圖1　通信方式評價(jià)指標(biāo)體系

按照上述擬定的指標(biāo)體系，對10 kV通信接入網(wǎng)采用的EPON、工業(yè)以太網(wǎng)、中壓電力線載波、無線專網(wǎng)、無線公網(wǎng)等通信方式進(jìn)行差異分析，并綜合比對，如表1所示。

表1　五種通信方式對比

2　基于模糊權(quán)重的通信方式?jīng)Q策算法研究

基于模糊熵的模糊權(quán)重方法關(guān)鍵步驟依次為建立評判矩陣R、確定模糊權(quán)重、建立評價(jià)模型、選擇最優(yōu)方案，如圖2所示：

圖2　通信方式?jīng)Q策算法

1）建立評判矩陣R。對EPON、工業(yè)以太網(wǎng)、中壓電力線載波、無線公網(wǎng)和無線專網(wǎng)五種通信方式的可靠性、實(shí)時(shí)性等7個(gè)屬性建立評判矩陣：

依據(jù)國網(wǎng)信通部下發(fā)的《配電通信網(wǎng)總體設(shè)計(jì)》，對EPON、工業(yè)以太網(wǎng)、電力線載波、無線專網(wǎng)、無線公網(wǎng)等組網(wǎng)方式的評分如表2。

表2　五種通信方式評分

3）對于EPON、工業(yè)以太網(wǎng)、中壓電力線載波、無線專網(wǎng)和無線公網(wǎng)五種通信方式中的七個(gè)影響因子，按照單層模糊綜合評判方法進(jìn)行評價(jià)。因子權(quán)重為A，評判矩陣為R，則綜合評價(jià)結(jié)果B1×5＝A1×7×R7×5。

4）選擇最優(yōu)方案，對評判因子集合Bi＝（i＝1，2，……，5）進(jìn)行比選，則最優(yōu)結(jié)果為max（B1，B2，B3，B4，B5，）。

3　算法實(shí)現(xiàn)與實(shí)例分析

以撫州市臨川區(qū)35 kV榮山變配套10 kV線路為算例。35 kV榮山變位于榮山鎮(zhèn)境內(nèi)，榮山鎮(zhèn)距撫州市區(qū)36 km，是農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn)，具有典型的農(nóng)村供電特點(diǎn)。對施工成本、設(shè)備成本、運(yùn)維簡易程度要求高，對可靠性、實(shí)時(shí)性要求相對較低。35 kV榮山變由110 kV騰橋變主供，10 kV出線7條，目前已通光纖并開通至臨川區(qū)地調(diào)電路。算法的偽代碼如表3所示。

表3　通信方式對比偽代碼

選取 4 個(gè)決策者D={D1，D2，D3，D4}對 7 個(gè)屬性U={U1，U2，…U7} ，決策情況見表4。

表4　五種通信方式對比模糊矩陣

利用基于直覺模糊熵的方法確定模糊權(quán)重A=[0.074 438 0.079 853 0.103 716 0.007 763 0.252 635 0.204 935 0.276 660]。

最后計(jì)算綜合評價(jià)結(jié)果為B=[70.407 503 65.429 244 76.032 266 90.890 005 67.950 085]。

由評價(jià)結(jié)果矩陣B分別依次對應(yīng)EPON、工業(yè)以太網(wǎng)、中壓電力線載波、無線公網(wǎng)、無線專網(wǎng)的評分，顯然無線公網(wǎng)90.890005的評分最高。榮山變配套10 kV線路選用無線公網(wǎng)作為通信接入方式最優(yōu)，其次是電力線載波。

同理，分別選取一個(gè)A類地區(qū)、一個(gè)B類地區(qū)作為樣本，得到的綜合評價(jià)矩陣分別為B=[92.161 611 91.253 761 75.888 784 72.291 977 75.455 324]、B=[92.146 043 91.165 112 75.859 081 71.887 893 75.347 730]。通過計(jì)算，說明配網(wǎng)A、B類地區(qū)配電通信網(wǎng)一般采用EPON通信方式，C類地區(qū)一般采用無線公網(wǎng)作為接入方式。

4　結(jié)束語

本文結(jié)合10 kV通信接入網(wǎng)實(shí)際情況，通過技術(shù)先進(jìn)性、工程可行性和運(yùn)維難度共三個(gè)維度，建立了通信接入方式評價(jià)指標(biāo)體系。并將該指標(biāo)體系與基于猶豫度的專家模糊權(quán)重法結(jié)合，建立模型確定模糊權(quán)重，最終實(shí)現(xiàn)對10 kV通信方式定量化評估決策。該方法有效解決了現(xiàn)有通信規(guī)劃方法受專家主觀經(jīng)驗(yàn)影響的問題，為10 kV通信網(wǎng)接入網(wǎng)選擇通信方式提供定量化的依據(jù)，具有較好的實(shí)用價(jià)值。