變權(quán)重灰色關(guān)聯(lián)分析法在配電變壓器運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)的應(yīng)用

湖南工業(yè)大學(xué) 孟江南 張曉虎

根據(jù)指標(biāo)體系對(duì)配電變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果的精度以各指標(biāo)的權(quán)重分配是否合理為基礎(chǔ)。利用變權(quán)重分析法對(duì)配電變壓器實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，然后利用灰色關(guān)聯(lián)法對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正，消除指標(biāo)在“含義”、“取值”標(biāo)準(zhǔn)中的差異，使其結(jié)果更具有可比性與說服力。通過某10kv配電變壓器實(shí)例分析，證明該配電變壓器評(píng)估模型是有效的。

1 概述

人們針對(duì)配電變壓器運(yùn)行狀態(tài)，利用層次分析法、熵值法、綜合評(píng)價(jià)等方法對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。模糊綜合評(píng)價(jià)由于其簡單的模型，對(duì)層次比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性?；趯＜蚁到y(tǒng)對(duì)指標(biāo)體系的權(quán)重進(jìn)行主管因素的判斷，很容易獲得結(jié)果，但是對(duì)復(fù)雜的評(píng)價(jià)體系很難做到評(píng)價(jià)客觀合理且不能保證判斷矩陣的一致性。當(dāng)評(píng)價(jià)體系中指標(biāo)過多的時(shí)候，很難滿足一致性的要求，每次指標(biāo)體系發(fā)生變化的時(shí)候，需要專家評(píng)價(jià)系統(tǒng)重新建立判斷矩陣，計(jì)算量非常大。

本文通過采用層次分析法將多樣性的狀態(tài)因子進(jìn)行分類，考慮到層次分析法沒有改變以往以基數(shù)進(jìn)行賦權(quán)的本質(zhì)，因此在層次分析法的基礎(chǔ)上運(yùn)用熵值法對(duì)權(quán)重進(jìn)行修正得到了層次分析法和熵值法相結(jié)合的組合權(quán)重，考慮到專家系統(tǒng)對(duì)權(quán)重分配存在不統(tǒng)一的問題，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析法確定最終權(quán)重。通過對(duì)10KV配電變壓器實(shí)例進(jìn)行分析，進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證該方法的有效性。

2 評(píng)價(jià)模型的建立

2.1 建立配電變壓器狀態(tài)模糊綜合評(píng)價(jià)體系

參考配電變壓器運(yùn)行的實(shí)際狀態(tài)，根據(jù)配電變壓器的檢修要求，由于影響配電變壓器運(yùn)行狀態(tài)是多樣性，按照不同部件對(duì)配電變壓器的影響進(jìn)行分層建立評(píng)價(jià)體系如圖1所示。

圖1 配電變壓器狀態(tài)模糊綜合評(píng)價(jià)體系

2.2 變權(quán)重法確定評(píng)價(jià)體系權(quán)重

對(duì)于復(fù)雜問題的解決，我們可以通過層次分析法構(gòu)造判別矩陣，然后通過MATLAB求出判別矩陣的最大特征跟和其相對(duì)應(yīng)的特征向量。然后通過公式(1)進(jìn)行一致性檢測(cè)如果符合標(biāo)準(zhǔn)，則證明本次評(píng)價(jià)結(jié)果是合理的。運(yùn)

行熵值法對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正消除主觀人為因素對(duì)權(quán)重確定的影響。

（1）對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理

（2）完成標(biāo)準(zhǔn)化處理后會(huì)出現(xiàn)負(fù)值或者很小值的情況要對(duì)結(jié)果進(jìn)行平移和無量綱化處理。

2.3 模糊綜合評(píng)價(jià)法

對(duì)配電變壓器迷糊狀態(tài)的評(píng)價(jià)設(shè)置設(shè)置4個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，“正常、注意、異常、嚴(yán)重”對(duì)配電變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)合變權(quán)重法得到的評(píng)價(jià)體系各個(gè)因子的權(quán)重，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)，得到4個(gè)隸屬度結(jié)果，最大隸屬度結(jié)果所對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)就是當(dāng)前配電變壓器所處的狀態(tài)。

公式(9)是有專家系統(tǒng)根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)配電變壓運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析得到的隸屬度矩陣。

Wi表示該層評(píng)價(jià)因子的權(quán)重，通過公式(10)的計(jì)算可以得到上層綜合評(píng)價(jià)的隸屬度。

2.4 灰色關(guān)聯(lián)法

對(duì)公式(10)得到隸屬度結(jié)果，進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)。主要目的是為了消除在選取指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)候的差異，數(shù)據(jù)量綱不統(tǒng)一。

公式(11)進(jìn)行歸一化處理，公式(12)比較數(shù)列和產(chǎn)考數(shù)列的決定差值。

公式(13)計(jì)算指標(biāo)評(píng)價(jià)體系的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)，

其中ρ為常數(shù)，通常情況下，ρ取0.5，本文中ρ等于0.5。

公式(14)計(jì)算綜合灰色關(guān)聯(lián)度，通過MATLAB編程看得到的隸屬度結(jié)果與那個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)更加接近。

3 實(shí)例分析

首先通過專家對(duì)10KV的配電變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估得到各個(gè)因子的隸屬度如表1所示。

表1 各個(gè)評(píng)價(jià)因子隸屬度

運(yùn)用變權(quán)重分析法對(duì)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行權(quán)重確定得到結(jié)果如表2。

對(duì)表1的評(píng)價(jià)隸屬度運(yùn)用公式(10)進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果如表3所示。

表2 評(píng)價(jià)體系權(quán)重

表3 評(píng)價(jià)隸屬度

整體的評(píng)價(jià)向量為：

該運(yùn)行配電變壓的狀態(tài)為異常。

最后運(yùn)用公式（14）對(duì)整體評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析得到表4所示。

表4 灰色關(guān)聯(lián)度

由表4可以明顯看出該設(shè)備處于異常狀態(tài)。

4 結(jié)論

通過實(shí)例分析證明，運(yùn)用變權(quán)重法對(duì)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)，容易受到主觀評(píng)價(jià)因素的影響，使得判斷結(jié)果隸屬度不太明顯。本文通過對(duì)整體狀態(tài)隸屬度進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)可以得到比較明顯的結(jié)果，證明該方法是有效的，能夠很好的對(duì)配電變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。