层次分析法在电力行业决策问题中的应用

层次分析法在电力产业决策中的应用层次分析法使用判断矩阵量化各种定性影响因素，然后结合定量信息综合确定问题。简要介绍了层次分析法决策理论的原理、特点及改进。综述了电力系统近年来在电力产业决策中的初步应用分析层流程的研究工作和应用现状。表明层次分析法在电力系统规划等几个方面具有较好的应用前景。关键词层次分析法；电力系统判断矩阵引言1传统的决策方法，如Markov决策方法、模糊数学决策方法等，只利用影响决策对象问题的定量信息解决，忽略决策中各种理想和假设条件的论证分析结果，忽略实施的各种建议1等定性因素，决策方案在实际应用中不令人满意。层次分析法(the analytic hierarchy process，AHP)使用判断矩阵量化多个定性影响因素，然后结合定量信息综合确定问题并提出问题，成为各个行业研究的热点。在能源开采、资源环境、建设、金融经济领域成功使用。电力行业的决策问题大部分受内部特性和经济发展、环境资源、政策方向等外部条件的影响。AHP能更好地解决多标准、多用途问题，综合处理定性和定量影响因素，方法简单、科学的优点于20世纪80年代引入电力产业，在发电技术优化选择、工程项目评价、工厂位置、电力计划、负荷预测等方面成为研究的热点。近年来，随着电力市场化改革的推进和工厂网络的单独建立，AHP已经在市场环境下对输电公司评价、产业用户满意度评价等具有广泛的应用前景。2层次分析法理论概述2.1 AHP的含义分析分层结构流程(AHP)是美国运营战略家匹兹堡大学T. L. Saaty教授在20世纪70年代初期提出的，AHP是定量分析定性问题的简单、灵活、实用的多标准决策方法。其特点是将复杂问题的各种因素分为相互联系的有序水平，产生理化性质，根据对一定客观现实的主观判断结构(主要是两种比较)，将专家意见和分析师客观判断结果直接有效地联系在一起，定量说明第一阶段因素和第二阶段比较的重要性。然后，通过数学计算反映每个层次元素的相对重要性顺序的权重，通过所有层次之间的总计排序来计算和排序所有元素的相对权重。该方法自1982年引入我国以来，将各种决策因素定性分析和定量分析相结合的特点和系统、简洁的优点，在能源系统分析、城市规划、经济管理、科学研究评价等我国社会经济各个领域迅速经历了大量的注意和应用。2.2 AHP建模原理AHP是美国学者T. L. Saaty于1977年推出的定性和定量决策分析方法。通过判断矩阵量化影响问题定性、主观因素的因素，结合定量信息进行综合决策，为受定性因素影响较大的问题提供科学的决策依据。AHP解决过程如下：1、复杂问题的层次结构，形成由目标、标准、指标和方案层次结构组成的层次结构子结构，如图所示。其中，目标层是问题最终目的的元素。使用影响问题决定的几个主要方面作为基准层次结构。指针图层是元素属于基础图层中一个或多个元素的基础图层的细分。方案层次结构是要选择的每个方案。绘制层次子贴图2，“1 -9缩放方法”形成判断矩阵，如表所示。判断矩阵的本质是专家根据其所属的上一层次的元素，以两个标准比较一个层次的所有元素，判断哪个重要，哪个重要的过程。表1 -9缩放方法说明相对重要性ai，j定义解释1同等重要目标I和j同样重要3有点重要目标I比j重要一点5相当重要目标I比j重要7显然很重要目标I显然比j重要9绝对重要目标I绝对比j重要2，4，6，8两个相邻重要性之间上述两个相邻判断的中值倒数标度的反数I和j的比较判断为AIJj和I的比较结果是1/aij3、测试判断矩阵的一致性。比较的因素很多，结果判断矩阵不容易达到一致性要求，不匹配的判断矩阵会导致错误的决策结果。因此，要测试判断矩阵的一致性。4，通过按层次计算，方案层次结构占目标层次结构权重最大的项目是要选择的方案中的最佳方案。电力系统三层次分析法的研究现状电力系统的发展、输电、配电等方面都存在程序优化、系统评价、可行性判断等问题，需要将决策方法作为辅助决策手段引入。20世纪90年代，层次分析法在电力系统中的应用开始了。发电侧应用程序的3.13.1.1发电技术优化综合评价层次分析法在发展方法选择和单位组合上都取得了满意的研究结果。特别是对单元组合问题的讨论，为制定我国电力市场化后的发展计划提供了参考。发展方式随着能源动力的发展而逐渐多样化。但是各种技术不能综合经济、环境、社会等多方面的利益。在特定环境下从经济角度考虑特定发展技术的优越性是偏颇的。通过考虑投资成本回收、环境保护和资源利用、能源结构改善等各种影响指标的断层分析，综合评价了发展方式，克服了以往单一评价发展技术的局限性。单元组合问题是制定发展计划的核心内容。随着电力市场竞争机制的引入，单位组合问题的最终目标从多种运行约束下的运营费用最小化转变为电力采购费用最小化，与负荷需求、发电成本曲线、多时期的投标/销售价格、启动停止成本、不同发展单位的相关重要性等有着密切的关系。现有的优化算法，如动态编程方法、拉格朗日松弛方法等，在处理这些合成元素时有很大的局限性。将t期的单位组合问题分为三个阶段进行处理，第一阶段综合考虑t期发电成本、启动停止成本等影响因素，使用AHP计算每个单位权重。第二步是约束测试。最后，前两个阶段的结果通过内部点方法优化功率流的输入值进行计算。该方法为我国电力市场实现后的单位组合问题提供了新的思路。3.1.2计划中的发电站位置进行了电厂选址的层次分析法，其中火电厂选址比较成功。电力规划的基本任务发电站的合理选址，可以节约成本，促进地区发展，提高电力使用质量，优化电力配置等。但是选址受到了很多经济、环境、技术因素的影响，其中定性因素占很大比重，很难量化。AHP综合分析使用上述因素确定了场地方案，但没有涉及不确定因素。将灰色统计决策方法引入AHP中，以处理某些灰色因素，从而提高决策的可靠性。3.1.3电力工程建设项目评价将AHP综合环境保护、能源结构合理化、可持续发展等影响因素用于电力工程建设项目的可行性评价，突破了现有方法只从经济效益角度考虑的不合理性。结合AHP和Delphi方法建立火电厂项目综合评价模型。德尔菲法的应用很好地解决了AHP中个人判断编制的缺陷。使用AHP综合评价水电项目，应用模糊数学评价单个指标，防止了指标的不确定性，防止了决策的可靠性。利用AHP构建实际效果良好的国际boild-operate-transfer水电项目风险评估指标体系。3.2在输配系统中的应用将AHP应用于电网规划优化及变电站选址等输配系统是近年来研究的热点。城乡生活水平不断提高，电力需求不断增加，地区电网急需相应的改造和扩建。但是满足技术可行性的方案很多，要综合特定地区的环境保护、经济、发展潜力等多种影响因素，优化方案。结合AHP和关联函数的卓越评价法，综合评价考虑了投资成本、系统可靠性等。将AHP与模糊数学相结合，构建成网改造社会效益评价系统，评价结果为成网改造项目的可行性研究提供了有力依据。基于三角模糊数的模糊AHP为城市电网规划决策综合评价提供了新的思路。变电站选址是电网规划的核心部分，选址与负荷分配、现有电网状态、线路走廊、场地地形地质、防洪、防污、城乡发展规划30等因素密切相关，加大了选址的难度。结合AHP和模糊综合评价法对选定场地进行综合评价，为选址提供科学依据。对AHP的研究也主要集中在输电计划上。近年来，一些学者将AHP引入配电系统进行了初步研究。文献31使用AHP提高了物元模型的权重，评估了电力市场环境下配电系统的可靠性。该方法具有很强的可靠性和实用性。通过AHP将与部署网络故障转移相关的多个目标转换为全面的加权目标，简化了故障诊断。3.3在电力负荷预测中的应用AHP的本质是权重计算方法。近年来，对AHP应用影响多种负荷开发因素的研究结合了多种预测方法，提高了预测精度。电力负荷的发展受政策调整、经济发展、电力行业比例调整等影响。短期负荷也会受到气候、日型等敏感因素的影响。这种定性信息很难用计量法量化。特别是进入电力市场化运营后，影响负荷发展的因素增加，不确定性大，采用只考虑数量信息的预测方法，显然不能满足预测准确度要求。许多学者结合影响负荷的定性因素改进了预测方法，但由于不同方法的使用机制不同，每种方法往往只考虑部分因素。因此，使用AHP可以补充负荷预测中各种预测方法的优点，具有实际意义。4 AHP在电力系统中的应用前景AHP的优点是综合评估定性和数量影响因素，提高决策的可靠性。电力系统中工程项目、厂房、输配系统的容量增建、负荷开发和电力建设的不确定性，导致电网程序的多样性等问题，很难通过经验分析得出最佳方案。AHP使用AHP综合分析影响决策的各种因素，并结合Delphi方法帮助规划者做出判断。AHP经常被用作经济领域的企业诊断，因为它综合判断影响企业发展的诸多因素，找出企业生产、营销等方面的潜在问题。电力系统还存在电力企业评价问题。进入电力市场化运营后，发电公司和电网公司作为独立的经济运营实体参与市场竞争，原来的审查机制已经不适合市场环境的需要，需要进行适当的调整。利用AHP重新打开电力企业评价系统是电力系统中的应用前景之一。电力系统中许多问题的解决取决于多种方法的优势组合。AHP是最佳决策方法，但本质是权重计算方法。AHP辅助实现可以考虑在相关函数的优越性评估方法、相关分析方法、物元模型分析等解决方案中计算权重的情况。在负荷预测中，可以使用AHP组合影响负荷开发的多个因素，计算多个预测方法的权重，并根据权重组合方法，以提高预测精度。将AHP作为权重计算方法与其他方法的优点相补充，在电力系统中也有很好的应用前景。5结束语AHP可以分层组织复杂的问题，综合分析和处理多个影响因素，是解决多准则、多目标决策问题行的有效方法。电力系统中有很多质量和定量因素综合影响的决策问题，在这里引入AHP是值得学习的方法。但是电力行业有其特殊性，因此要使AHP在电力行业充分发挥作用，还需要对影响问题的灰色因素进行深入的研究和讨论。参考文献l主任、万天林、梁宇等。基于AHP的电网公司综合评估系