充电站选址2018美赛d题参考思资料充电站选址file7_W

1、第32卷第9期电力自动化设备V0132 No9 2012年9月Electric Power Automation EquipmentSept2012固 Delphi和GAHP集成的综合评价方法在电动汽车充电站 选址最优决策中的应用 冯超1，周步祥1，林 楠2，李 阳1，夏榆杭1 (1四川大学电气信息学院，四川成都610065；2四川电力职业技术学院，四川成都610071) 摘要：将德尔菲(Delphi)法和灰色层次分析(GAHP)法集成为一种新的综合评价方法，并将其运用于电动汽车 充电站选址最优决策中。采用Delphi法建立电动汽车充电站站址综合评价指标体系。采用GAHP法量化 定性影响因素处

2、理不确定性灰色因素确定各指标的权重。在此基础上进一步确定候选站址的合理性综合 评价值，为充电站选址最优决策提供依据。实际算例证明了该方法具有良好的实用性。 关键词：电动汽车：充电站：德尔菲法；灰色层次分析法；综合评价；最优决策 中国分类号：TM 9106文献标识码：A文章编号：1006，6047(2012)09002505 初始评价指标体系进行评选提出相应的修改意0引言见。各专家按预先制定好的评价指标重要程度等级及量值对初始评价指标体系中的各个指标进行近年来随着全球化石能源及环境恶化等问重要程度评价。采用专家意见集中度和离散度作为确定 题的日益严重各国均将目光投向新能源的开发与应 评价指标的标

3、准。用对大规模电动汽车的探索和研究已成为一大热点。 假设初始评价指标体系中的某层有日个指标电动汽车充电站作为电动汽车的能量来源，是电动汽 由y个专家对其进行评选指标重要程度等级级数为车行业发展的基础。建设高效、便捷、经济的充电站 网络成为电动汽车广泛应用的先决条件1_引。充电(一般取值为5)。站的选址则是充电站建设首先需要解决的问题。专家意见集中度Ei和离散度17i分别采用加权文献3分析了电动汽车的充电需求及对充电平均法和标准差进行计算： 1N 技术的要求和影响电动汽车充电站规划的相关因素 E=寺弓i=1，2， ，H(1)析并从外部接入电能角度对充电站的建设进行了初即V髭啄珏驴 对充电站布局规

4、划仅提出了原则性建议。文献f4i=1，2， ，H(2)对3种电动汽车充电模式的优缺点进行了对比分 步研究。文献5将模糊评价与层次分析(AItP)法其中 ，弓为指标的第歹级重要程度的量值；rtF为将相结合建立火电厂工程模糊综合评价模型。文献第i个指标评价为第歹级重要程度的专家人数。 f6 将灰色理论和AHP法应用在火电厂选址研究根据充电站的实际情况。将最3和仉06作为中，取得很好的效果。文献f7通过建立模糊综合评将指标纳入综合评价指标体系的条件最终建立起充价模型来评价变电站站址。目前，在电动汽车充电电站 候选站址综合评价指标体系，如图1所示。 站站址规划与选择领域还没有成形的理论有待进一 步研究

5、。2评价指标权重的确定 和本文利用德尔菲(Delphi)法、灰色统计决策方法 在综合评价指标体系中各个指标对某目标的重AHP法在处理综合评价问题中的优势。结合 要程度是不一样的各个指标的权重需根据其对相应Delphi法电站站址进和灰色层次分析(GAHP)法对电动汽车充 目标贡献的大小来确定。确定权重的方法很多本行评价为选址最优决策提供依据。 文考虑到充电站选址的特点选用AHP法9q8来确 1综合评价指标体系的建立定各指标的权重。 21 判断尺度 根据电动汽车充电站的具体情况。选取影响站址 一般采用1-9级标度法t01将各要素的重要性进最优选择的相关因素，建立初始评价指标体系。采 行数量化操作以

6、表示其对目标的重要程度如表1 电力自动化设备第32卷 其中，Wi=m。2mi。 =l 在求得相邻上、下2层中下层要素对上层要素的相对权重后采用AHP的组合权重计算方法得到底层要素对最顶层目标的组合权重W。 由于要素间重要性的比较是人为完成的结果不一定完全正确因此引入衡量判断矩阵准确性的一致性比例rc93。计算矩阵P特征值A的近似公式为： PW=AW(7)令A一=max(Ai)(i=1，2， ，凡)，一致性指标k。=生虹导，一致性比例rc=7也-，其中，k。为平均随机一拜一l筇 致性指标，由查表得到。如果o010。则认为判断 矩阵正确否则需要对其进行调整。 图l综合评价指标体系图3评价指标值矩阵

7、 Fig1 Architecture of comprehensive evaluation index system假设参加充电站选址决策的专家编号为x(x=1，2，表1 19级标度法，m)，候选站址编号为y(y=1，2， ，e)，评价指标Tab1 19 scaling method 编号为z(z=1，2， ，厂)，候选站址所属灰类编号为k 判断尺度定义 (k=1，2， ，s)。对上一级而言，B。和日同样重要 对上一级而言，反比鹭稍微重要采用Delphi法在互不通信的情况下评价专家菇对上一级而言，B。比B重要针对评价指标彳对候选站址Y进行评价给出评价指对上一级而言，B；比马重要得多 对上一级

8、而言，鼠比马绝对重要标值蟊。由评价指标值组成各评价指标的评价指标 2、4、6、8其重要程度介于上述两相邻判断尺度之间值矩阵： 22判断矩阵d孔矗2dL 判断矩阵是将综合评价指标体系中某一层的要伊= d6幽d乞 (8)素针对上层某个要素相互之间按重要程度一一进行： 对比而产生的矩阵。例如，图1中A层有1个目标d翥1 d乏d乞 A，B层中有n个以A为目标的要素Bi(江1，2， ，凡)，4灰色评价过程 其判断矩阵为： 41候选站址评价灰类 b11b12bl。 根据充电站建设的实际需求确定评价灰类的内 b21b22bh (3)容、灰类k和灰类的白化权函数五(d刍)81。 P= ： b。1 b砣j b。

9、42灰色评价系数 其中，b“为针对目标A，要素B；与Bj的重要性指标Wi由驴和矗(蟊)计算出候选站址Y对评价指标石 与嘶的比值，即：属于评价灰类k的灰色评价系数： b,_=wiwi(4)螈=五(略)(9)其中，W；(江1，2， ，1)由领域专家结合表1采用Delphi 候选站址Y对评价指标z的总灰色评价系数为： 法打分得到。 j 23组合权重圮=坛(10)=I 采用AHP的根法计算权重。对P中每行元素43灰色评价权向量和矩阵 求几均值得到向量：由各灰色评价系数砩和总灰色评价系数蟛计。 M=m1，in2， ，m。7(5)算灰色评价权及其所需满足的条件： 厂矿一r毳=鲰k(11) 其中，mi=娶6

10、F(扛1“2，n)。S 对M进行归一化处理后求得相对权重向量：r毳=1(12)k=1 w=形，形2， ，肜。7(6)由此得到候选站址Y对评价指标2的灰色评价 第9期冯超，等：Delphi和GAHP集成的综合评价方法在电动汽车充电站选址最优决策中的应用 权向量： 碍=r；，r五， ，r；(13)如啦 =5 由尼得到灰色评价权矩阵： 足i 毗也 = 。奶们5 。彩毗乃。尼筋 泓。 (20)垦 Rz=(14) ：艮如 =7 足； 44最大灰色评价权向量和矩阵耽也=。们们瞄7醯 。叫愿。尼舵 矾2。蚴(21)根据灰色评价权向量尼求得候选站址Y对评 1272513 价指标z的最大灰色评价权： 721、7

11、s76 r；一=maxly1，r乞， ，r：(15)Pc-&252S，1156 由各候选站址对评价指标石的最大灰色评价权36765l 得到最大灰色评价权向量： wc一&=0100，O350，0250，0300(22)月=rj一，rk， ，r淼J(16) 同理得各候选站址针对所有评价指标的最大灰f l832 Pc一&=I 38134l 色评价权向量并组成最大灰色评价权矩阵：l 12 43 1 I Rl眦 WC-B4=0533，0200，0267(23) 曰怎 R。=(17)采用AHP的组合权重计算方法计算C层要素对目标A的组合权重W翎。令w伽=w伽，Wc-e，w屿，Wc-n4盈幺为C层要素对曰层

12、要素的相对权重矩阵： 45合理性综合评价值和最优站址确定 0417000 记最大灰色评价权矩阵的列向量的转置向量R。0250O00 为综合评价权向量它由专家组在考虑了所有指标的0333000 情况下对候选站址，作出综合评价得到。由前面计0036800 算所得的各评价指标对总目标的组合权重W和综004210O 合评价权向量R。计算候选站址的合理性综合评价O0211OO ，CB2O001000 值L： 0003500 ly=RyW(18)0002500 对所求出的e个候选站址的合理性综合评价值O00300O 进行比较最大者为规划建设充电站的最优站址。0OO0533 0000200 5某电动汽车充电

13、站候选站址最优决策实例0 0 0 0267 采用Delphi法对某欲规划建设的电动汽车充电 则Wj一=wc一日口一=0097，0058，0078，0111， 站的具体情况进行分析根据专家意见得到候选站址 0126，0063，0027，0093，0067，0080，0107，0040， 合理性分析的综合评价指标体系(如图1所示)，并 0053。 由专家对体系中相邻上、下层各要素间的重要程度进 实例中有3个候选站址。采用Delphi法由5位 专家按图1中的13个指标依次对3个候选站址进行 行评估、打分。经专家评定，对于目标A曰层中的 打分。打分范围为120分打分依据为欲规划建设4个要素重要性大小依

14、次为B：及B，B4。使用 的电动汽车充电站的实际情况及领域专家的经验和前AHP法计算艿层要素相对A层和C层要素对B层瞻性估计。由专家的打分结果得到各评价指标的评 要素的权重，则判断矩阵玮小P。揶R勘Pc揶R一日 价指标值矩阵杪(z=1，2， 。13)。例如，对评价指标 及相应的相对权重向量为： C，(充电站建设对电网安全运行影响的可接受程度)： l 内 78 f6候选站址1邻近一变电容量较大的变电站能满足充9719832电站的电能需求并且对电网安全运行影响较小：候P卜A= 8789143选站址2能可靠接入一变电容量较大的变电站但 6一。 233，41距离稍远线路损耗稍大：候选站址3通过接入邻近

15、 ，B“=O。233，0300，0267，0200(19)的2个容量较小的变电站来获取电能。供电可靠性较 高，线路损耗小，但充电站的高峰负荷可能对这2个五 10 变电站造成一定的负载压力。各专家根据3个候选 05 站址的实际情况。结合自身的知识、经验和个人观点， 在120分的范围内，针对评价指标C。，依次对各候0 81216 选站址打分，得到评价指标C。，的评价指标值矩阵D13：图3白化权函数五 161414Fig3 Whitening weight function正141718 10 D13=81211 05 12911 11158 此处的评价灰类选择决策灰类，设3个候选站址属于3个决策灰

16、类：优方案、中方案和差方案。3个灰类的白化权函数图像分别如图24所示。 10 05 0 1518d |0107 081200811 R13=l 025107490| l 030806350077l 0744O7130721 067607030671 071707180625 0685O6510724 071106990689 T 080606660654l R。=0728 0745 0675= 露R 2 0697O72l0683 【 R3 074706890685 081207110729 074l06520638 083306770。644 081207490635 由综合评价权向量B=1，

17、2，3)与组合权重毗4 计算候选站址Y的合理性综合评价值Z，：Zt=震，wc-。= 0739，Z2=R2W0=0695，ls=露3Wc_A=O680。由计算 结果可以看出候选站址1的合理性综合评价值最 6牛东晓火电厂选址最优决策中的灰色层次分析法J电网技hierarchy approach to integrated resource planning for electric 术。1994，18(6)：2731utilitiesCffProceedings of the Intersoeiety Energy Conversion NIU Dongxiao，The gray layer an

18、alysis method for optimal sitingEngineering ConferenceHawaii，USA：IEEE，1997：21972201， of thermal power plantJPower System Technology，1994，18(6)：f16李晓辉，张来，李小字，等基于层次分析法的现状电网评估27 31方法研究J电力系统保护与控制，2008，36(14)：5761 门贾德峰，许轶珊，任群用模糊综合评判法评价变电所所址JLI Xiaohui，ZHANG Lai，LI Xiaoyu，et a1The researchon the 河南科学，2003

19、，21(3)：348350evauation system for existing network based on analytic JIA Defeng，XU Yishan，REN Qun，Application of fuzzy generalhierarchy process and Delphi methodJl ， Power System Protec evaluation in substation locationJ1Henan Science，2003，21(3)：lion and Contr01200836(14)：5761 348350 f171董智，韩明光，许长青，

20、等层次分析法在城市电网人地改造中 8邓聚龙灰色预测与决策M武汉：华中理工大学，的应用J继电器，2006，34(22)：6468 1988：279317 DONG Zhi，HANMingguang，XU Changqing，et a1Application9王连芬，许树柏层次分析法引论M，北京：中国人民大学出版 of the analytic hierarchy process in buried rebuilding of urban 社1990：1-80 electrical networkD，Relay，2006，34(22)：6468 f10赵云飞，陈金富，郭文利层次分析法在电力行业决策

21、问题中的 18石征侯思祖光纤保护通道的可靠性综合评价研究J电力 应用J继电器2005，33(3)：8388 系统保护与控制，2009，37(11)：9194 ZHAO Yunfei，CHEN Jinfu，GUO WenliThe analytic process SHI ZhengHOU SizuReliability comprehensive evaluation for and its application in power decisionmaking systemJRelay， 2005，33(3)：8388optical fiber protection channelJPowe

22、r System Protection and H1吕蓬，邢棉，康怡，火电厂选址最优规列中的层次分析法(J华Control。2009，37(11)：91-94 北电力学院学报，1994，21(4)：99104 LU Peng，XING Mian，KANG YiAnalytic hierarchy process of作者简介： optimumprogramming for sites of thermal powerplantsJ冯超(1987一)，男，四川巴中人，硕士研究生，主要从事 Journal of North China Inst of Electric Power，1994，21(

23、4)：99-104调度自动化及计算机信息处理方面的研究工作(Email： 1 2HWANG C L，YOON K SMultiple attribute decision making634521532qqcom)； MBerlin，Germany：Spfinger-Vedag，1981：3645周步祥(1965一)，男，江苏兴化人，教授，博士，主要从事电 1 3AIHARBI K A，Application of the AHP in projectmanage力系统自动化、计算机应用等方面的研究工作； mentJInternational Journal of Project Manage

24、ment，2001 林楠(1973一)，女，四川成都人，讲师，硕士，从事电力系 (19)：1927 统自动化、计算机应用方面的研究和教学工作：14CLARKE R RChoosinganintegrated resourceplan for 李阳(1987一)，男，湖北孝感人，硕士研究生，主要从事electric utilities：an analytic hierarchy approachCProceedings of the Intersociety EnergyConversionEngineering Conference调度自动化及计算机信息处理方面的研究工作： Washingto

25、n，USA：IEEE，1996：15921597夏榆杭(1986一)，男，四川简阳人，硕士研究生，主要从事 15CLARKER RValidationand legitimation of an a nalytie调度自动化及计算机信息处理方面的研究工作。 Application of comprehensive evaluation method integrating Delphi and GAHP in optimal siting of electric vehicle chargingstation FENG Chapl，ZHOUBnxian91，LIN Nan2,LI Yan91，XIA Yuhan91 (1 School of Electrical Engineering and Information ， Sichuan University ， Chengdu 6 1 0065 ， China ； 2Sichuan