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基本信息

項目名稱：
改進自適應(yīng)隸屬度函數(shù)及其在電能質(zhì)量綜合評價
小類：
能源化工
簡介：
摘要：基于電能質(zhì)量綜合評價的需求，本文提出了一種改進的自適應(yīng)隸屬度函數(shù)來處理電能質(zhì)量的綜合評價問題。通過對各種常用隸屬度函數(shù)的特點及其適用范圍進行深入分析，選取合適的隸屬函數(shù)算法，并通過均方差法以自適應(yīng)的加權(quán)組合方式賦權(quán)組合函數(shù)，從而構(gòu)造一個新的隸屬度函數(shù)，提高了計算隸屬度函數(shù)的穩(wěn)定性和精確性。最后通過算例證明了本文所構(gòu)造函數(shù)的合理性。
詳細介紹：
隨著電能質(zhì)量問題的日益突出，電能質(zhì)量評價越來越受到關(guān)注。目前，國內(nèi)外的電能質(zhì)量評估主要是利用模糊綜合評估方法[1-4]。模糊方法運用于電能質(zhì)量評價的關(guān)鍵之一在于隸屬度函數(shù)的選擇和設(shè)計，在具體應(yīng)用中存在函數(shù)類型難以選擇、參數(shù)較難確定等問題，甚至有時同樣的數(shù)據(jù)采用不同的隸屬度函數(shù)會得到相差較大的結(jié)果，哪種隸屬度函數(shù)更適合某實際算例，這成為了實際應(yīng)用中非常突出的問題。 本文首次提出自適應(yīng)隸屬度函數(shù)算法，通過采用均方差法來賦權(quán)組合經(jīng)研究分析后挑選出的四種常用隸屬度函數(shù)的思路，構(gòu)造出新的組合隸屬度函數(shù)。新的組合函數(shù)需要突出與多評價結(jié)論全體一致性較高的那部分隸屬度函數(shù)的作用，同時兼顧一致性程度較低的另一部分函數(shù)所承載的評價信息，即僅弱化其作用，而不完全剔除該方法，從而既對評價結(jié)論相對一致的多評價結(jié)果進行了優(yōu)化組合，又充分利用了所有的評價方法信息，達到了較好的評價結(jié)果。為此，通過具體的電能質(zhì)量評價算例，確實證明了新構(gòu)造函數(shù)的評價結(jié)果較好地實現(xiàn)了隸屬度計算的穩(wěn)定性和精確性。

作品圖片

  • 改進自適應(yīng)隸屬度函數(shù)及其在電能質(zhì)量綜合評價
  • 改進自適應(yīng)隸屬度函數(shù)及其在電能質(zhì)量綜合評價
  • 改進自適應(yīng)隸屬度函數(shù)及其在電能質(zhì)量綜合評價

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

通過對隸屬函數(shù)的自適應(yīng)組合賦權(quán)構(gòu)建新型隸屬度函數(shù)實現(xiàn)對區(qū)域電能質(zhì)量達到更為穩(wěn)定、準(zhǔn)確的綜合評價。首先對各種常用隸屬度函數(shù)的特點及其適用范圍進行深入分析之；再挑選出其中典型的6種；然后通過均方差法賦權(quán)組合這六種隸屬度函數(shù)來構(gòu)造一個新的隸屬度函數(shù)，提高了隸屬度函數(shù)計算的穩(wěn)定性和精確性；最后通過算例證明本算法。

科學(xué)性、先進性及獨特之處

創(chuàng)新點：（1）以模糊理論為載體的綜合評價方法在電能質(zhì)量綜合評價里得到了最為廣泛的應(yīng)用，本文選定了幾種最為常見的隸屬度函數(shù)方法，運用均方差法，對其進行組合構(gòu)建新函數(shù)；（2）新的組合函數(shù)突出與多評價結(jié)論全體一致性較高的那部分隸屬度函數(shù)的作用，同時兼顧一致性程度較低的另一部分函數(shù)所承載的評價信息，也即僅弱化其作用而不剔除其方法，經(jīng)過實例驗證，證明該方法達到優(yōu)化組合的較好效果。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

智能電網(wǎng)是時代的主流，電能質(zhì)量問題及其評價方法得到了越來越多的關(guān)注與研究。本文設(shè)計的改進型自適應(yīng)隸屬度函數(shù)算法可以實現(xiàn)區(qū)域電能質(zhì)量的較為客觀準(zhǔn)確的評價，得到電能質(zhì)量評價對象在的實際電能質(zhì)量狀況，方便對電能做出相應(yīng)的改善與及時決策。

學(xué)術(shù)論文摘要

摘要：基于電能質(zhì)量綜合評價的需求，本文提出了一種改進的自適應(yīng)隸屬度函數(shù)來處理電能質(zhì)量的綜合評價問題。通過對各種常用隸屬度函數(shù)的特點及其適用范圍進行深入分析，選取合適的隸屬函數(shù)算法，并通過均方差法以自適應(yīng)的加權(quán)組合方式賦權(quán)組合函數(shù)，從而構(gòu)造一個新的隸屬度函數(shù)，提高了計算隸屬度函數(shù)的穩(wěn)定性和精確性。最后通過算例證明了本文所構(gòu)造函數(shù)的合理性。

獲獎情況

本作品英文版在2011APPEEC國際會議論文上發(fā)表，已獲IE檢索。

鑒定結(jié)果

本算法改進傳統(tǒng)隸屬度函數(shù)的缺陷，能在保持評價結(jié)果精確性的前提下，同時實現(xiàn)評價過程的穩(wěn)定性。利用均方差法確定權(quán)重，保留了常用隸屬度函數(shù)的特點，且能綜合地發(fā)揮各隸屬度函數(shù)算法的特點，實用性好。

參考文獻

[1] 賈清泉，宋家驊等，電能質(zhì)量及其模糊方法評價，電網(wǎng)技術(shù)，第24卷第6期2000年6月 [2] 唐會智，彭建春，基于模糊理論的電能質(zhì)量綜合量化指標(biāo)研究，電網(wǎng)技術(shù)，第27卷第12期2003年12月 [3] 譚家茂，黃少先，基于模糊理論的電能質(zhì)量綜合評價方法研究，繼電器，第34卷第3期2006年2月1日 [4] 趙霞，趙成勇等，基于可變權(quán)重的電能質(zhì)量模糊綜合評價，電網(wǎng)技術(shù)，第29卷第6期2005年3月 [5] 張振良. 應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)[M ]. 重慶: 重慶大學(xué)出版社， 1991. [6] Hobbs B F,Metzler C B,PANG Jong-shi “Strategic Gaming Analysis for Electric Power Systems:an MPEC pproach[J]”.IEEE Trans on Power Systems,2000,15(2):638-645. [7] 陳 銘, 李紅燕, 王鐵寧 模糊綜合評判中非線性隸屬函數(shù)的確定 數(shù)學(xué)的實踐與認(rèn)識 第36卷第9期 2006年9月 [8] 袁　力,姜　琴，隸屬函數(shù)確定方法探討 鄖陽師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報 第29卷第6期，2009年12月 [9] 王石青,邱　林,王志良,韓曉軍 確定隸屬函數(shù)的統(tǒng)計分析法 華北水利水電學(xué)院學(xué)報 第23卷第1期 2002年3月 [10] 王睿，方潔等，基于熵權(quán)和AHP 的電能質(zhì)量模糊綜合評估，電測與儀表，2007年第11期 [11] Farghal S.A, Kandil M.S, Elmitwally “A.Quantifying electric power via fuzzy modeling and analytic hierarchy processing.” IEEE Proceedings-Generation, Trasmission and Distribution,2002,149(1):44-49 [12] 李連結(jié)，姚建剛等，組合賦權(quán)法在電能質(zhì)量模糊綜合評價中的應(yīng)用，電力自動化，第31卷第4期2007年2月25日 [13] 郭亞軍. 綜合評價理論、方法及應(yīng)用[M ]. 北京:科學(xué)出版社， 2007.

同類課題研究水平概述

當(dāng)前，國內(nèi)的電能質(zhì)量評估方法主要是利用模糊綜合評估方法（可參考文獻1-4），模糊理論用于電能質(zhì)量評價的關(guān)鍵之一在于隸屬度函數(shù)的設(shè)計。目前來說，比較常用的有矩形分布、尖 分布、正態(tài)分布、梯形分布、嶺形分布等隸屬度函數(shù)模型，同時，也存在有一些由實際問題衍生的隸屬度函數(shù)模型，比如曲邊梯形隸屬度函數(shù)模型（可參考文獻5-9）。但無論哪一種，它們都具有其自身相應(yīng)的特點。一般來說，隸屬度函數(shù)的主要問題在于具體應(yīng)用中函數(shù)難以選擇、函數(shù)里頭的參數(shù)較難確定等，甚至有時同樣的數(shù)據(jù)采用不同的隸屬度函數(shù)會得到相差較大的結(jié)果，哪種隸屬度函數(shù)更適合某實際算例，這成為了實際應(yīng)用中非常突出的問題。結(jié)合電能質(zhì)量綜合評價問題的特點，以上除了梯形隸屬度函數(shù)及矩形隸屬度函數(shù)不適用之外，其他隸屬度函數(shù)基本可行，它們之間的區(qū)別在于隸屬值變化的快慢，不同的函數(shù)模型在參數(shù)選擇上面，存在較大的差別，其中，嶺形函數(shù)的變化是按三角函數(shù)變化規(guī)律，曲邊梯形隸屬度函數(shù)的曲邊變化規(guī)律與數(shù)據(jù)的分布區(qū)間有很大關(guān)聯(lián)，這些特點表明了其與其它隸屬函數(shù)較大的差異。然而，有的文獻與資料并沒有仔細區(qū)分這些不同方法的應(yīng)用特點與適用對象，隨意地應(yīng)用，導(dǎo)致評價結(jié)果往往存在不切實際的缺陷。 考慮到各種方法各有其特點，電能質(zhì)量綜合評價的研究人員提出了組合賦權(quán)的思想，并取得了相應(yīng)的成果。常規(guī)的電能質(zhì)量綜合評價方法絕大多是在按隸屬度分析后運用相關(guān)評價方法得出結(jié)論的，組合賦權(quán)的思想，其運用對象常指的是指標(biāo)的權(quán)重性問題。本文與這些相關(guān)文獻不同，不在指標(biāo)權(quán)重上做客觀以及主觀上的過多分析探討，也不在綜合評價方法上采取硬性或是軟性的組合，而是首次在隸屬度函數(shù)問題上做改進，提出自適應(yīng)電能質(zhì)量綜合評價算法，通過組合賦權(quán)構(gòu)造隸屬度函數(shù)問題，從源頭上把數(shù)據(jù)的隸屬問題完善好，再按常規(guī)的電能質(zhì)量綜合評價原則及方法，進行相應(yīng)的電能質(zhì)量評價。于此，本文選擇了尖 分布、正態(tài)分布、柯西分布、嶺形分布以及曲邊梯形分布這5種基本適用于電能質(zhì)量評價的方法進行賦權(quán)組合，構(gòu)造具有自適應(yīng)特點的新型隸屬度函數(shù)，對電能質(zhì)量進行評價。經(jīng)驗證結(jié)果表明，這樣的處理方式，達到了較為理想的效果。
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