基于模糊權重的1010100 kVkVkVV終端通信方式決策算法研究

周　成，李映雪，黃　超，劉小春，王　麗

（國網江西省電力有限公司經濟技術研究院，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、營業廳的光傳輸網，實現了35 kV及以上變電站通光率100%的目標。《江西電網“十三五”通信發展規劃》提出了“十三五”末期配電通信網終端覆蓋率100%的目標[1]，由于起步較晚，10 kV終端通信接入網的規劃建設缺乏統一的標準，存在EPON、工業以太網、電力線載波、無線公網、無線專網等多種組網方式[2]。現有的10 kV終端通信方式決策以人工干預[3]和定性方式[4]為主，決策過程依賴專家經驗，缺乏量化數據支撐，有必要對10 kV終端通信方式決策方法進行研究。

1　10 kV終端通信方式評價指標體系設計

為了評估不同通信技術對配電自動化業務的支撐匹配情況，擬定從技術先進性、工程可行性和運維難度三個維度進行綜合分析，其中技術先進性包括技術基礎評分、實時性、可靠性和安全性四個指標，工程可行性包括施工成本和設備成本兩個指標，運維難度包含運維成本一個指標。指標維度與分解見圖1所示。

圖1　通信方式評價指標體系

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

表1　五種通信方式對比

2　基于模糊權重的通信方式決策算法研究

基于模糊熵的模糊權重方法關鍵步驟依次為建立評判矩陣R、確定模糊權重、建立評價模型、選擇最優方案，如圖2所示：

圖2　通信方式決策算法

1）建立評判矩陣R。對EPON、工業以太網、中壓電力線載波、無線公網和無線專網五種通信方式的可靠性、實時性等7個屬性建立評判矩陣：

依據國網信通部下發的《配電通信網總體設計》，對EPON、工業以太網、電力線載波、無線專網、無線公網等組網方式的評分如表2。

表2　五種通信方式評分

3）對于EPON、工業以太網、中壓電力線載波、無線專網和無線公網五種通信方式中的七個影響因子，按照單層模糊綜合評判方法進行評價。因子權重為A，評判矩陣為R，則綜合評價結果B1×5＝A1×7×R7×5。

4）選擇最優方案，對評判因子集合Bi＝（i＝1，2，……，5）進行比選，則最優結果為max（B1，B2，B3，B4，B5，）。

3　算法實現與實例分析

以撫州市臨川區35 kV榮山變配套10 kV線路為算例。35 kV榮山變位于榮山鎮境內，榮山鎮距撫州市區36 km，是農業大鎮，具有典型的農村供電特點。對施工成本、設備成本、運維簡易程度要求高，對可靠性、實時性要求相對較低。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地調電路。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 個決策者D={D1，D2，D3，D4}對 7 個屬性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]。

最后計算綜合評價結果為B=[70.407 503 65.429 244 76.032 266 90.890 005 67.950 085]。

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

同理，分別選取一個A類地區、一個B類地區作為樣本，得到的綜合評價矩陣分別為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]。通過計算，說明配網A、B類地區配電通信網一般采用EPON通信方式，C類地區一般采用無線公網作為接入方式。

4　結束語

本文結合10 kV通信接入網實際情況，通過技術先進性、工程可行性和運維難度共三個維度，建立了通信接入方式評價指標體系。并將該指標體系與基于猶豫度的專家模糊權重法結合，建立模型確定模糊權重，最終實現對10 kV通信方式定量化評估決策。該方法有效解決了現有通信規劃方法受專家主觀經驗影響的問題，為10 kV通信網接入網選擇通信方式提供定量化的依據，具有較好的實用價值。