关键词:城市电网规划决策;三角模糊数;模糊层次分析法1引言
在城市电网规划的过程中，规划人员经常需要面临对一系列在技术上满足要求的方案进行选择的问题［1］。在解决这一问题时，需要考虑各种相关因素，对方案综合评价，最后再寻求相对满意的方案。层次分析法（AHP）是一种实用的多因素决策方法，该方法定性与定量相结合地处理各种决策因素的过程实质是一个多属性决策过程（MADM）。近年来该方法也被应用于城网规划的决策过程。但在应用的过程中规划人员发现传统的层次分析法存在以下缺陷：1)专家对电网规划方案的定性评价打分采用点值，不能够准确地反映规划决策因素的模糊性和不确定性；2)在构造比较判断矩阵时，由一个专家来给出比较判断矩阵往往带有较大的片面性，从而导致由排序向量进行规划决策的可信度不足［2］。针对上述问题，在规划决策中采用模糊层次分析法（FUZZYAHP）能够解决点值打分缺乏弹性的问题，并且能最大限度地降低专家个人偏好对打分的影响。本文首先介绍模糊层次分析法的原理，然后结合某小区高压配电网规划实例，介绍基于模糊层次分析法的城市电网规划决策评判过程。
2模糊层次分析法
AHP是在决策过程中对非定量事件做定量分析的一种方法，也是对人们主观判断做客观分析的有效方法，考虑到主观判断的不确定性，故在使用AHP法进行专家咨询时，可将专家的客观描述用实数域上的模糊数来描述，从而使所得到的判断矩阵成为了模糊判断矩阵，经过权重求解和排序解决实际决策问题，下面对该方法的关键部分进行说明。
2.1三角模糊数基本概念
2.1.1三角模糊数的定义
定义［3］：记F(R)为R上的全体模糊数，设M∈F(R),如果：
1)M的隶属函数μm：R→［0,1］可表示为
2)存在x0∈R,使得μm(x0)=1；
3)对任意的λ∈(0,1),Mλ=｛x｜μm(x)≥λ｝是一个凸集。
则称M为三角模糊数,可记为（l,m,u）。
2.1.2三角模糊数的运算
设M1=(l1,m1,u1),M2=(l2,m2,u2)是两个三角模糊数，则这样定义三角模糊数的运算：
2.2应用三角模糊数的FUZZYAHP
2.2.1建立层次结构并构造模糊判断矩阵
首先根据决策因素重要性的不同建立层次结构，设专家个数为T，待选方案Q个。专家打分采用三角模糊数的形式，即打分是以m为中值的三角模糊数［3］。
设与某一个决策因素相关联的下一层决策因素共有n个，所有专家的评分构成了一组模糊判断矩阵,由于对于该层上所有决策因素的两两比较（所得打分矩阵后面简称为因素判断矩阵）以及针对任意一个因素的所有方案两两比较（所得打分矩阵后面简称为方案判断矩阵），每个专家都要进行打分，所以对于该层上所有决策因素的两两比较以及针对任意一个因素的所有方案两两比较都得到T个打分矩阵，必须综合这些专家的意见，使T个打分矩阵转化成为一个综合判断矩阵（文中M=(Mij)n×n表示该层因素综合判断矩阵，Ek=()Q×Q表示针对第k个因素的方案综合判断矩阵，k=1……n），该层方案综合判断矩阵及因素综合判断矩阵的每个元素可由下式来求得［4］：
式中：aij表示综合判断矩阵第i行第j个元素，表示第t个专家给出的打分矩阵第i行第j个元素，并且由于所得综合判断矩阵具有互反性质，所以
2.2.2计算局部权重及综合权重
局部因素模糊权重可以根据式(3)求出：
其中，Sk表示局部因素模糊权重，局部因素模糊权重向量为S=［S1，S2……，Sn］T。
局部方案模糊权重的求解公式与局部因素模糊权重的求解公式相类似：
其中：Fkq表示第q个方案针对第k个因素的局部方案权重值,q=1……Q。形成局部方案权重矩阵F局部权重向量Nx可由下式求得［5］
然后就可以根据传统层次分析法的法则向上逐层进行计算，最后求得三角模糊排序向量，即对总目标的综合权重。应用模糊数学的法则对三角模糊排序向量进行排序，选取与之对应的方案。
3模糊层次分析法在某小区规划决策中的实际应用
3.1案例介绍
该规划区62km2范围内需要规划高压配电网，核心区7.43km2需要进行中压配电网规划。根据该地区电网的技术原则和负荷预测值，变电站电压等级可以采用35kV和110kV两个电压等级。高压配电电压的选择成为最为突出的问题，经过规划人员的筛选，得到下面三个在技术上能够满足要求的方案:
方案一：在这个方案里，主要使用35kV作为变电站的电压等级。较多的应用35kV的变电站有利于使得中压配电网局部形成联络，但是这样会造成上一级高压送电站出现的仓位不足，不得不对35kV用户站采用T形式的接线，会导致其可靠性下降，并且由于该方案中220kV站的35kV出线仓位已满，使得部分35kV站即使距离220kV站很近，也无法由220kV站对其供电。而且由于采用35kV作为主要工作电压等级，造成站点数量增加，占用较多的土地资源。
方案二：这个方案大部分高压配电站采用110kV电压，站点总数较少，上一级220kV站出线较少，9个110kV站形成三个“手拉手”接线，结构清晰，可靠性较高。核心区由110kV变10kV供电，不需要另行设立35kV用户站，缺点是可靠性较变电站数多的方案有所降低，并且变电站位于小区中心，对周边的影响相对于方案一较大。
方案三：这个方案的特点是除了核心区采用110kV站之外，其他地区采用35kV站。该方案综合了方案一和方案二的优点，使该方案上一级220kV出线数适中，线路结构清晰，在核心区，可靠性较高。但是缺点也很明显，由于存在两个工作电压等级，造成运行和设备维护难度增大。
3.2算法步骤
应用FUZZYAHP进行电网规划综合评判的整个算法步骤如下：
1)认真分析待选方案特点，建立决策层次结构；
2)通过专家打分确定所有的因素判断矩阵和方案判断矩阵；
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