基于模糊权重的1010100 kVkVkVV终端通信方式决策算法研究

周　成，李映雪，黄　超，刘小春，王　丽

（国网江西省电力有限公司经济技术研究院，江西南昌330043）

0　引言

截至2018年，江西省已建成覆盖全省35 kV以上变电站、供电所、营业厅的光传输网，实现了35 kV及以上变电站通光率100%的目标。《江西电网“十三五”通信发展规划》提出了“十三五”末期配电通信网终端覆盖率100%的目标[1]，由于起步较晚，10 kV终端通信接入网的规划建设缺乏统一的标准，存在EPON、工业以太网、电力线载波、无线公网、无线专网等多种组网方式[2]。现有的10 kV终端通信方式决策以人工干预[3]和定性方式[4]为主，决策过程依赖专家经验，缺乏量化数据支撑，有必要对10 kV终端通信方式决策方法进行研究。

1　10 kV终端通信方式评价指标体系设计

为了评估不同通信技术对配电自动化业务的支撑匹配情况，拟定从技术先进性、工程可行性和运维难度三个维度进行综合分析，其中技术先进性包括技术基础评分、实时性、可靠性和安全性四个指标，工程可行性包括施工成本和设备成本两个指标，运维难度包含运维成本一个指标。指标维度与分解见图1所示。

图1　通信方式评价指标体系

按照上述拟定的指标体系，对10 kV通信接入网采用的EPON、工业以太网、中压电力线载波、无线专网、无线公网等通信方式进行差异分析，并综合比对，如表1所示。

表1　五种通信方式对比

2　基于模糊权重的通信方式决策算法研究

基于模糊熵的模糊权重方法关键步骤依次为建立评判矩阵R、确定模糊权重、建立评价模型、选择最优方案，如图2所示：

图2　通信方式决策算法

1）建立评判矩阵R。对EPON、工业以太网、中压电力线载波、无线公网和无线专网五种通信方式的可靠性、实时性等7个属性建立评判矩阵：

依据国网信通部下发的《配电通信网总体设计》，对EPON、工业以太网、电力线载波、无线专网、无线公网等组网方式的评分如表2。

表2　五种通信方式评分

3）对于EPON、工业以太网、中压电力线载波、无线专网和无线公网五种通信方式中的七个影响因子，按照单层模糊综合评判方法进行评价。因子权重为A，评判矩阵为R，则综合评价结果B1×5＝A1×7×R7×5。

4）选择最优方案，对评判因子集合Bi＝（i＝1，2，……，5）进行比选，则最优结果为max（B1，B2，B3，B4，B5，）。

3　算法实现与实例分析

以抚州市临川区35 kV荣山变配套10 kV线路为算例。35 kV荣山变位于荣山镇境内，荣山镇距抚州市区36 km，是农业大镇，具有典型的农村供电特点。对施工成本、设备成本、运维简易程度要求高，对可靠性、实时性要求相对较低。35 kV荣山变由110 kV腾桥变主供，10 kV出线7条，目前已通光纤并开通至临川区地调电路。算法的伪代码如表3所示。

表3　通信方式对比伪代码

选取 4 个决策者D={D1，D2，D3，D4}对 7 个属性U={U1，U2，…U7} ，决策情况见表4。

表4　五种通信方式对比模糊矩阵

利用基于直觉模糊熵的方法确定模糊权重A=[0.074 438 0.079 853 0.103 716 0.007 763 0.252 635 0.204 935 0.276 660]。

最后计算综合评价结果为B=[70.407 503 65.429 244 76.032 266 90.890 005 67.950 085]。

由评价结果矩阵B分别依次对应EPON、工业以太网、中压电力线载波、无线公网、无线专网的评分，显然无线公网90.890005的评分最高。荣山变配套10 kV线路选用无线公网作为通信接入方式最优，其次是电力线载波。

同理，分别选取一个A类地区、一个B类地区作为样本，得到的综合评价矩阵分别为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]。通过计算，说明配网A、B类地区配电通信网一般采用EPON通信方式，C类地区一般采用无线公网作为接入方式。

4　结束语

本文结合10 kV通信接入网实际情况，通过技术先进性、工程可行性和运维难度共三个维度，建立了通信接入方式评价指标体系。并将该指标体系与基于犹豫度的专家模糊权重法结合，建立模型确定模糊权重，最终实现对10 kV通信方式定量化评估决策。该方法有效解决了现有通信规划方法受专家主观经验影响的问题，为10 kV通信网接入网选择通信方式提供定量化的依据，具有较好的实用价值。