一种电动汽车充换电网络服务能力评估方法
一种电动汽车充换电网络服务能力评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及属于电动汽车充换电设施技术领域，特别是设及一种电动汽车充换电 网络服务能力评估方法
【背景技术】
[0002] 目前，电动汽车充换电设施的商业化运营在国内尚处于起步阶段，虽然针对充换 电服务网络开展了一些研究。电动汽车充换电服务网络是电动汽车运行提供能量补给的基 础支撑系统，只有建设完善的电动汽车充换电服务网络才能实现电动汽车大规模普及应 用。已经开展了充换电服务网络动力电池配送最优路径建模方法研究，解决了充换电服务 网络动力电池配送最优路径选择问题;及开展了充换电服务商业模式评价研究，充分发挥 电力企业与石油石化等企业的共同优势;开展了充换电服务网络构成研究，明确了电动汽 车服务网络建设模式的思路及示范意义;也在充换电网络优化调度通用模型等方面开展了 相关研究。但是针对充换电服务网络服务能力分析研究很少，在电动汽车充换电服务网络 的发展过程中，需要建立合理的充换电设备需求分析模型，是指导电动汽车充换电设备的 规划建设，在满足电动汽车充换电需求的基础上，达到最大程度的节约资源、保护环境的目 的。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种通过对方案数学模型的建立、各 评价因素权重系数选取、打分等环节W及充换电服务网络算例，分析方案服务能力客观合 理性的电动汽车充换电网络服务能力评估方法。
[0004] 为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
[0005] -种电动汽车充换电网络服务能力评估方法，其特征在于:包括W下步骤：
[0006] 将被评价对象按某种原则或属性划分为η个评价因素论域：
[0007] U={Ui，U2，...，Ui，...，Un} (1)
[000引式（1)中，Ui表示被评估系统中第i个因素，对评价因素集合化按某种属性划分成m 个子集，有
[0009] Ui={Uil,Ui2,-",Uij,---,Uim} (2)
[0010] 式(2)中，UU表示系统第i个评价因素的第j个子因素，对各评价因素的权重进行分 配，有
[0011] Wi=[Wil,Wi2，...，Wim] (3)
[001^ 式(3)中，Ai是Ui上的一个模糊子集，且满足如下条件：
[0013]
(4)
[0014] 确定被评价对象可能的评价等级集合，每一个因素最终评估结果对应一个评价等 级，即
[0015] v={vi,V2,...,Vs} (5)
[0016] 式(5)中，共有s个评价等级，假定第i个因素化的单因素评估结果为
[0017]
(6)
[0018] 则单级评估模型为
[0019] Bi=WiXRi (7)
[0020] 应用单层次模糊评估分析不会得出精确的评估结果，需要对评价因素按照一定属 性分类，先对每一类进行综合评价，然后再对各类评估结果进行多层次综合评估，
[0021] 给出η个因素中所有子因素的权重分配矩阵，为
[0022]
C8)
[0023] η个评价因素的综合评价决策矩阵为
[0024]
C9 )
[0025] 式(9)即为U到V的一个模糊评价关系，如果U中的各因数子集的权数分配为W，则可 得综合评估结果为
[0026]
(10)
[0027] 式（10)既为评价系统U的综合评判结果，也是U中的所有评价因素的综合评估结 果。
[0028] 前述的一种电动汽车充换电网络服务能力评估方法，其特征在于:包括W下步骤： 评估模型第一层评价因素集合为
[0029] U={Ui，U2，U3，U4} (11)
[0030] 式（11)中，Ui为动力电池，化为充换电技术，化为运营模式，U4为政策标准，综合评 价集中各评价因素的子因素集合为
[0031]
(12)
[0032] 式（12)中，Uii为电池性能参数，Ui2为电池管理技术，Ui3为电池成组技术，Ui4为电池 应用现状;化1为充换电装置研发，化2为充换电设施建设，化3为监控应用系统，化4为计量计费 系统;化功主导类型，化2为能效资源，化3为监管措施，化4为服务能力;U"为政策对象，U42为 补贴标准，U43为示范工程，U44为技术标准，
[0033] 采用层次分析法确定各因素的权重，并建立权重系数矩阵，有
[0034]
(13)
[0035] 根据充换电网络服务能力情况，选取五级评价等级集，即
[0036] V={vi,V2,V3,V4,V5} (14)
[0037] 式（14)中，VI为非常强，V2为较强，V3为一般，V4为较弱，V日为非常弱，且VI，V2，V3，V4 相加等于1;
[0038] 利用专家打分法给出指标评价矩阵，并建立综合目标评价决策矩阵，其中U的一个 子因素评估结果为
[0039] 则单级评估模型为
[0040] Bi=WiXRi (16)
[0041 ] Wi各评价子因素的权重集合，Wi = [ Wil，，…，Wi4]
[0042] 然后先对每一类进行综合评价，然后再对各类评估结果进行多层次综合评估，那 么综合目标评价决策矩阵R，即
[00创
（Γ7)
[0044] 求综合评估结果，为
[0045] C=WXR (18)
[0046] 求能力评估总得分
[0047] f = CXST (19)
[004引式(17)中，S为评价集对应的分数向量。
[0049] 前述的一种电动汽车充换电网络服务能力评估方法，其特征在于:所述S具体评分 表由表1给出，
[0050] 表1能力评分表
[0化1 ]
[0052] 根据式（19)计算结果并对照表1查询，即可得到各评价因素的服务能力大小，并可 W根据评估结果针对性地修改完善。
[0053] 本发明所达到的有益效果:本发明利用模糊综合层次分析法对充换电网络诸多因 素进行综合分析，实现了对电动汽车充换电网络服务能力的综合评估，使用户有一个更加 清晰系统全面的认知。该方案兼顾了各因素间的模糊性和层次性，能够客观评价因素影响， 能够为电大汽车充换电服务网络的完善提供帮助。通过对该方法数学建模，分析了各评价 因素的权重系数及计算过程。该方法兼顾了充换电服务网络风险评估各因素间存在的模糊 性和层次性，并通过专家打分环节明确各因素在系统中表现，使能力评估更具客观性。算例 分析表明，该方法可有效评估各因素服务能力等级，为电动汽车充换电服务网络正常运营 提供参考。
【附图说明】
[0054] 图1是电动汽车充换电服务网络架构示意图。
[0055] 图2是本发明充换电网络服务能力评估模型示意图。
【具体实施方式】
[0056] 下面结合附图对本发明作进一步描述。W下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能W此来限制本发明的保护范围。
[0057] 本发明电动汽车充换电网络服务能力评估方法，电动汽车充换电服务网络总体架 构如图1所示，至下而上包含Ξ层，分别为终端设备层、站级管理层、运行管理中屯、层。故性 能评价主要针对充换电服务网络架构和充换电网络服务能力评估模型及风险评估模型进 行分析。
[0058] 对充换电服务网络架构、充换电网络服务能力评估模型、风险评估模型的分析如 下：
[0059] 电动汽车充换电服务网络总体架构如图1所示，至下而上包含Ξ层，分别为终端设 备层、站级管理层、运行管理中屯、层，其中运行管理中屯、层根据需要又可分为省级管理和总 部级管理两部分。
[0060] 从图1可知，整个充换电服务网络较复杂，即包含动力电池特性、充换电设施设备 及建设、充换电网络监控等，又包含运行管理、计费管理、物流配送、检修管理、业务管理等。 改善该充换电网络服务能力，并降低其运营风险，是本发明重点研究内容。
[0061] 2.对充换电网络服务能力评估模型分析
[0062] 综合模糊层次分析：
[0063] 将被评价对象按某种原则或属性划分为η个评价因素论域：
[0064] U={Ui，U2，...，Ui，...，Un} (1)
[0065] 式（1)中，Ui表示被评估系统中第i个因素。对评价因素集合化按某种属性划分成m 个子集，有
[0066] Ui={uil,Ui2,-",Uij,---,Uim} (2)
[0067] 式(2)中，UU表示系统第i个评价因素的第j个子因素。对各评价因素的权重进行分 配，有
[006引 Wi= [Wil,Wi2, ...，Wim] (3)
[00例式(3)中，Ai是化上的一个模糊子集，且满足如下条件：
[0070]
的）
[0071] 确定被评价对象可能的评价等级集合，每一个因素最终评估结果对应一个评价等 级，即
[0072] V 二{vi，V2，...，Vs} (5)
[0073] 式(5)中，共有S个评价等级。假定第i个因素化的单因素评估结果为
[0074]
[0075] 则单级评估模型为
[0076] Bi=WiXRi (7)
[0077] 针对复杂系统，需要考虑的评价因素较多，且各评价因素处于不同的层次，如果应 用单层次模糊评估分析不会得出精确的评估结果。因此，需要对评价因素按照一定属性 分类，先对每一类进行综合评价，然后再对各类评估结果进行多层次综合评估。
[00 78] 给出η个因素中所有子因素的权重分配矩阵为
[0079]
[0080] η个评价因素的综合评价决策矩阵为
[0081]
[0082] 式(9)即为U到V的一个模糊评价关系。如果U中的各因数子集的权数分配为W，则可 得综合评估结果为
[0083]
[0084] 式（10)既为评价系统U的综合评判结果，也是U中的所有评价因素的综合评估结 果。
[00化]3.风险评估模型建立
[0086] 充换电网络服务能力主要体现在动力电池、充换电技术、运营模式和政策标准等 方面，其评估模型如图2所示。
[0087] 评估模型第一层评价因素集合为
[008引 U=化1，化，化，山} (11)
[0089]式（11)中，Ui为动力电池，化为充换电技术，化为运营模式，U4为政策标准，综合评 价集中各评价因素的子因素集合为
[0090]
[0091] 式（12)中，Uii为电池性能参数，Ui2为电池管理技术，Ui3为电池成组技术，Ui4为电池 应用现状;化1为充换电装置研发，化2为充换电设施建设，化3为监控应用系统，化4为计量计费 系统;化功主导类型，化2为能效资源，化3为监管措施，化4为服务能力;U"为政策对象，U42为 补贴标准，U43为示范工程，U44为技术标准，
[0092] 采用层次分析法确定各因素的权重，并建立权重系数矩阵，有
[0093]
[0094] 根据充换电网络服务能力情况，选取五级评价等级集，即
[0095] V={vi,V2,V3,V4,V5} (14)
[0096] 式（14)中，VI为非常强，V2为较强，V3为一般，V4为较弱，V日为非常弱，且VI，V2，V3，V4 相加等于1;
[0097] 利用专家打分法给出指标评价矩阵，并建立综合目标评价决策矩阵，其中U的一个 子因素评估结果为
[0098] 则单级评估模型为
[0099] Bi=WiXRi (16)
[0100] Wi各评价子因素的权重集合，Wi=[Wil，Wi2,…，Wi4]
[0101] 然后先对每一类进行综合评价，然后再对各类评估结果进行多层次综合评估，那 么综合目标评价决策矩阵R，即
[0102]
[0103] 求综合评估结果，为
[0104] C=WXR (18)
[0105] 求能力评估总得分
[0106] f = CXST (19)
[0107] 式(17)中，S为评价集对应的分数向量，具体评分表由表1给出，
[0108] 表1能力评分表
[0109]
[0110] 根据式（19)计算结果并对照表1查询，即可得到各评价因素的服务能力大小，并可 W根据评估结果针对性地修改完善。
[0111] 下面W苏沪杭城际互联运营服务网络为例进行分析，并给出各子因素专家经验打 分表，如表2所不。
[0112] 表2各因素专家打分表
[0113]
[0114] 根据表2专家打分表中各因素评价分数W及公式（11-17)，制定并建立各因素的权 重矩阵和综合目标评价决策矩阵，如表3所示。
[011引表3模糊评价项目表
[0116]
[0117]由表3及式(17)计算综合目标评价决策矩阵，为
[0121] 由表1及式(21)计算风险评估总得分，为
[0122] f = CXS=[76.73,76.50,77.21,77.26]τ (22)
[0123] 评分结果及对应安全等级由表4给出
[0124] 表4各因素模糊综合评估结果
[0125]
[0126] 由表4服务能力等级可知，针对动力电池、充换电技术、运营模式和政策标准四个 评价因素都仅仅处于一般服务状态，尚未达到绝对非常强的服务等级，还需要通过改善相 关子因素，W便提高总评分，作者将在后续论文中针对改善措施开展进一步研究。
[0127] 此处仅假定所有因素改善后经专家打分都能获得100分，则通过上述算例计算可 得如表5所示的评价结果。
[0128] 表5绝对优化后各因素模糊综合评估结果
[0129] 表5绝对优化后各因素模糊综合评估结果
[0130]
[0131 ]由表5可知，若各子因素都完美，则经过模糊综合评价后的服务能力等级都为"非 常强"，说明通过该评价模型可W实现对充换电网络各组成部分的有效评价。
[0132] 本发明提供了电动汽车充换电网络服务能力评估方法，该方法利用模糊综合层次 分析法对充换电网络诸多因素进行综合分析，实现了对电动汽车充换电网络服务能力的综 合评估，使用户有一个更加清晰系统全面的认知。该方法兼顾了各因素间的模糊性和层次 性，能够客观评价因素影响，能够为电大汽车充换电服务网络的完善提供帮助。
[0133] W上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该 了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原 理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，运些变化和改进 都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界 定。
【主权项】
1. 一种电动汽车充换电网络服务能力评估方法，其特征在于:包括以下步骤： 将被评价对象按某种原则或属性划分为η个评价因素论域： U={Ui,U2,---,Ui,---,Un} (1) 式（1)中，U1表示被评估系统中第i个因素，对评价因素集合U1按某种属性划分成m个子 集，有 Ui = {uil ,Ui2 , · ,Uij , ··· ,Uim} (2) 式(2)中，Ulj表示系统第i个评价因素的第j个子因素，对各评价因素的权重进行分配， 有 Wi= [Wil ,Wi2 , ·' ,Wim] (3) 式(3)中，仏是仏上的一个模糊子集，且满足如下条件：确定被评价对象可能的评价等级集合，每一个因素最终评估结果对应一个评价等级， 即 V= {vi,V2, · ,Vs} (5) 式(5)中，共有s个评价等级，假定第i个因素U1的单因素评估结果为则单级评估模型为 Bi=WiXRi (7) 应用单层次模糊评估分析不会得出精确的评估结果，需要对评价因素按照一定属性分 类，先对每一类进行综合评价，然后再对各类评估结果进行多层次综合评估， 给出η个因素中所有子因素的权重分配矩阵，为) η个评价因素的综合评价决策矩阵为式(9)即为U到V的一个模糊评价关系，如果U中的各因数子集的权数分配为W，则可得综 合评估结果为式(10)既为评价系统U的综合评判结果，也是U中的所有评价因素的综合评估结果。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充换电网络服务能力评估方法，其特征在于:包 括以下步骤:评估模型第一层评价因素集合为 (11) 式(11)中，U1为动力电池，1]2为充换电技术，U3为运营模式，U4为政策标准，综合评价集中 各评价因素的子因素集合为式（12)中，Uii为电池性能参数，Ui2为电池管理技术，Ui3为电池成组技术，Ui4为电池应用 现状;U21为充换电装置研发，U22为充换电设施建设，U23为监控应用系统，U 24为计量计费系 统;U31为主导类型，U32为能效资源，U 33为监管措施，Um为服务能力;U41为政策对象，U42为补 贴标准，U43为示范工程，U 44为技术标准， 采用层次分析法确定各因素的权重，并建立权重系数矩阵，有根据充换电网络服务能力情况，选取五级评价等级集，即 V= {vi，V2，V3，V4，V5} (14) 式（14)中，Vl为非常强，V2为较强，V3为一般，V4为较弱，V5为非常弱，且Vl，V2，V3, V4相加 等于1 ; 利用专家打分法给出指标评价矩阵，并建立综合目标评价决策矩阵，其中U的一个子因 素评估结果为则单级评估模型为 Bi=WiXRi (16) Wi各评价子因素的权重集合，Wi= [Wil，Wi2，…，Wi4] 然后先对每一类进行综合评价，然后再对各类评估结果进行多层次综合评估，那么综 合目标评价决策矩阵R，即求综合评估结果，为 C=WXR (18) 求能力评估总得分 f = CXST (19) 式(17)中，S为评价集对应的分数向量。3.根据权利要求2所述的一种电动汽车充换电网络服务能力评估方法，其特征在于:所 述S具体评分表由表1给出， 表1能力评分表根据式(19)计算结果并对照表1查询，即可得到各评价因素的服务能力大小。
【专利摘要】本发明公开了一种电动汽车充换电网络服务能力评估方法，包括以下步骤：设计第一层评价因素集合以及综合评价集中各评价因素的子因素集合：采用层次分析法确定各子因素的权重，并建立权重系数矩阵，利用专家打分法给出指标评价矩阵，并建立综合目标评价决策矩阵，然后求得综合评估结果，并利用综合评估结果求风险评估总得分f。本发明兼顾了充换电服务网络风险评估各因素间存在的模糊性和层次性，并通过专家打分环节明确各因素在系统中表现，使方案能力评估更具客观性。算例分析表明，本方法可有效评估各因素服务能力等级，为电动汽车充换电服务网络正常运营提供参考。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105488337
【申请号】CN201510828057
【发明人】陈良亮, 赵明宇, 张卫国, 石进永, 李捷, 李香龙, 刘秀兰, 曾爽, 陈伟, 戴依诺, 邓超, 杨凤坤, 张宁, 唐雾婺
【申请人】国家电网公司, 国电南瑞科技股份有限公司, 国网北京市电力公司, 国电南瑞南京控制系统有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月25日
【技术领域】
[0001] 本发明设及属于电动汽车充换电设施技术领域，特别是设及一种电动汽车充换电 网络服务能力评估方法
【背景技术】
[0002] 目前，电动汽车充换电设施的商业化运营在国内尚处于起步阶段，虽然针对充换 电服务网络开展了一些研究。电动汽车充换电服务网络是电动汽车运行提供能量补给的基 础支撑系统，只有建设完善的电动汽车充换电服务网络才能实现电动汽车大规模普及应 用。已经开展了充换电服务网络动力电池配送最优路径建模方法研究，解决了充换电服务 网络动力电池配送最优路径选择问题;及开展了充换电服务商业模式评价研究，充分发挥 电力企业与石油石化等企业的共同优势;开展了充换电服务网络构成研究，明确了电动汽 车服务网络建设模式的思路及示范意义;也在充换电网络优化调度通用模型等方面开展了 相关研究。但是针对充换电服务网络服务能力分析研究很少，在电动汽车充换电服务网络 的发展过程中，需要建立合理的充换电设备需求分析模型，是指导电动汽车充换电设备的 规划建设，在满足电动汽车充换电需求的基础上，达到最大程度的节约资源、保护环境的目 的。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种通过对方案数学模型的建立、各 评价因素权重系数选取、打分等环节W及充换电服务网络算例，分析方案服务能力客观合 理性的电动汽车充换电网络服务能力评估方法。
[0004] 为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
[0005] -种电动汽车充换电网络服务能力评估方法，其特征在于:包括W下步骤：
[0006] 将被评价对象按某种原则或属性划分为η个评价因素论域：
[0007] U={Ui，U2，...，Ui，...，Un} (1)
[000引式（1)中，Ui表示被评估系统中第i个因素，对评价因素集合化按某种属性划分成m 个子集，有
[0009] Ui={Uil,Ui2,-",Uij,---,Uim} (2)
[0010] 式(2)中，UU表示系统第i个评价因素的第j个子因素，对各评价因素的权重进行分 配，有
[0011] Wi=[Wil,Wi2，...，Wim] (3)
[001^ 式(3)中，Ai是Ui上的一个模糊子集，且满足如下条件：
[0013]
(4)
[0014] 确定被评价对象可能的评价等级集合，每一个因素最终评估结果对应一个评价等 级，即
[0015] v={vi,V2,...,Vs} (5)
[0016] 式(5)中，共有s个评价等级，假定第i个因素化的单因素评估结果为
[0017]
(6)
[0018] 则单级评估模型为
[0019] Bi=WiXRi (7)
[0020] 应用单层次模糊评估分析不会得出精确的评估结果，需要对评价因素按照一定属 性分类，先对每一类进行综合评价，然后再对各类评估结果进行多层次综合评估，
[0021] 给出η个因素中所有子因素的权重分配矩阵，为
[0022]
C8)
[0023] η个评价因素的综合评价决策矩阵为
[0024]
C9 )
[0025] 式(9)即为U到V的一个模糊评价关系，如果U中的各因数子集的权数分配为W，则可 得综合评估结果为
[0026]
(10)
[0027] 式（10)既为评价系统U的综合评判结果，也是U中的所有评价因素的综合评估结 果。
[0028] 前述的一种电动汽车充换电网络服务能力评估方法，其特征在于:包括W下步骤： 评估模型第一层评价因素集合为
[0029] U={Ui，U2，U3，U4} (11)
[0030] 式（11)中，Ui为动力电池，化为充换电技术，化为运营模式，U4为政策标准，综合评 价集中各评价因素的子因素集合为
[0031]
(12)
[0032] 式（12)中，Uii为电池性能参数，Ui2为电池管理技术，Ui3为电池成组技术，Ui4为电池 应用现状;化1为充换电装置研发，化2为充换电设施建设，化3为监控应用系统，化4为计量计费 系统;化功主导类型，化2为能效资源，化3为监管措施，化4为服务能力;U"为政策对象，U42为 补贴标准，U43为示范工程，U44为技术标准，
[0033] 采用层次分析法确定各因素的权重，并建立权重系数矩阵，有
[0034]
(13)
[0035] 根据充换电网络服务能力情况，选取五级评价等级集，即
[0036] V={vi,V2,V3,V4,V5} (14)
[0037] 式（14)中，VI为非常强，V2为较强，V3为一般，V4为较弱，V日为非常弱，且VI，V2，V3，V4 相加等于1;
[0038] 利用专家打分法给出指标评价矩阵，并建立综合目标评价决策矩阵，其中U的一个 子因素评估结果为
[0039] 则单级评估模型为
[0040] Bi=WiXRi (16)
[0041 ] Wi各评价子因素的权重集合，Wi = [ Wil，，…，Wi4]
[0042] 然后先对每一类进行综合评价，然后再对各类评估结果进行多层次综合评估，那 么综合目标评价决策矩阵R，即
[00创
（Γ7)
[0044] 求综合评估结果，为
[0045] C=WXR (18)
[0046] 求能力评估总得分
[0047] f = CXST (19)
[004引式(17)中，S为评价集对应的分数向量。
[0049] 前述的一种电动汽车充换电网络服务能力评估方法，其特征在于:所述S具体评分 表由表1给出，
[0050] 表1能力评分表
[0化1 ]
[0052] 根据式（19)计算结果并对照表1查询，即可得到各评价因素的服务能力大小，并可 W根据评估结果针对性地修改完善。
[0053] 本发明所达到的有益效果:本发明利用模糊综合层次分析法对充换电网络诸多因 素进行综合分析，实现了对电动汽车充换电网络服务能力的综合评估，使用户有一个更加 清晰系统全面的认知。该方案兼顾了各因素间的模糊性和层次性，能够客观评价因素影响， 能够为电大汽车充换电服务网络的完善提供帮助。通过对该方法数学建模，分析了各评价 因素的权重系数及计算过程。该方法兼顾了充换电服务网络风险评估各因素间存在的模糊 性和层次性，并通过专家打分环节明确各因素在系统中表现，使能力评估更具客观性。算例 分析表明，该方法可有效评估各因素服务能力等级，为电动汽车充换电服务网络正常运营 提供参考。
【附图说明】
[0054] 图1是电动汽车充换电服务网络架构示意图。
[0055] 图2是本发明充换电网络服务能力评估模型示意图。
【具体实施方式】
[0056] 下面结合附图对本发明作进一步描述。W下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能W此来限制本发明的保护范围。
[0057] 本发明电动汽车充换电网络服务能力评估方法，电动汽车充换电服务网络总体架 构如图1所示，至下而上包含Ξ层，分别为终端设备层、站级管理层、运行管理中屯、层。故性 能评价主要针对充换电服务网络架构和充换电网络服务能力评估模型及风险评估模型进 行分析。
[0058] 对充换电服务网络架构、充换电网络服务能力评估模型、风险评估模型的分析如 下：
[0059] 电动汽车充换电服务网络总体架构如图1所示，至下而上包含Ξ层，分别为终端设 备层、站级管理层、运行管理中屯、层，其中运行管理中屯、层根据需要又可分为省级管理和总 部级管理两部分。
[0060] 从图1可知，整个充换电服务网络较复杂，即包含动力电池特性、充换电设施设备 及建设、充换电网络监控等，又包含运行管理、计费管理、物流配送、检修管理、业务管理等。 改善该充换电网络服务能力，并降低其运营风险，是本发明重点研究内容。
[0061] 2.对充换电网络服务能力评估模型分析
[0062] 综合模糊层次分析：
[0063] 将被评价对象按某种原则或属性划分为η个评价因素论域：
[0064] U={Ui，U2，...，Ui，...，Un} (1)
[0065] 式（1)中，Ui表示被评估系统中第i个因素。对评价因素集合化按某种属性划分成m 个子集，有
[0066] Ui={uil,Ui2,-",Uij,---,Uim} (2)
[0067] 式(2)中，UU表示系统第i个评价因素的第j个子因素。对各评价因素的权重进行分 配，有
[006引 Wi= [Wil,Wi2, ...，Wim] (3)
[00例式(3)中，Ai是化上的一个模糊子集，且满足如下条件：
[0070]
的）
[0071] 确定被评价对象可能的评价等级集合，每一个因素最终评估结果对应一个评价等 级，即
[0072] V 二{vi，V2，...，Vs} (5)
[0073] 式(5)中，共有S个评价等级。假定第i个因素化的单因素评估结果为
[0074]
[0075] 则单级评估模型为
[0076] Bi=WiXRi (7)
[0077] 针对复杂系统，需要考虑的评价因素较多，且各评价因素处于不同的层次，如果应 用单层次模糊评估分析不会得出精确的评估结果。因此，需要对评价因素按照一定属性 分类，先对每一类进行综合评价，然后再对各类评估结果进行多层次综合评估。
[00 78] 给出η个因素中所有子因素的权重分配矩阵为
[0079]
[0080] η个评价因素的综合评价决策矩阵为
[0081]
[0082] 式(9)即为U到V的一个模糊评价关系。如果U中的各因数子集的权数分配为W，则可 得综合评估结果为
[0083]
[0084] 式（10)既为评价系统U的综合评判结果，也是U中的所有评价因素的综合评估结 果。
[00化]3.风险评估模型建立
[0086] 充换电网络服务能力主要体现在动力电池、充换电技术、运营模式和政策标准等 方面，其评估模型如图2所示。
[0087] 评估模型第一层评价因素集合为
[008引 U=化1，化，化，山} (11)
[0089]式（11)中，Ui为动力电池，化为充换电技术，化为运营模式，U4为政策标准，综合评 价集中各评价因素的子因素集合为
[0090]
[0091] 式（12)中，Uii为电池性能参数，Ui2为电池管理技术，Ui3为电池成组技术，Ui4为电池 应用现状;化1为充换电装置研发，化2为充换电设施建设，化3为监控应用系统，化4为计量计费 系统;化功主导类型，化2为能效资源，化3为监管措施，化4为服务能力;U"为政策对象，U42为 补贴标准，U43为示范工程，U44为技术标准，
[0092] 采用层次分析法确定各因素的权重，并建立权重系数矩阵，有
[0093]
[0094] 根据充换电网络服务能力情况，选取五级评价等级集，即
[0095] V={vi,V2,V3,V4,V5} (14)
[0096] 式（14)中，VI为非常强，V2为较强，V3为一般，V4为较弱，V日为非常弱，且VI，V2，V3，V4 相加等于1;
[0097] 利用专家打分法给出指标评价矩阵，并建立综合目标评价决策矩阵，其中U的一个 子因素评估结果为
[0098] 则单级评估模型为
[0099] Bi=WiXRi (16)
[0100] Wi各评价子因素的权重集合，Wi=[Wil，Wi2,…，Wi4]
[0101] 然后先对每一类进行综合评价，然后再对各类评估结果进行多层次综合评估，那 么综合目标评价决策矩阵R，即
[0102]
[0103] 求综合评估结果，为
[0104] C=WXR (18)
[0105] 求能力评估总得分
[0106] f = CXST (19)
[0107] 式(17)中，S为评价集对应的分数向量，具体评分表由表1给出，
[0108] 表1能力评分表
[0109]
[0110] 根据式（19)计算结果并对照表1查询，即可得到各评价因素的服务能力大小，并可 W根据评估结果针对性地修改完善。
[0111] 下面W苏沪杭城际互联运营服务网络为例进行分析，并给出各子因素专家经验打 分表，如表2所不。
[0112] 表2各因素专家打分表
[0113]
[0114] 根据表2专家打分表中各因素评价分数W及公式（11-17)，制定并建立各因素的权 重矩阵和综合目标评价决策矩阵，如表3所示。
[011引表3模糊评价项目表
[0116]
[0117]由表3及式(17)计算综合目标评价决策矩阵，为
[0121] 由表1及式(21)计算风险评估总得分，为
[0122] f = CXS=[76.73,76.50,77.21,77.26]τ (22)
[0123] 评分结果及对应安全等级由表4给出
[0124] 表4各因素模糊综合评估结果
[0125]
[0126] 由表4服务能力等级可知，针对动力电池、充换电技术、运营模式和政策标准四个 评价因素都仅仅处于一般服务状态，尚未达到绝对非常强的服务等级，还需要通过改善相 关子因素，W便提高总评分，作者将在后续论文中针对改善措施开展进一步研究。
[0127] 此处仅假定所有因素改善后经专家打分都能获得100分，则通过上述算例计算可 得如表5所示的评价结果。
[0128] 表5绝对优化后各因素模糊综合评估结果
[0129] 表5绝对优化后各因素模糊综合评估结果
[0130]
[0131 ]由表5可知，若各子因素都完美，则经过模糊综合评价后的服务能力等级都为"非 常强"，说明通过该评价模型可W实现对充换电网络各组成部分的有效评价。
[0132] 本发明提供了电动汽车充换电网络服务能力评估方法，该方法利用模糊综合层次 分析法对充换电网络诸多因素进行综合分析，实现了对电动汽车充换电网络服务能力的综 合评估，使用户有一个更加清晰系统全面的认知。该方法兼顾了各因素间的模糊性和层次 性，能够客观评价因素影响，能够为电大汽车充换电服务网络的完善提供帮助。
[0133] W上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该 了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原 理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，运些变化和改进 都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界 定。
【主权项】
1. 一种电动汽车充换电网络服务能力评估方法，其特征在于:包括以下步骤： 将被评价对象按某种原则或属性划分为η个评价因素论域： U={Ui,U2,---,Ui,---,Un} (1) 式（1)中，U1表示被评估系统中第i个因素，对评价因素集合U1按某种属性划分成m个子 集，有 Ui = {uil ,Ui2 , · ,Uij , ··· ,Uim} (2) 式(2)中，Ulj表示系统第i个评价因素的第j个子因素，对各评价因素的权重进行分配， 有 Wi= [Wil ,Wi2 , ·' ,Wim] (3) 式(3)中，仏是仏上的一个模糊子集，且满足如下条件：确定被评价对象可能的评价等级集合，每一个因素最终评估结果对应一个评价等级， 即 V= {vi,V2, · ,Vs} (5) 式(5)中，共有s个评价等级，假定第i个因素U1的单因素评估结果为则单级评估模型为 Bi=WiXRi (7) 应用单层次模糊评估分析不会得出精确的评估结果，需要对评价因素按照一定属性分 类，先对每一类进行综合评价，然后再对各类评估结果进行多层次综合评估， 给出η个因素中所有子因素的权重分配矩阵，为) η个评价因素的综合评价决策矩阵为式(9)即为U到V的一个模糊评价关系，如果U中的各因数子集的权数分配为W，则可得综 合评估结果为式(10)既为评价系统U的综合评判结果，也是U中的所有评价因素的综合评估结果。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充换电网络服务能力评估方法，其特征在于:包 括以下步骤:评估模型第一层评价因素集合为 (11) 式(11)中，U1为动力电池，1]2为充换电技术，U3为运营模式，U4为政策标准，综合评价集中 各评价因素的子因素集合为式（12)中，Uii为电池性能参数，Ui2为电池管理技术，Ui3为电池成组技术，Ui4为电池应用 现状;U21为充换电装置研发，U22为充换电设施建设，U23为监控应用系统，U 24为计量计费系 统;U31为主导类型，U32为能效资源，U 33为监管措施，Um为服务能力;U41为政策对象，U42为补 贴标准，U43为示范工程，U 44为技术标准， 采用层次分析法确定各因素的权重，并建立权重系数矩阵，有根据充换电网络服务能力情况，选取五级评价等级集，即 V= {vi，V2，V3，V4，V5} (14) 式（14)中，Vl为非常强，V2为较强，V3为一般，V4为较弱，V5为非常弱，且Vl，V2，V3, V4相加 等于1 ; 利用专家打分法给出指标评价矩阵，并建立综合目标评价决策矩阵，其中U的一个子因 素评估结果为则单级评估模型为 Bi=WiXRi (16) Wi各评价子因素的权重集合，Wi= [Wil，Wi2，…，Wi4] 然后先对每一类进行综合评价，然后再对各类评估结果进行多层次综合评估，那么综 合目标评价决策矩阵R，即求综合评估结果，为 C=WXR (18) 求能力评估总得分 f = CXST (19) 式(17)中，S为评价集对应的分数向量。3.根据权利要求2所述的一种电动汽车充换电网络服务能力评估方法，其特征在于:所 述S具体评分表由表1给出， 表1能力评分表根据式(19)计算结果并对照表1查询，即可得到各评价因素的服务能力大小。
【专利摘要】本发明公开了一种电动汽车充换电网络服务能力评估方法，包括以下步骤：设计第一层评价因素集合以及综合评价集中各评价因素的子因素集合：采用层次分析法确定各子因素的权重，并建立权重系数矩阵，利用专家打分法给出指标评价矩阵，并建立综合目标评价决策矩阵，然后求得综合评估结果，并利用综合评估结果求风险评估总得分f。本发明兼顾了充换电服务网络风险评估各因素间存在的模糊性和层次性，并通过专家打分环节明确各因素在系统中表现，使方案能力评估更具客观性。算例分析表明，本方法可有效评估各因素服务能力等级，为电动汽车充换电服务网络正常运营提供参考。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105488337
【申请号】CN201510828057
【发明人】陈良亮, 赵明宇, 张卫国, 石进永, 李捷, 李香龙, 刘秀兰, 曾爽, 陈伟, 戴依诺, 邓超, 杨凤坤, 张宁, 唐雾婺
【申请人】国家电网公司, 国电南瑞科技股份有限公司, 国网北京市电力公司, 国电南瑞南京控制系统有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月25日
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