本發(fā)明涉及配電網運行領域，尤其涉及一種基于超球支持向量機的主動配電網經濟運行評價方法。
背景技術：
：配電網的經濟運行是指通過調整不合理的網絡結構，有目標的組織調整供用電負荷，使線路及設備在運行時間內，所輸送的負荷盡量達到合理值，減少電能損耗，降低網損率，提高經濟效益。近年來，隨著分布式發(fā)電、儲能系統(tǒng)、可控負荷等分布式能源(distributedenergyresource,DER)的滲透率日益提高，傳統(tǒng)配電網在運行靈活性、安全性、經濟性等方面面臨較大挑戰(zhàn)，因此主動配電網(activedistributionnetworks,ADN)應運而生。主動配電網ADN作為一個更加復雜的電力系統(tǒng)網絡，對其經濟運行進行評價不僅是節(jié)能降損及指導改造和規(guī)劃的重要保證，也對協(xié)調管理分布式能源起到很好的指導作用，因此對其經濟運行評價的研究具有非常重要的理論價值和實際意義。目前，已有多種評價方法被廣泛應用于電網運行評價中，主要有層次分析法、灰色關聯(lián)度法、BP神經網絡法、模糊綜合評價法、TOPSIS法和數(shù)據(jù)包絡法等，近期的評價方法多是以上幾種方法的組合或者改進，使得計算過程過于繁雜，且計算量較大，影響計算速度，在實際應用中受到限制?，F(xiàn)階段，國內外鮮有關于主動配電網經濟運行評價的研究，主要都集中在電源規(guī)劃、無功優(yōu)化等方面。綜上所述，有必要發(fā)明一種主動配電網經濟運行的評價方法，以解決現(xiàn)有主動配電網經濟運行評價上存在的諸多問題。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明目的在于提供一種精確性高、考慮因素全面、實用性高的基于超球支持向量機的主動配電網經濟運行評價方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述計算方法的步驟如下：(1)在大規(guī)模分布式能源接入主動配電網(activedistributionnetworks,ADN)的背景下，增設了6個如下指標：ADN消納收益率、ADN貢獻電網損耗率、ADN貢獻調峰效度、ADN可控負荷率、ADN滲透率、ADN消納率；AND為主動配電網；(2)將步驟(1)中增設的6個指標與現(xiàn)有評價指標相結合，構建主動配電網經濟運行評價指標體系；(3)利用系統(tǒng)差距指數(shù)和系統(tǒng)協(xié)調指數(shù)對主動配電網經濟運行評價指標體系進行降維處理；(4)基于超球支持向量機建立主動配電網各等級超球模型；(5)根據(jù)與各等級超球球心的距離得出判決函數(shù)，對重疊區(qū)進行改進，最后利用判決函數(shù)判定評價等級。進一步的，步驟(1)中所述的6個指標的具體定義如下：(1-1)ADN消納收益率ADN消納收益率為系統(tǒng)在進行分布式能源消納過程中帶來的經濟收益與所需的運行維護成本之比，計算公式如下所示：τ=Ccap+Cgl+Cpls+Crel+CresCope×100%]]>式中，Ccap為延緩配電網絡投資收益，萬元；Cgl為節(jié)省網損收益，萬元；Cpls為削峰填谷收益，萬元；Crel為提高可靠性收益，萬元；Cres為其他收益，萬元；Cope為分布式能源運行維護費用，萬元；(1-2)ADN貢獻電網損耗率ADN貢獻電網損耗率為分布式能源并網引起的電網損耗變化量與并網前電網總損耗之比，計算公式如下：δ=ΔPADNP0×100%]]>式中，ΔPADN為分布式能源并網引起的網損變化量，MW；P0為分布式能源并網前的電網總損耗，MW；(1-3)ADN貢獻調峰效度ADN貢獻調峰效度為負荷峰值時分布式發(fā)電、儲能系統(tǒng)及可控負荷接入ADN的并網功率與負荷峰值之比，公式如下：ξ=PDG+PESS++PCLPmax×100%]]>式中，PDG為分布式電源在負荷峰值時的并網功率，MW；為儲能系統(tǒng)在負荷峰值時的放電功率，MW；PCL為在負荷峰值時切斷的可控負荷功率，MW；Pmax為負荷峰值(日最大負荷)，MW；(1-4)ADN可控負荷率ADN可控負荷率為可控負荷與日平均負荷之比，公式如下：KCL=PCLmaxPav×100%]]>式中，為可切斷的最大可控負荷功率，MW；Pav為日平均負荷，MW；(1-5)ADN滲透率ADN滲透率為分布式能源靜態(tài)滲透率λit和分布式能源有效滲透率λvx加權之和，公式如下：λ=ωλλit+(1-ωλ)λvx=ωλ·PADNPLmax+(1-ωλ)·PADN*PL]]>式中，ωλ為權重，取值為0.5；表示配網最大負荷功率，MW；PL表示配網實際負荷值，MW；PADN為分布式能源的額定功率，MW；為分布式能源的實際出力，MW；(1-6)ADN消納率ADN消納率是指主動配電網運行期間分布式能源的實際出力與最大允許出力之比，公式如下：ψ=PADN*PADNmax×100%]]>式中，表示實際環(huán)境下分布式能源的最大允許出力，MW。進一步的，步驟2中所述的現(xiàn)有評價指標包括電壓質量X1、線路最大電壓降落X11、母線電壓合格率X12；電網損耗X2、線路理論損耗率X21、配變理論損耗率合格率X22；負荷X3、功率因數(shù)X31、線路最佳負荷區(qū)域X32、線路負荷率X33；配網設備X4、配變負載率合格率X41、線路導線截面積合格率X42、高耗能變壓器占比X43；電網布局X5、供電半徑X51、容載比X52、運行方式X53、導線變壓器匹配度X54；其中，電壓質量X1、電網損耗X2、負荷X3、配網設備X4、電網布局X5為一級指標；線路最大電壓降落X11、母線電壓合格率X12、線路理論損耗率X21、配變理論損耗率合格率X22、功率因數(shù)X31、線路最佳負荷區(qū)域X32、線路負荷率X33、配變負載率合格率X41、線路導線截面積合格率X42、高耗能變壓器占比X43、供電半徑X51、容載比X52、運行方式X53、導線變壓器匹配度X54為二級指標。進一步的，步驟2中，需要對現(xiàn)有評價指標中的線路最大電壓降落X11、母線電壓合格率X12、線路理論損耗率X21、配變理論損耗率合格率X22、功率因數(shù)X31、線路負荷率X33、配變負載率合格率X41、運行方式X53進行改進；改進方法如下：1)線路最大電壓降落ΔU，改進計算方法中需要加入由于分布式能源引起的電壓變化量，公式如下：ΔU＝U1-U2+ΔUADN式中，U1和U2分別為線路的首末端電壓，kV；ΔUADN為主動配電網加入分布式能源引起的電壓變化量，kV；2)母線電壓合格率η1，改進計算方法中需要加入由于大規(guī)模分布式能源并網引起的母線電壓合格時間變化量，公式如下：η1=t1+ΔtADNtΣ×100%]]>式中，t1為母線電壓合格時間，h；t∑為母線電壓總運行時間，h；ΔtADN為主動配電網加入分布式能源引起的電壓變化量，h；3)線路理論損耗率η2，改進計算方法中需要加入由于大規(guī)模分布式能源并網引起的理論損失電量變化量，公式如下：η2=AΣ+ΔAADNAg×100%]]>式中，A∑為線路理論損失電量，MW·h；Ag為線路供電量，MW·h；ΔAADN為主動配電網加入分布式能源引起的線路理論損失電量變化量，MW·h；4)配變理論損耗率合格率η3，改進計算方法中需要加入由于大規(guī)模分布式能源并網引起的配變理論損耗率合格的變化臺數(shù)，公式如下：η3=kp1+ΔkADN1kΣ×100%]]>式中，kp1為理論損耗率合格的配電變壓器臺數(shù)；k∑為配電變壓器的總臺數(shù)；ΔkADN1為主動配電網加入分布式能源引起的配變理論損耗率合格的變化臺數(shù)；5)功率因數(shù)cosθ，改進計算方法中需要加入由于大規(guī)模分布式能源并網引起的有功功率變化量和視在功率變化量，公式如下；cosθ=P+ΔPS+ΔS]]>式中，P為有功功率，MW；S為視在功率，MW；ΔP和ΔS分別為主動配電網加入分布式能源引起的有功功率變化量和視在功率變化量。6)線路負荷率η4，改進計算方法中需要加入由于大規(guī)模分布式能源并網引起的線路平均負荷變化量，公式如下：η4=PL+ΔPLADNPmax]]>式中，PL為線路一定期間內的平均負荷，MW；Pmax為線路一定期間內的最高負荷，MW；ΔPLADN為主動配電網加入分布式能源引起的線路平均負荷變化量，MW；7)配變負載率合格率η5，改進計算方法中需要加入由于大規(guī)模分布式能源并網引起的配變負載率合格的變化臺數(shù)，公式如下：η5=kp2+ΔkADN2kΣ×100%]]>式中，kp2為負載率合格的配電變壓器臺數(shù)；k∑為配電變壓器的總臺數(shù)；ΔkADN2為主動配電網加入分布式能源引起的配變負載率合格的變化臺數(shù)；8)運行方式用線路平均負荷PL來進行量化，在改進計算中用PL+ΔPLADN來進行量化，其中，ΔPLADN為主動配電網加入分布式能源引起的線路平均負荷變化量，MW。進一步的，步驟3的具體過程如下：當指標個數(shù)較多時，映射形成的高維數(shù)據(jù)的特征空間中通常含有許多冗余特征，步驟3-1，構建系統(tǒng)差距指數(shù)差距指數(shù)是刻畫現(xiàn)狀與發(fā)展目標之間差距的狀態(tài)參量，差距指數(shù)包括二級指標差距指數(shù)、一級指標差距指數(shù)和系統(tǒng)差距指數(shù)；二級指標差距指數(shù)可根據(jù)各評價指標的發(fā)展基準、現(xiàn)狀和目標之間的相關關系確定；一級指標差距指數(shù)根據(jù)二級指標差距指數(shù)經加權求和得到，即由下式確定：dr=Σv=1krdrv·ωrv,(r=1,2,...,m)]]>式中，dr為第r個一級指標的差距指數(shù)，0≤dr≤1；kr表示第r個一級指標下包含的二級指標個數(shù)；m為一級指標總數(shù)；為第r個一級指標下第v個二級指標的權重；為第r個一級指標下第v個二級指標的差距指數(shù)；同理，系統(tǒng)差距指數(shù)由一級差距指數(shù)經加權求和確定；步驟3-2，構建系統(tǒng)協(xié)調指數(shù)協(xié)調指數(shù)是反映各一級指標、各二級指標之間保持的協(xié)調性，強調它們之間的協(xié)調發(fā)展；協(xié)調指數(shù)包括一級指標協(xié)調指數(shù)和系統(tǒng)協(xié)調指數(shù)；協(xié)調指數(shù)計算公式如下：H=1Σs-1p-1(p-s)Σs-1p-1Σt-s+1pK(s,t)]]>式中，H為系統(tǒng)或各一級指標協(xié)調指數(shù)，0≤H≤1。ds、dt分別為第s、t個一級指標或二級指標的差距指數(shù)，p為一級指標或各二級指標的總個數(shù)；步驟3-3，修正系統(tǒng)差距指數(shù)由于系統(tǒng)差距指數(shù)是越小越好型，而系統(tǒng)協(xié)調指數(shù)是越大越好型，為了能將兩個指標的類型保持一致，先對系統(tǒng)差距指數(shù)進行修正，修正系統(tǒng)差距指數(shù)為實數(shù)1與系統(tǒng)差距指數(shù)的差值。進一步的，步驟4的具體過程如下：步驟4-1，基于5個等級，給定2維空間的訓練樣本集合Ak(k＝1,…,5)，建立凸二次規(guī)劃函數(shù)；步驟4-2，引入高斯徑向基核函數(shù)，并結合拉格朗日乘子，求解凸二次規(guī)劃函數(shù)的對偶模型，確定支持向量集合；高斯徑向基核函數(shù)為式中σ為核參數(shù)，和為給定訓練樣本點；步驟4-3，根據(jù)支持向量集合確定各等級最小包圍超球的半徑Rk和球心ak(k＝1,…,5)，進而確定各等級最小超球面。進一步的，步驟5的具體過程如下：步驟5-1，假設待評價樣本點為x，根據(jù)樣本點距離各等級超球球心的距離得到判決函數(shù)為fk(x)=sgn(Rk2-Σi,j=1lαikαjkK(xikxjk)+2Σi=1lαikK(xik,x)-K(x,x));]]>式中和為k等級下的拉格朗日乘子，l＝100；步驟5-2，重疊區(qū)的改進對核參數(shù)σ進行優(yōu)化，根據(jù)超球間距最小使重疊區(qū)域盡可能最小，再對最小化的重疊區(qū)域使用子超球支持向量機，建立子超球模型；步驟5-3，評價等級判定首先判斷待評價樣本是否在超球重疊區(qū)域，如果不在重疊區(qū)則直接使用判決函數(shù)即可；如果在重疊區(qū)則先建立子超球模型，然后使用判決函數(shù)判定待評價樣本所屬子超球，根據(jù)判決函數(shù)：當fk(x)＝+1時，則樣本點x位于k等級最小超球內或子超球內；當fk(x)＝-1時，則樣本點x位于k等級最小超球外或子超球外；當fk(x)＝0時，則樣本點x位于k等級最小超球球面上或子超球球面上；因此，由各等級判決函數(shù)的結果最終確定待評價樣本x的等級。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：1、本方法在大規(guī)模分布式能源接入主動配電網背景下定義新指標，并與原有指標相結合構建了主動配電網評價指標體系，并對部分已有指標進行了改進，使評價因素考慮更全面，應用背景更新，更接近實際情況；2、用系統(tǒng)差距指數(shù)和系統(tǒng)協(xié)調指數(shù)對指標體系進行降維處理，使得計算過程更加簡單、快速，冗余性更??；3、將評價等級與超球支持向量機相結合，并利用核參數(shù)與子超球對重疊區(qū)進行改進，使得評價結果更精準、客觀、合理，泛化能力更好，實用性更強。附圖說明圖1是本發(fā)明方法的指標體系示意圖。圖2是本發(fā)明方法中的二維超球重疊示意圖。圖3是本發(fā)明方法的總體流程圖。具體實施方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明：本發(fā)明方法是在考慮大規(guī)模分布式電源接入主動配電網情況下提出的。結合圖1、圖2和圖3，本發(fā)明所述計算方法的具體步驟如下：(1)在大規(guī)模分布式能源接入主動配電網的背景下定義了6個指標；(1-1)ADN消納收益率隨著分布式能源大規(guī)模接入主動配電網，在消納過程中能帶來很多方面的收益?；诖耍景l(fā)明方法中給出了ADN消納收益率的定義。ADN消納收益率為系統(tǒng)在進行分布式能源消納過程中帶來的經濟收益與所需的運行維護成本之比，計算公式如下所示：τ=Ccap+Cgl+Cpls+Crel+CresCope×100%]]>式中，Ccap為延緩配電網絡投資收益，萬元；Cgl為節(jié)省網損收益，萬元；Cpls為削峰填谷收益，萬元；Crel為提高可靠性收益，萬元；Cres為其他收益，萬元；Cope為分布式能源運行維護費用，萬元；(1-2)ADN貢獻電網損耗率在ADN的主動管理下系統(tǒng)潮流得到改善，從而引起電網損耗發(fā)生變化。本發(fā)明方法中給出了ADN貢獻電網損耗率的定義。ADN貢獻電網損耗率為分布式能源并網引起的電網損耗變化量與并網前電網總損耗之比，計算公式如下：δ=ΔPADNP0×100%]]>式中，ΔPADN為分布式能源并網引起的網損變化量，MW；P0為分布式能源并網前的電網總損耗，MW；(1-3)ADN貢獻調峰效度大規(guī)模分布式能源接入ADN起到了很好的調峰作用，同時也緩解了電網的供電壓力。因此，本發(fā)明方法中給出了ADN貢獻調峰效度的定義。ADN貢獻調峰效度為負荷峰值時分布式發(fā)電、儲能系統(tǒng)及可控負荷接入ADN的并網功率與負荷峰值之比，公式如下：ξ=PDG+PESS++PCLPmax×100%]]>式中，PDG為分布式電源在負荷峰值時的并網功率，MW；為儲能系統(tǒng)在負荷峰值時的放電功率，MW；PCL為在負荷峰值時切斷的可控負荷功率，MW；Pmax為負荷峰值(日最大負荷)，MW；(1-4)ADN可控負荷率ADN通過一些技術手段和需求側響應使更多的負荷由不可控變?yōu)榭煽?，可控負荷越多使網絡結構變的越靈活。因此，本發(fā)明方法中給出了ADN可控負荷率的定義。ADN可控負荷率為可控負荷與日平均負荷之比，公式如下：KCL=PCLmaxPav×100%]]>式中，為可切斷的最大可控負荷功率，MW；Pav為日平均負荷，MW。P(t)為t時刻的負荷，MW；(1-5)ADN滲透率基于分布式能源滲透率的定義，本發(fā)明方法中給出了ADN滲透率的定義。ADN滲透率為分布式能源靜態(tài)滲透率λit和分布式能源有效滲透率λvx加權之和，公式如下：λ=ωλλit+(1-ωλ)λvx=ωλ·PADNPLmax+(1-ωλ)·PADN*PL]]>式中，ωλ為權重，本方法取值為0.5；表示配網最大負荷功率，MW；PL表示配網實際負荷值，MW；PADN為分布式能源的額定功率，MW；為分布式能源的實際出力，MW；(1-6)ADN消納率本發(fā)明方法中給出了ADN消納率的定義。ADN消納率是指主動配電網運行期間分布式能源的實際出力與最大允許出力之比，公式如下：ψ=PADN*PADNmax×100%]]>式中，表示實際環(huán)境下分布式能源的最大允許出力，MW。(2)將步驟(1)定義的指標與已有指標相結合，構建主動配電網經濟運行評價指標體系，并對部分已有指標進行改進；(2-1)主動配電網經濟運行評價指標體系本發(fā)明方法在已有評價指標的基礎上，加入步驟(1)針對主動配電網特點定義的6個新的評價指標，并遵循系統(tǒng)性、科學性、客觀性和實用性的原則建立了遞階層次型(即包含一級和二級指標)主動配電網經濟運行評價指標體系，如附圖1所示；(2-2)對部分已有評價指標進行改進在上節(jié)建立的指標體系中，需要改進計算的二級指標包括線路最大電壓降落X11、母線電壓合格率X12、線路理論損耗率X21、配變理論損耗率合格率X22、功率因數(shù)X31、線路負荷率X33、配變負載率合格率X41、運行方式X53。1)線路最大電壓降落ΔU，改進計算方法中需要加入由于分布式能源引起的電壓變化量，公式如下：ΔU＝U1-U2+ΔUADN式中，U1和U2分別為線路的首末端電壓，kV；ΔUADN為主動配電網加入分布式能源引起的電壓變化量，kV。2)母線電壓合格率η1，改進計算方法中需要加入由于大規(guī)模分布式能源并網引起的母線電壓合格時間變化量，公式如下：η1=t1+ΔtADNtΣ×100%]]>式中，t1為母線電壓合格時間，h；t∑為母線電壓總運行時間，h；ΔtADN為主動配電網加入分布式能源引起的電壓變化量，h；3)線路理論損耗率η2，改進計算方法中需要加入由于大規(guī)模分布式能源并網引起的理論損失電量變化量，公式如下：η2=AΣ+ΔAADNAg×100%]]>式中，A∑為線路理論損失電量，MW·h；Ag為線路供電量，MW·h；ΔAADN為主動配電網加入分布式能源引起的線路理論損失電量變化量，MW·h；4)配變理論損耗率合格率η3，改進計算方法中需要加入由于大規(guī)模分布式能源并網引起的配變理論損耗率合格的變化臺數(shù)，公式如下：η3=kp1+ΔkADN1kΣ×100%]]>式中，kp1為理論損耗率合格的配電變壓器臺數(shù)；k∑為配電變壓器的總臺數(shù)；ΔkADN1為主動配電網加入分布式能源引起的配變理論損耗率合格的變化臺數(shù)；5)功率因數(shù)cosθ，改進計算方法中需要加入由于大規(guī)模分布式能源并網引起的有功功率變化量和視在功率變化量，公式如下；cosθ=P+ΔPS+ΔS]]>式中，P為有功功率，MW；S為視在功率，MW；ΔP和ΔS分別為主動配電網加入分布式能源引起的有功功率變化量和視在功率變化量。6)線路負荷率η4，改進計算方法中需要加入由于大規(guī)模分布式能源并網引起的線路平均負荷變化量，公式如下：η4=PL+ΔPLADNPmax]]>式中，PL為線路一定期間內的平均負荷，MW；Pmax為線路一定期間內的最高負荷，MW；ΔPLADN為主動配電網加入分布式能源引起的線路平均負荷變化量，MW；7)配變負載率合格率η5，改進計算方法中需要加入由于大規(guī)模分布式能源并網引起的配變負載率合格的變化臺數(shù)，公式如下：η5=kp2+ΔkADN2kΣ×100%]]>式中，kp2為負載率合格的配電變壓器臺數(shù)；k∑為配電變壓器的總臺數(shù)；ΔkADN2為主動配電網加入分布式能源引起的配變負載率合格的變化臺數(shù)；8)運行方式用線路平均負荷PL來進行量化，在改進計算中用PL+ΔPLADN來進行量化，其中，ΔPLADN為主動配電網加入分布式能源引起的線路平均負荷變化量，MW。(3)利用系統(tǒng)差距指數(shù)和系統(tǒng)協(xié)調指數(shù)對指標體系進行降維處理；當指標個數(shù)較多時，映射形成的高維數(shù)據(jù)的特征空間中通常含有許多冗余特征，本文通過構建系統(tǒng)差距指數(shù)和系統(tǒng)協(xié)調指數(shù)來降低評價指標的維數(shù)；(3-1)系統(tǒng)差距指數(shù)差距指數(shù)是刻畫現(xiàn)狀與發(fā)展目標之間差距的狀態(tài)參量，差距指數(shù)包括二級指標差距指數(shù)、一級指標差距指數(shù)和系統(tǒng)差距指數(shù)。二級指標差距指數(shù)可根據(jù)各評價指標的發(fā)展基準、現(xiàn)狀和目標之間的相關關系確定。一級指標差距指數(shù)根據(jù)二級指標差距指數(shù)經加權求和得到，即由下式確定：dr=Σv=1krdrv·ωrv,(r=1,2,...,m)]]>式中，dr為第r個一級指標的差距指數(shù)，0≤dr≤1；kr表示第r個一級指標下包含的二級指標個數(shù)；m為一級指標總數(shù)；為第r個一級指標下第v個二級指標的權重。同理，系統(tǒng)差距指數(shù)由一級差距指數(shù)經加權求和確定；(3-2)系統(tǒng)協(xié)調指數(shù)協(xié)調指數(shù)是反映各一級指標、各二級指標之間保持的協(xié)調性，強調它們之間的協(xié)調發(fā)展。協(xié)調指數(shù)包括一級指標協(xié)調指數(shù)和系統(tǒng)協(xié)調指數(shù)。協(xié)調指數(shù)包括一級指標協(xié)調指數(shù)和系統(tǒng)協(xié)調指數(shù)。協(xié)調指數(shù)計算公式如下：H=1Σs-1p-1(p-s)Σs-1p-1Σt-s+1pK(s,t)]]>式中，H為系統(tǒng)或各一級指標協(xié)調指數(shù)，0≤H≤1。ds、dt分別為第s、t個一級指標或二級指標的差距指數(shù)，p為一級指標或各二級指標的總個數(shù)；(3-3)修正系統(tǒng)差距指數(shù)由于系統(tǒng)差距指數(shù)是越小越好型，而系統(tǒng)協(xié)調指數(shù)是越大越好型，為了能將兩個指標的類型保持一致，先對系統(tǒng)差距指數(shù)進行修正，修正系統(tǒng)差距指數(shù)為實數(shù)1與系統(tǒng)差距指數(shù)的差值。(4)基于超球支持向量機建立主動配電網各等級超球模型；(4-1)基于5個等級，給定訓練樣本，建立凸二次規(guī)劃函數(shù)本發(fā)明方法擬采用5個分類等級：{I、II、III、IV、V}：即{優(yōu)、良、中、一般、差}。首先給定5個2維空間的訓練樣本集合Ak(k＝1,…,5)，對于每一個集合，尋找一個最小超球，該超球基本將集合內樣本點包圍，設Rk為超球的半徑，ak為超球的球心。根據(jù)樣本數(shù)據(jù)的奇異值引入松弛變量ξii，加入正比于違反約束的懲罰C，通過非線性映射將訓練數(shù)據(jù)映射到一個高維的特征空間進行支持向量域描述訓練，即轉化為求解如下凸二次規(guī)劃的問題：minF(Rk,ak,ξi)=Rk2+CΣi-1iξi]]>0≤ξi(i＝1,…,100)式中，為非線性映射，它將低維原始空間的數(shù)據(jù)映射為高維非線性空間的數(shù)據(jù)；(4-2)為了不必知道非線性映射的具體形式和高維空間的維數(shù)，通過引入核函數(shù)將內積運算用原空間的函數(shù)來實現(xiàn)。同時結合拉格朗日乘子法，可以得到上述規(guī)劃的對偶規(guī)劃，并求得最優(yōu)解，確定支持向量集合。記最優(yōu)解稱對應的樣本為支持向量；稱其余的樣本為非支持向量。本發(fā)明中的核函數(shù)為高斯徑向基核函數(shù)即式中σ為核參數(shù)，和為給定訓練樣本點；(4-3)根據(jù)支持向量集合確定各等級最小包圍超球的半徑Rk和球心ak，其中球心的平方計算公式如下：ak2=Σi=1,jlαikαjkK(xik,xjk)]]>式中和為k等級下的拉格朗日乘子；半徑的平方計算公式如下：計算求得5個等級下最小包圍超球的球心和半徑，進而確定各等級最小超球面。(5)根據(jù)與各等級超球球心的距離得出判決函數(shù)，并對重疊區(qū)進行改進，最后利用判決函數(shù)判定評價等級；(5-1)假設待評價樣本點為x，根據(jù)樣本點距離各等級超球球心的距離得到判決函數(shù)為fk(x)=sgn(Rk2-Σi,j=1lαikαjkK(xikxjk)+2Σi=1lαikK(xik,x)-K(x,x));]]>式中和為k等級下的拉格朗日乘子，l＝100；(5-2)重疊區(qū)的改進在理想情況下，任意兩個超球都是相互獨立的，待測樣本都能被正確分類，但實際上有時超球之間是相互重疊的，位于重疊區(qū)域的樣本點不能再直接按照決策函數(shù)分類。本發(fā)明結合附圖2以二維超球重疊為例進行說明，圖中S1和S2為兩個等級類別，紅色和綠色圓分別為兩個等級最小包圍超球的二維圖，小空心圓為等級S1的訓練樣本點，小實心圓為等級S2的訓練樣本點。為了提高超球重疊時的分類精度，引入了子超球支持向量機。首先將包含有重疊區(qū)域的最小超球(母超球)標識出來，然后對重疊區(qū)域內樣本點使用判決函數(shù)將樣本點分為兩部分，即：同類錯誤樣本點(與母超球所代表樣本類別相同)和異類錯誤樣本點(與母超球所代表樣本類別不相同)，最后求出同類錯誤樣本點子超球和異類錯誤樣本點子超球。本發(fā)明首先基于對核參數(shù)σ進行優(yōu)化，根據(jù)最小超球間距使重疊區(qū)域盡可能最小，然后對最小化的重疊區(qū)域使用子超球支持向量機。本發(fā)明將核參數(shù)優(yōu)化與子超球支持向量機結合，最小化了重疊區(qū)域，簡化了計算過程，并使結果更加精確；(5-3)評價等級判定首先判斷待評價樣本是否在超球重疊區(qū)域，如果不在重疊區(qū)則直接使用判決函數(shù)即可，如果在重疊區(qū)則先建立子超球模型，然后使用判決函數(shù)判定待評價樣本所屬子超球。然后，根據(jù)判決函數(shù)：當fk(x)＝+1時，則樣本點x位于k等級最小超球內或子超球內；當fk(x)＝-1時，則樣本點x位于k等級最小超球外或子超球外；當fk(x)＝0時，則樣本點x位于k等級最小超球球面上或子超球球面上。待測樣本的類別即為所在超球所代表樣本類別。因此，由各等級判決函數(shù)的結果最終確定待評價樣本x的等級。(5-4)評價結果對比分析運用模糊綜合評價方法得到的評價等級與本發(fā)明方法所得結果一致，從而驗證了本發(fā)明提出的評估方法的有效性和合理性。以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內。當前第1頁1 2 3