层次分析法在波浪能发电装置选型中的应用

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1、能臻查坯境层次分析-去在波琅能发电装置选型中的应用李成龙1张军1,2何宏舟1,2杨绍辉·zf1集美大学机械与能源工程学院2福建省清洁燃烧与能源高效利用工程技术研究中心福建厦门361021)摘要“多浮摆式”波浪能发电装置是利用多个摆板系统以提高能量捕捉性能的发电装置。比较国外发展较成熟的3种“多浮摆式”波浪能发电装置的特点，根据福建沿海海域的海况，运用层次分析法选取了一种适宜该海域的装置，为目前波浪能发电装置的改进和研究提供参考依据关键词波浪能层次分析法多浮摆式发电装置中图分类号：TM619文献标识码：B文章编号：1672—9064(

2、2013)06—047—04波浪能是海洋能源中蕴藏最为丰富的能源之一．它是在表1Saaty标度风的作用下产生的．并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能目前已经研究开发了多种波浪能发电装置。实现波浪能的转换。它们的形式主要有鸭式、振荡浮子式、振荡水柱式、摆式等几种类型⋯。其中，摆式波浪能发电装置因其具有结构简单、适应性强、频率响应范围宽等优点，已在波浪能发电中得到广泛应用在摆式发电装置的应用中．摆式结构法．和积法与方根法简单易行．特征根法理论意义和实用价形式的选择极为重要．由于涉及的因素较多．如何科学合理值较大。本文采用特征根法，

3、其计算方法如下：选择一种结构往往不是一件容易的事。为此．本文尝试采用(1)求单一准则下元素两两比较的判断矩阵A=(a．)mm。层次分析的方法对3种多浮摆式结构形式进行了全面比较(2)求A的最大特征值一及其对应的特征向量U-(u，，分析．并最终选择了一种最佳的多浮摆式结构形式u2，⋯，un)To1层次分析法原理n(3)将u归一化，即：Wi=ui／H，i=1，2，⋯，n。层次分析法(AnalyticHierarohvProcess．AHP)是由美国为保证权重的质量．还要对判断矩阵进行一致性检验。学者T．L．Saatv于20世纪70年代末

4、提出的一种简便的多层检验方法如下：次权重解析方法，具有思路清晰、系统性强、实用面广等特(1)计算判断矩阵A的最大特征值；点。它的主要特征是．合理地把定性与定量的决策结合起来．按(2)求一致性指标CI(CI=(一一n)／n一1)；照思维心理的规律把决策过程层次化、数量化．分4个步骤E2]。(3)查表求相应的平均随机一致性指标RI(表2)：1．1建立系统的递阶层次模型(4)计算一致性比率CR(CR=CI／RI)：利用层次分析法解决问题．首先是建立层次结构模型(5)判断：当CR<0．1时，认为判断矩阵A有满意一致解：在层次结构中．最高层是

5、决策问题的预订目标和理想结果．否则．应考虑修正判断矩阵中间层是实现目标需考虑的准则．最低层是实现目标可供选表2矩阵的随机指标择的各种措施、决策或方案阶数3456789101112131．2构造两两比较的判断矩阵RIO．580．91．】2】．24】．321．4】】45】491．5】】．541．56当层次结构模型建立以后．需将同一层次的各元素对于1．4计算方案层元素关于总目标的排序权重上一层次每一元素的重要性进行比较．构造如下判断矩阵：对于常见的3层结构，其相应权重向量分别为w(”．w(，w／x2⋯l／xl(一，般w(一L1，如果第2层

6、的a个元素对于目标层的权重为：／2⋯2／2A=W‘’=w(2]W2(2)，⋯，W(第3层中的b个元素关于第2层中第j1，，个元素的单一准则排序权重向量为：u．()=u1．(，“[3]，⋯，(3)，则第3层b个元素对于目标的合成权重为：设上一层某一元素二支配的下一层各元素X，，X，⋯，X，(：U((’f2)以a表示XiXj关于z的影响之比，通常采用表I的Saaty标’度，其中i，j=l，2，⋯，n。1．3计算各被支配元素的权重m；()=●●(3)层次分析法权重的计算一般用和积法、方根法和特征根：：基金项目：国家海洋局海洋可再生能源专项

7、(项目编号：XMME2011BL02)；国家自然科学基金项目(项目编号：51209104)作者简介：李成龙(1989～)，男，江西赣州人，集美大学硕士研究生，主要从事海洋能利用等方面研究。2013．N0．6．o能煎境2．4-3计算各被支配元素的权重目标雇^根据判断矩阵进行计算，对于准则层的6个元素，通过准则屡Bmatlab编程计算得到如下权重向量：w()=(0．04750．06570．11000．16480．23130．3807TO该判断矩阵的最大特征值~knm=6．1556，求得CR=0．0251<0．10，故判断矩阵有满意一致解

8、。对于方案层，经过计图4多浮摆式波浪能发电装置择优的层次结构图算求得：2．4．2构造两两比较的判断矩阵r0．16920．25830．29700．40000．29700．55843通过查阅国内外文献[]．构造出判断矩阵如表3至表u()：