[發明專利]基于遺傳算法的輸電網潮流圖自動布局優化算法及系統

有效

• 申請號: 201410436530.0
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104217252A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 王正風;戴長春;王松;趙學會;朱六璋;夏同飛;劉祥;余麗;秦婷
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力公司;安徽南瑞繼遠軟件有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 金凱

1.基于遺傳算法的輸電網潮流圖自動布局優化算法，其特征在于：該算法包括以下步驟：

(1)初始化電網拓撲信息，讀取電網拓撲中與設備列表相關的節點集NC，節點集NC中的各節點用NCi表示；

(2)創建初始種群P，并設定節點遍歷計數i，從1遍歷至x；生成隨機數Rand，從節點集NC中隨機選取Rand個NCi，組成染色體Pi，將Pi添加至種群P中；

(3)設定迭代次數t，初始化迭代次數t＝0；

(4)根據公式計算種群P中每個染色體Pi的適應度值；

其中，Gi為一個特定供區，E(Gi)為該供區的能量值，n為Pi所包含的NCi的個數；

(5)判斷迭代次數t是否大于m；

若是，則執行步驟(6)；

若否，則對種群P中的每個染色體Pi執行交叉操作和變異操作，迭代次數t＝t+1，返回步驟(4)；

(6)判斷分析員是否給出了結束生成的命令，如果給出則停止自動生成過程，執行步驟(7)；若未給出則跳轉至步驟(2)；

(7)輸出自動排布結果，即輸電網絡局部拓撲圖。

2.根據權利要求1所述的基于遺傳算法的輸電網潮流圖自動布局優化算法，其特征在于：步驟(1)中所述的初始化電網拓撲信息包括以下步驟：

(1.1)從數據庫獲取站外電氣拓撲，包括節點結合N和線路集合L；節點集合N中的各節點用Ni表示，線路集合L中的各線路用Li表示；

(1.2)讀取設備列表C，設備列表C中的各設備用Ci表示，且Ci的節點類型為母線或開關；

(1.3)讀取供區列表G，供區列表G中的各供區用Gi表示，且Ci和Gi一一對應。

3.根據權利要求1所述的基于遺傳算法的輸電網潮流圖自動布局優化算法，其特征在于：步驟(2)中所述的“創建初始種群P，并設定節點遍歷計數i，從1遍歷至x；生成隨機數Rand，從節點集NC中隨機選取Rand個NCi，組成染色體Pi，將Pi添加至種群P中”的具體過程為：

(2.1)創建初始種群P；

(2.2)設定節點遍歷計數i，從1遍歷至x；

(2.3)生成隨機數Rand，從節點集NC中隨機選取Rand個NCi，組成染色體Pi，將Pi添加至種群P中；

(2.4)節點遍歷計數器i自加1，即i＝i+1；判斷i是否等于x，如果不相等則跳轉至步驟(2.3)。

4.根據權利要求1所述的基于遺傳算法的輸電網潮流圖自動布局優化算法，其特征在于：步驟(4)中所述的“根據公式計算種群P中每個染色體Pi的適應度值”具體過程為：

(4.1)遍歷種群P中的每個染色體Pi，獲取Pi中NCi的狀態；

(4.2)對NCi的狀態取反，將取反后的NCi的狀態值設置到SCADA系統中；

(4.3)從SCADA系統返回該染色體狀態下，根據公式計算種群P中每個染色體Pi的適應度值Fit(Pi)；其中，Gi為一個特定供區，E(Gi)為該供區的能量值，n為Pi所包含的NCi的個數。

5.根據權利要求1所述的基于遺傳算法的輸電網潮流圖自動布局優化算法，其特征在于：步驟(5)中所述的“對種群P中的每個染色體Pi執行交叉操作和變異操作”的具體過程為：

(5.1)設定節點遍歷計數j，從1遍歷至y；

(5.2)執行交叉操作，操作算子為Cross(Pi,Pj)，從種群P中任意選取兩個染色體Pi和Pj，隨機選取Pi中的一個NCi與Pj中的一個NCj進行互換；

(5.3)執行變異操作，操作算子為Mutate(Pi)，從種群P中任意選擇一個染色體Pi，隨機從節點集NC中獲取一個節點NCi加入到染色體Pi中。

(5.4)節點遍歷計數器j自加1，即j＝j+1；判斷j是否等于y，如果不相等則跳轉至步驟(5.2)。

6.根據權利要求1～5任意一項所述的基于遺傳算法的輸電網潮流圖自動布局優化算法的優化系統，其特征在于：包括布局計算子系統和人機交互子系統；

所述的布局計算子系統包括電網數據庫交互模塊、漸進式排布模塊、動態排布的中間結果輸出模塊、最終排布結果輸出模塊；所述的電網數據庫交互模塊，用于和電網數據庫進行交互，從電網數據庫獲得電網拓撲數據信息；所述的漸進式排布模塊，用于通過基于遺傳算法的輸電網潮流圖自動布局優化算法、對電網數據節點和線路進行排布；所述的動態排布的中間結果輸出模塊，用于在排布過程中，將漸進式排布的數據結果按特定的形式顯示出來；所述的最終排布結果輸出模塊，用于將最終結果以圖像方式顯示出來；

所述的人機交互子系統包括排布節點與線路選擇界面、中間布局顯示模塊、人工修正模塊和最終結果顯示模塊；所述的排布節點與線路選擇界面，用于為分析人員提供選擇節點和線路的界面；所述的中間布局顯示模塊，用于將排布過程中產生的中間結果以動態圖的形式顯示出來；所述的人工修正模塊，用于與分析員進行交互、人工選擇排布的走向；所述的最終結果顯示模塊，用于將系統產生的最終結果數據以SVG圖像的形式展示給分析人員。