[發明專利]一種變電站接地網最大跨步電位差和最大接觸電位差的智能識別方法

有效

• 申請號: 201610973680.4
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN106645862B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 謝惠藩;譚波;潘卓洪;童雪芳;王相漢;董曉輝;戴敏;何慧文;范冕;張波
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;武漢大學;中國南方電網有限責任公司;國家電網公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

1.一種變電站接地網最大跨步電位差和最大接觸電位差的智能識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)計算接地網地電位升GPR和地表電位函數S(x，y)；

接地網地電位升GPR采用如下公式計算：

F＝(K′GK+Y)V (10)

式(10)中，F為正弦工頻電流，V為n個節點電壓的列向量，K為r×n的二維系數矩陣，r為支路數，K′是K的轉置，G為散流矩陣，Y為節點導納矩陣，V的最大值即為接地網地電位升GPR；

地表電位函數S(x，y)采用點匹配矩量法互阻計算公式計算：

式(11)中，σ是媒質的電導率，I_i是第i段導體的散流，L_i是第i段導體的長度，r是場點(x,y)到第i段 導體的距離；

(2)將最大跨步電位差和最大接觸電位差的求解轉化為帶約束的參數優化問題；

最大跨步電位差的模型表述為：

maxU_S＝|S(x,y)-S(x+cos(α),y+sin(α))| (16)

約束條件為：

α∈[0,360) (17)

對于最大接觸電位差，有

max[U_T(x,y)]＝max[GPR-S(x,y)] (18)

約束條件為：點(x,y)在站址范圍內；

式(18)中，U_T(x,y)是接觸電位差的函數，GPR為接地網節點電位最大值，S(x,y)是地表電位函數；

(3)采用人工蜂群算法尋找最大跨步電位差和最大接觸電位差的最優解；

在人工蜂群算法中，人工蜂群由采蜜蜂、觀察蜂和偵察蜂三種蜜蜂組成，它們各自分工如下：采蜜蜂負責外出尋找蜜源，觀察蜂負責在舞蹈區內等待選擇蜜源，偵察蜂負責隨機搜索蜜源；蜂群采蜜過程中，采蜜蜂和觀察蜂負責執行采摘任務，而偵察蜂執行探索任務；觀察蜂根據與蜜源相關的概率值p_i選擇蜜源，蜜源看成是跨步電位差/接觸電位差最大值的一系列局部最優解：

其中fit_i為解X_i的目標函數值，其中i＝1，2，…，SN，SN為種群中解的個數，即由式(20)或式(21)確定跨步電位差為：

fit_i＝fit(X_i)＝-|S(x,y)-S(x+cos(α),y+cos(α))| (20)

X＝{x,y,α} (21)

或者由式(22)或式(23)確定接觸電位差為：

fit_i＝fit(X_i)＝S(x,y)-GPR (22)

X＝{x,y} (23)

為了從原蜜源的位置產生一個候選位置，ABC算法運用表達式(24)產生：

v_ij＝X_ij+rand(0,1)×(X_ij-X_kj) (24)

其中k為不同于i的蜜源編號，j為隨機選擇的下標，rand(0,1)表示0～1之間的一個隨機數；

假如蜜源位置X_i經過有限次N_S采蜜蜂和觀察蜂的循環搜索之后，不能夠被改進，那么該位置將被放棄，此時采蜜蜂轉變為偵察蜂，并隨機搜索一個蜜源替換原蜜源：

式(25)中，X^j_i為第j個蜜蜂在第i次迭代時的解，X^j_min和X^j_max分別為第j個蜜蜂的已有最優解和最劣解。