[發明專利]一種基于改進和聲算法的配電線路故障區段定位方法

在審

• 申請號: 201710228141.2
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN107015112A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 金濤;張怡真;蘇泰新
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊,薛金才

技術領域

本發明涉及配電網故障定位領域，特別是一種基于改進和聲算法的配電線路故障區段定位方法。

背景技術

配電線路直接與負載端相連接，因此對于其故障區段的定位問題尤為重要。隨著越來越多的分布式電源(Distributed Generator,DG)接入配電系統，使得配電網從單電源輻射狀網絡變為功率雙向流動的復雜多端電源網絡，很大程度上改變了配電網原有的拓撲結構和潮流方向，使得故障區段定位問題變得更加復雜。對于具有饋線終端單元(FTU)和監控和數據采集(SCADA)系統的可監控區域，可以利用FTU上傳的故障信息實現故障區段定位。但是由于FTU大多設置在戶外，容易受到天氣等環境因素的影響，導致信息的畸變。因此對于含DG的配電網絡故障區段定位，需要研究出具有高準確性與容錯性的算法。

目前常用的基于FTU的故障區段定位方法可以分為兩大類：直接算法和間接算法。直接算法中最典型的算法為矩陣算法，該方法計算速度快，但是其容錯性有待提高。間接算法主要包括一些智能搜索算法，如粒子群算法(PSO)、遺傳算法(GA)等，但是其具有容易陷入局部最優的缺陷。

和聲算法(HS)是近年來新提出的一種啟發式智能算法，基于其優勢和特點已經成功應用于許多實際問題中。但是該算法同樣存在易陷入局部最優的缺點，所以本專利對和聲算法進行改進，采用二進制搜索模式并結合最優和聲進行基音調整，加快算法的收斂速度并降低算法陷入局部最優的概率，并將其應用于含分布式電源的配電線路故障區段定位問題中。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于改進和聲算法的配電線路故障區段定位方法，其特征在于，其過程為：

步驟S1：初始化改進和聲算法參數，包括和聲記憶庫大小(HMS)、和聲記憶庫考慮概率(HMCR)、最大基音調整概率(PAR_max)、最小基音調整概率(PAR_min)、最大迭代次數(K)；

步驟S2：產生HMS個二進制和聲向量存入和聲記憶庫HM，其中每個和聲變量對應配電線路區段狀態編碼，個體的維度N對應配電線路中開關節點的個數；

步驟S3：根據目標函數，即對應配電線路適應度函數，找出和聲庫中的最優和聲x^best和最差和聲x^worst

步驟S4：計算基音調整概率：

式中，k代表當前迭代次數；

步驟S5：基于HMCR、PAR進行即興創作，產生新的和聲向量。具體包括以下步驟：

步驟S51：產生一個取值范圍為(0,1)的隨機數rand1，如果rand1<HMCR，則在和聲庫HM中隨機選取一個和聲變量xⁱ，否則新產生一個和聲變量；

步驟S52：對于步驟S51中的和聲變量xⁱ，產生一個取值范圍為(0,1)的隨機數rand2，如果rand2<PAR，則對xⁱ進行基音調整，否則新產生一個和聲變量；

步驟S53：對于步驟S52中的基音調整環節，具體過程為，對微調步長bw在(0,1)范圍內隨機取值，再產生一個取值范圍為(0,1)的隨機數rand3，若rand3<0.5，則利用bw對xⁱ進行調整，否則令xⁱ＝x^best；

步驟S6：更新和聲記憶庫，若新和聲變量x^new優于當前HM中的最差和聲x^worst，則用x^new替代x^worst；

步驟S7：判斷終止條件。若當前迭代次數k大于最大迭代次數K，則結束運行，否則重復步驟5和步驟6；

步驟S8：輸出最優解，即對應為故障區段。

其中，步驟S3中所述的適應度函數為：

式中，f_it(n)表示第n個個體的適應度值，n＝1,2,...,N；N為開關個數；η∈[0,1]，代表權系數；I_j表示饋線終端單元FTU上傳的故障信息；表示第j個開關的實際開關函數；s_i表示第i個區段的區段狀態編碼，當i區段出現故障時取值1，否則為0。