[發(fā)明專利]基于差分進(jìn)化算法的輸電線路機(jī)械除冰次序優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710473468.6
• 申請(qǐng)日: 2017-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN107293995B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝云云;黃琳雁;陳晞;呂友杰;蔡勝;宋雯雯;李凱嶸;陳佳欣;卜京;殷明慧;姚娟;鄒云;蔡晨曉;張俊芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02G1/02
• 分類號(hào): H02G1/02;G06N3/12
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

1.一種基于差分進(jìn)化算法的輸電線路機(jī)械除冰次序優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：獲取架空線路信息和覆冰厚度信息，線路信息包括：各檔檔距、高差、絕緣子串長(zhǎng)度及各絕緣子串偏移量、電線型號(hào)參數(shù)，覆冰厚度信息即連續(xù)檔各檔的覆冰厚度；

步驟2：隨機(jī)生成初始種群，包括：M個(gè)除冰次序組合，確定進(jìn)化代數(shù)T；

步驟3：計(jì)算除冰組合的不平衡力，若不平衡力不在安全范圍內(nèi)，則重新隨機(jī)生成除冰組合，直到不平衡力在安全范圍內(nèi)，之后計(jì)算除冰次序組合的路徑；若不平衡力在安全范圍內(nèi)，則直接計(jì)算除冰次序組合的路徑；

步驟4：建立適應(yīng)度函數(shù)并計(jì)算初始種群各個(gè)除冰次序組合的適應(yīng)度；

步驟5：執(zhí)行種群的變異、修補(bǔ)和交叉，得到新的種群并計(jì)算個(gè)體的適應(yīng)度；

步驟6：比較種群與新種群，選擇適應(yīng)度高的個(gè)體，并更新種群；

步驟7：判斷是否到達(dá)迭代終止條件，如果到達(dá)，則輸出最優(yōu)除冰次序，否則轉(zhuǎn)步驟5。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于差分進(jìn)化算法的輸電線路機(jī)械除冰次序優(yōu)化方法，其特征在于，步驟2中生成M個(gè)除冰次序組合時(shí)，對(duì)除冰組合采用順序編碼，設(shè)其檔距號(hào)i＝1，2，…，n，每檔都被除一次冰且僅一次，個(gè)體為一組除冰次序組合，表示為Tt＝(C₁，C₂，…，C_i，…，C_n)，設(shè)C_i表示第i個(gè)除冰檔的檔距序號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于差分進(jìn)化算法的輸電線路機(jī)械除冰次序優(yōu)化方法，其特征在于，步驟3計(jì)算除冰組合的不平衡力所用公式為：

式中：FC——桿塔的不平衡力張力差占最大使用張力的百分比；

△F_i——第i根桿塔除冰過程中所承受的不平衡張力差；

lim_b——電線的計(jì)算拉斷力；

sec_cof——安全系數(shù)；

σ_i+1、σ_i——第i+1檔、第i檔電線的水平應(yīng)力(N/mm²)；

A——電線的截面積(mm²)；

n——桿塔的數(shù)目。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于差分進(jìn)化算法的輸電線路機(jī)械除冰次序優(yōu)化方法，其特征在于，步驟4建立適應(yīng)度函數(shù)包括以下步驟：

步驟4-1、確定各桿塔距離1檔邊上桿塔的距離l_i1：

式中，l_p0——各檔檔距；

l_i1——各桿塔到1檔邊上桿塔的距離；

步驟4-2、判斷除冰正逆序：

式中，f_i+1——第i+1個(gè)除冰檔正逆序判斷值，1表示正序，0表示逆序；

C_i+1、C_i——第i+1個(gè)、第i個(gè)除冰檔序號(hào)；

步驟4-3、根據(jù)除冰次序計(jì)算每一步路徑：

式中，r_i+1——第i+1個(gè)除冰檔路徑；

f_i——第i個(gè)除冰檔正逆序判斷值；

步驟4-4、計(jì)算路徑占比：

式中，R——一組除冰次序組合的路徑占比。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于差分進(jìn)化算法的輸電線路機(jī)械除冰次序優(yōu)化方法，其特征在于，步驟5執(zhí)行變異、修補(bǔ)、交叉，得到新的種群并計(jì)算個(gè)體的適應(yīng)度，包括以下步驟：

步驟5-1、使用變異算子產(chǎn)生變異個(gè)體，具體過程為：

從當(dāng)前種群中隨機(jī)選擇三個(gè)個(gè)體，將兩個(gè)個(gè)體的差值進(jìn)行縮放，再與第三個(gè)個(gè)體相加得到一個(gè)變異個(gè)體，公式表示為：

Y_i(t)＝X_r1(t)+S(X_r2(t)-X_r3(t))

式中Y_i(t)——第t代種群的第i個(gè)變異個(gè)體，待求值；

X_r1(t)、X_r2(t)、X_r3(t)——第t代種群的任意三個(gè)個(gè)體，r1、r2、r3是1-M之間隨機(jī)選擇的三個(gè)互不相同的整數(shù)，S為縮放因子，取值范圍[0,1]；

步驟5-2、對(duì)落在搜索空間外的個(gè)體進(jìn)行修補(bǔ)：

式中y_ij(t)——第t代變異個(gè)體Y_i(t)的第j維，即第j個(gè)除冰檔；

U_j、L_j——第j維的取值上下限，即除冰檔的上下限，為線路檔數(shù)和1

步驟5-3、執(zhí)行交叉提高種群多樣性，將基準(zhǔn)個(gè)體和變異個(gè)體交叉：

式中u_ij(t)——第t代種群第i個(gè)個(gè)體的變異交叉后的第j維；

x_ij(t)、y_ij(t)——第t代種群第i個(gè)基準(zhǔn)個(gè)體、變異個(gè)體的第j維；

rand_j[0,1]——[0,1]之間的隨機(jī)數(shù)；

Cr——交叉算子，是介于0和1之間的交叉概率；

j_rand——隨機(jī)選擇的除冰檔距號(hào)。