[發明專利]基于小種群實數遺傳算法的高壓絕緣子數值優化方法

在審

• 申請號: 201810589280.2
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108875187A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 鄒宏亮;柳駿;劉寶榮;李一雯;林俊;蔣行輝;何瑾;葉菁;董文碩;張葉
• 申請（專利權）人: 國網浙江臺州市椒江區供電有限公司;國網浙江省電力有限公司臺州供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/00;G06N3/12
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項軍

1.基于小種群實數遺傳算法的高壓絕緣子數值優化方法，其特征在于：包括：

基于共享函數的小生境遺傳算法調整群體中各個個體的適應度；

基于得到的適應度的數值采用逆向選擇算子對最小值的問題進行求解；

采用個體間的歐式距離來指導交叉配對，得到母體選擇算子；

基于得到的母體選擇算子對含有放大因子的交叉算法進行修改，得到新型交叉算法；

對實數遺傳算法中的變異算子進行修改，得到修改后的變異算法。

2.根據權利要求1所述的基于小種群實數遺傳算法的高壓絕緣子數值優化方法，其特征在于，所述采用基于共享函數的小生境遺傳算法調整群體中各個個體的適應度，包括：

考慮小生境淘汰技術共享度，共享度是個體i在群體中共享程度的一種度量，它定義為該個體與群體內其它個體之間的共享函數之和，m表示種群規模，S_i表示為：

d_ij為歐氏距離；

在計算出群體中各個體的共享度后，個體的共享適應度f_sh,i依據下式計算：

f_sh,i(x)＝f_i(x)/S_i i＝1,2,…m。

3.根據權利要求1所述的基于小種群實數遺傳算法的高壓絕緣子數值優化方法，其特征在于，所述采用逆向選擇算子對最小值的問題進行求解，包括：

考慮逆向選擇算子，定義逆向選擇算子是從一個種群中選擇一個個體，它是S^N到S的隨機映射，它由下面的概率分布確定：

其中M為初始種群數，N為保留的精英個體數，f(X_i)表示用共享度調整后的X_i的適應值，α為1的逆向選擇算子是比例逆向選擇算子，取α＝1。

4.根據權利要求3所述的基于小種群實數遺傳算法的高壓絕緣子數值優化方法，其特征在于，所述采用個體間的歐式距離來指導交叉配對，得到母體選擇算子，包括：

考慮避免近親繁殖的母體選擇算子，用種群中任意兩個個體間的歐氏距離d_ij構造歐氏距離矩陣D，即：

5.根據權利要求1所述的基于小種群實數遺傳算法的高壓絕緣子數值優化方法，其特征在于，所述基于得到的母體選擇算子對含有放大因子的交叉算法進行修改，得到新型交叉算法，包括：

考慮交叉算子的改進，改進后的交叉公式為：

和是一對母體，重復操作公式兩次，得到兩個不同的子代個體，改進后的交叉公式得到的個體可能會越限，越限后的處理方式為：如果則令如果則令α是放大因子，用于放大個體和個體之間的距離。

6.根據權利要求1所述的基于小種群實數遺傳算法的高壓絕緣子數值優化方法，其特征在于，所述對實數遺傳算法中的變異算子進行修改，得到修改后的變異算法，包括：

考慮變異算子的改進，生成[0,1]之間的隨機數rand，根據rand是否小于事先設定的變異概率P_m決定基因是否變異，若rand＜P_m，則再次生成[0,1]之間的隨機數rand，根據rand是否大于0.5跳轉不同的公式，即：

7.根據權利要求1所述的基于小種群實數遺傳算法的高壓絕緣子數值優化方法，其特征在于，所述的基于現有程序的二次開發中設計電纜的絕緣厚度，考慮的因素包括電纜絕緣內的電場分布、電力電纜在運行中所承受的各種電壓及絕緣材料擊穿的統計規律以及絕緣的機械強度和工藝性能。

8.根據權利要求1所述的基于小種群實數遺傳算法的高壓絕緣子數值優化方法，其特征在于，所述基于現有程序的二次開發中求三相同軸電纜的電場的最小值是一個有最優解的雙變量優化問題，目標函數為電纜內部絕緣層的最大電場強度E_max，用有限元算法求同軸電纜內部的電場強度，提取場域內部電場的最大值作為目標函數，以導電線芯半徑R_C和另一個半徑R_I為優化變量。