[發明專利]一種基于粒子群的配電網故障定位方法

在審

• 申請號: 201811134087.6
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN108957246A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 余泓圻;詹雄鏗;李鈣;伍海明;鄒松青;陳曉科;黃輝;王慶斌;徐銳波;黃文威;謝振良;吳志寶;麥桂明
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司云浮供電局
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種基于粒子群的配電網故障定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1：將配電網中饋線終端設備FTU看作節點，節點間的線路為將要定位的區域，且線路的方向是線路上潮流的方向，將配電網映射為一個有向圖；

S2：根據配電網的有向圖和拓撲結構，構建評價函數，利用粒子群算法得到評價函數最小時的最優解，以此確定故障區域；

S3：提出改進算法收斂性的措施，并搭建仿真平臺進行驗證。

2.根據權利要求1所述的一種基于粒子群的配電網故障定位方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括以下步驟：

s11：將配電網中的饋線終端設備FTU看作節點并編號，并對各節點間的區域進行編號；

s12：確定配電網絡的正方向，參考電源向全網供電的功率流出方向即為配電網絡的正方向；

s13：若饋線終端設備FTU測到過電流信息與網絡正方向相同時，向控制主站上報1，否則上報0。

3.根據權利要求2所述的一種基于粒子群的配電網故障定位方法，其特征在于，所述評價函數的表達式為表達式的值為每個潛在解對應的適應度值，值越小表示解越優良，因此評價函數應取極小值；式中，I_j為第j個饋線終端設備FTU上傳的故障信息，取值為1認為該饋線終端設備FTU流過了故障電流，為0則未流過；I_j^*(S_B)為各饋線終端設備FTU節點的期望狀態，若該饋線終端設備FTU流過了故障電流，則期望狀態為1，相反，期望狀態為0，其為各設備狀態的函數，饋線終端設備FTU下游有任意區域故障，則該值為1，否則為0；N為配電網中饋線區段的總數；S_B為配電網中各設備狀態，為1表明設備故障，取0則設備正常；表示一個權系數乘以故障設備數，w是根據故障診斷理論中“最小集”概念設置的權重系數，0,<w<1。

4.根據權利要求3所述的一種基于粒子群的配電網故障定位方法，其特征在于，所述粒子群算法具體為：每個優化問題的解都是粒子在搜索空間中的位置，然后粒子追隨當前的最優粒子在解空間中搜索，在搜索過程中，每個粒子到目前為止找到的自身的最優位置稱為粒子的個體極值p_best，所有粒子中的最優位置記為全局極值g_best，并根據下式更新自身的速度和位置：式中:和分別為粒子i在第k+1次迭代時在第m維空間的位置和速度；ω為慣性權重；c₁和c₂為加速因子，都是正實數；r₁和r₂為隨機產生的一個介于[0，1]之間的隨機數；為粒子i至第k次迭代為止在第m維空間找到的個體最優粒子位置；為至第k次迭代為止在第m維空間找到的群體最優粒子位置。

5.根據權利要求4所述的一種基于粒子群的配電網故障定位方法，其特征在于，為解決離散或二進制變量的優化問題，采用二進制粒子群優化算法；將粒子的位置和粒子最優的個體值都限定為0或1，而對粒子的速度不加限制；根據速度大小來選擇在粒子對應位置上的為0或者1，速度較大，則表示對應位置選1的概率大；速度較小則意味著對應位置可能會選0，其基本公式如下式所示：

式中的為隨機產生的介于[0，1]之間的隨機數；為防止函數飽和，粒子的速度設定在[-4,4]范圍內，對應的函數為：

6.根據權利要求4或5所述的一種基于粒子群的配電網故障定位方法，其特征在于，在步驟S3中所述改進算法收斂性的措施，利用壓縮因子法，將粒子的速度按照下式進行修正：式中：且慣性權重ω對于平衡算法的全局搜索能力和局部搜索能力有很大作用，ω值較大，算法具有較強的全局搜索能力，但收斂性下降；ω值較小，算法傾向于局部搜索，易陷入局部極值。