[發明專利]基于冗余編碼修正的停電系統恢復路徑優化方法

在審

• 申請號: 201811631644.5
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109801184A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 趙珊珊;劉釗;雷加智;張越;馮俊牟
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06N3/12;G06Q10/04
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發明公開了一種基于冗余編碼修正的停電系統恢復路徑優化方法，將發生停電事故待恢復的電網用無向圖拓撲表示，使用遺傳算法求解恢復路徑，在遺傳算法中先加入圈狀冗余路徑修正算法修正圈狀冗余，再加入樹枝狀冗余路徑修正算法修正不在目標中的冗余投運路徑，得到無冗余的路徑解，計算每個解的適應度值，輸出修正后的最優路徑解。本發明通過冗余路徑修正算法，使生成的路徑不再有冗余支路，提高智能算法的尋優效率。

技術領域

本發明涉及電力系統技術，具體為一種基于冗余編碼修正的停電系統恢復路徑優化方法。

背景技術

在當今社會發展的背景下，電力作為發展動力，人類社會生產生活中的各個方面也愈來愈依靠電力支撐，同時對于供電網絡的安全以及穩定運行也提出了更高標準。大停電事故發生后如何快速、安全和穩定地進行系統恢復是一個重要的研究課題。大停電事故后的恢復系統控制是一個多目標、多階段、非線性的組合優化問題，僅通過一個優化模型難以進行求解。電力系統發生大停電或局部停電后進行供電恢復，階段的核心目的是明確將要進行恢復的目標電力系統網絡，并以最小的代價為目的選擇合適的恢復路徑。這是一個典型的NPC問題，難以快速求解。

目前，停電系統恢復路徑算法常采用的方法有遺傳算法、離散粒子群優化算法、基于粒子群優化的負荷恢復算法、分區恢復等；在停電恢復路徑優化的研究中，以恢復線路狀態為編碼的遺傳算法，避開了對電網圖中連通子樹搜索，省下來大量計算的時間。并且在保留算法全局尋優能力的前提下，大大的減少了算法的運行時間，具有較好的實際工程應用前景。但采用遺傳算法求解停電系統的最優恢復路徑，由于其本身所具有的隨機性，在優化過程中生成的恢復路徑存在新生成個體不連通及帶冗余路徑的情況，這種情況造成解空間的減小，對智能算法尋優效率產生了一定的影響，

發明內容

本發明的目的在于提供一種應用于停電系統路徑恢復中智能優化算法的冗余路徑修正方法，解決利用智能算法在優化恢復路徑過程中出現的恢復路徑冗余的問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于冗余編碼修正的停電系統恢復路徑優化方法，具體步驟為：

步驟1、建立待修復的電網圖線路權值及線路狀態數組；

步驟2、為需要恢復的目標節點隨機生成N條恢復路徑，并將其作為父代種群；

步驟3、對父代種群中的染色體路徑解進行N次選擇、交叉和變異操作，生成下一代種群，每次選擇、交叉和變異操作具體為：采用賭輪操作按選擇概率從種群中選擇兩個父代，根據交叉率和變異率進行路徑解的交叉和/或變異操作，生成一條子代染色體；

步驟4、對生成的下一代種群進行連通性修正及冗余修正，對修正后的種群計算新的適應度值，記錄最低適應度值的路徑解；

步驟5、將修正后的種群作為父代種群，重復步驟3～4，直至滿足設置的迭代次數；

步驟6、比較記錄的所有最低適應度值的路徑解的適應度值，將適應度值最小的路徑解作為最優路徑解。

優選地，步驟3中選擇概率的確定方法為：

以函數作為適應度函數，并以適應度函數的倒數作為染色體的被選擇概率，將每條染色體的被選擇概率在概率總值中的比例作為賭輪操作的選擇概率，其中W_i表示相應線路對應的權值，S_i表示每條線路的投運狀態。

優選地，步驟3中根據交叉率和變異率進行路徑解的交叉和/或變異操作，生成一條子代染色體的具體方法為：

將隨機概率和預先設定的交叉率進行對比，如果隨機概率大于設定的交叉率，進行交叉操作，即在恢復路徑中，隨機選中兩條路徑，將這兩條路徑序號之間的所有路徑進行交換，如果不滿足預先要求，則直接進行變異操作；