[發明專利]基于單邊優化與遺傳算法協作的低壓配電網拓撲識別方法

有效

• 申請號: 202011126505.4
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112241812B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 唐明群;徐文;孫大璟;葛善虎;高尚源
• 申請（專利權）人: 江蘇其厚智能電氣設備有限公司;江蘇德能電力設計咨詢有限公司
• 主分類號: G06F18/2415
• 分類號: G06F18/2415;G06N3/04;G06N3/126;G06Q50/06
• 代理公司: 南京華恒專利代理事務所(普通合伙) 32335
• 代理人: 裴素艷

本發明公開基于單邊優化與遺傳算法協作的低壓配電網拓撲識別方法，包括：讀取配電臺區配變和用戶電表的電氣量數據并進行篩選和剔除；確定以電氣量為約束的能量函數；在網絡拓撲的局部最優解基礎上，采用遺傳算法計算全局最優解；基于單邊優化的構造方法進行多斷面數據樣本驗證校核；驗證正確性，在驗證正確的情況下，輸出低壓配電網拓撲連接關系。本發明實現了自動推理出臺區低壓拓撲連接關系。

技術領域

本發明涉及配電網拓撲識別技術領域，具體涉及基于單邊優化與遺傳算法協作的低壓配電網拓撲識別方法。

背景技術

目前低壓臺區戶-變拓撲關系的辨別，主要有以下幾種方式：

一、巡線法：對于臺區用戶供電為架空線方式，傳統的巡線法就是以用戶表箱的下火線出線為起點，沿著下火線上溯巡線，直至配電變壓器的出線端，沿途繪制布線圖、記錄設備的銘牌參數、編號。此方法的特點是：工作量大，效率低，一旦用戶改線或增容后，又得重新巡線。

二、拉閘法：通過對配電變壓器低壓出線拉閘斷電，在用戶側檢驗是否失電，一旦失電表明該用戶即屬于該變壓器出線供電，若未失電，則表明不屬于該變壓器出線供電范圍，以此類推。此方法的特點是：需要停電，引起用戶不滿，且依然存在一旦用戶改線或增容后，又得重新來過的問題。

三、信號注入法：在配電變壓器側安裝發送主機，在用戶側安裝接收終端，利用供電線路注入特殊信號(如：脈沖信號、載波信號等)，通過主機發送與終端檢測識別的相互配合，來判斷出用戶的供電屬性。此方法的特點是：依然需要現場操作，工作量大，也同樣存在一旦用戶改線或增容后，又得重新來過的問題。

目前的臺區低壓配電拓撲的識別還是依賴人工查線或侵入式安裝設備的實現方式，需要人工參與，工作繁瑣，時間長，且無法做到自動更新與識別，迫切需要能有一種自適應的臺區低壓配電網拓撲識別方法來解決上述問題。

發明內容

發明目的：本發明目的在于針對現有技術的不足，提供基于單邊優化與遺傳算法協作的低壓配電網拓撲識別方法，自動推理出臺區低壓拓撲連接關系。

技術方案：本發明所述的基于單邊優化算法與遺傳算法協作的低壓配電網拓撲識別方法，采用如下步驟：(1)讀取配電臺區配變和用戶電表的電氣量數據，進行篩選與剔除；(2)確定以電氣量為約束的能量函數；(3)運用神經網絡，得到網絡拓撲的初始解；(4)在初始解基礎上，采用遺傳算法計算全局最優解；(5)基于單邊優化的構造方法進行多斷面數據樣本概率統計優化；(6)輸出低壓配電網拓撲連接關系。

進一步地，所述步驟(3)中采用V矩陣狀態表示神經元狀態，(n*m)*m個神經元對應(n*m)*m個用戶表箱；在V矩陣的每行中，1表示用戶表箱連接在某一電纜分支箱下，0表示沒有連接關系。

進一步地，所述步驟(4)遺傳算法中染色體的基因位置對應配電臺區內的所有能接入位置，基因的值為所接入用戶表箱的編號，以基爾霍夫定律計算電度量、電流、有功功率中任一種變化趨勢的差值來構建適應度函數，再經過選擇函數、交叉函數、變異函數、重選函數、總函數來迭代尋優計算全局最優解。

進一步地，基于N次遺傳算法計算結果，將每次計算的誤差測量值ΔE₁與歷史ΔE₁比較，若當前次ΔE₁比歷史ΔE₁值小，保留當前次值為最優，否則舍棄當前次值，最后保留最優的一次ΔE₁；

ΔE₁的計算是由下面公式推導而來：

ΔE_1-t[i][j]＝(E_1-t[i][j+1]-E_1-t[i][j])/E_1-t[i][j+1]；