[發(fā)明專利]一種牽引網(wǎng)智能重構自愈方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN114039331B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設計）人: 葛海波;眭浩渺;郭華;彭綠萍
• 申請（專利權）人: 成都交大許繼電氣有限責任公司
• 主分類號: H02H3/06
• 分類號: H02H3/06;H02H7/26;G06N3/126
• 代理公司: 成都行之專利代理有限公司 51220
• 代理人: 王鵬程

1.一種牽引網(wǎng)智能重構自愈方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據(jù)牽引網(wǎng)開關拓撲結構將所有開關按順序排列，并得到開關連接矩陣和區(qū)間關聯(lián)開關矩陣；

對牽引網(wǎng)所有開關進行編碼并生成初始種群；利用遺傳算法對初始種群進行交叉變異，得到變異種群；其中，對開關的分、合兩種狀態(tài)，采用二進制編碼，0對應開關的分狀態(tài)，1對應開關的合狀態(tài)，當牽引網(wǎng)AT全并聯(lián)供電方式時，全線共有25個開關，則一套開關組合對應一個25位的二進制數(shù)，隨機生成500套所述開關組合，將500套所述開關組合組成二進制矩陣，作為初始種群；且二進制矩陣中每一行具有25個元素，每一行表示一套開關組合對應一種供電方式，且作為初始種群的一個個體；對于初始種群，采用隨機個體隨機匹配原則進行交叉處理，在二進制矩陣中隨機選擇兩個個體，兩個個體中分別隨機產(chǎn)生交叉的首位置和末位置，每個個體的首位置和末位置之間的元素組成一個隨機片段，兩個個體之間交換各自隨機片段中的元素；接著遍歷二進制矩陣中的每一個個體，隨機選擇某一個個體，并隨機選取該個體中的某一位元素進行變異，所述變異過程為取反；

根據(jù)開關連接矩陣和區(qū)間關聯(lián)開關矩陣，采用廣度優(yōu)先的圖論搜索算法計算變異種群內每個個體的適配度；其中，遍歷變異種群中的每個個體，對于每個個體，根據(jù)矩陣L4×m判斷該個體是否切除故障區(qū)間或失靈開關；若已切除故障區(qū)間或失靈開關，則將該個體的初始適配度設置為任一定值；若判斷結果為否，則將該個體的初始適配度設置為0；并采用廣度優(yōu)先搜索算法，根據(jù)Am×m矩陣，依次計算其他正常區(qū)間是否存在最大供電范圍；若存在，則在初始適配度的基礎上疊加一定值；若不存在則保持初始適配度不變；

根據(jù)每個個體的適配度利用自然選擇進行優(yōu)勝劣汰，不斷更新變異種群且保持變異種群的個體數(shù)不變；其中，自然選擇采用羅盤選擇法進行優(yōu)勝劣汰，計算每個個體的適配度占變異種群總適配度占比，變異種群總適配度為所有個體的適配度之和，將所述占比與隨機產(chǎn)生的0-1之間的隨機數(shù)進行比較；若該隨機數(shù)小于所述占比，則將該個體保留，若該隨機數(shù)大于等于所述占比，則淘汰該個體，從變異種群內刪除，并將保留下來的個體通過選擇方式將變異種群補齊至原來的數(shù)量，保持變異種群總的個體數(shù)不變；

從變異種群中選擇適配度最高的個體生成最優(yōu)供電方案，并與重構前開關狀態(tài)相比較，生成重構自愈方案。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種牽引網(wǎng)智能重構自愈方法，其特征在于，

根據(jù)牽引網(wǎng)開關拓撲結構將所有開關按從電源端到線路端，從下行到上行，從斷路器到隔開的順序排列，并得到開關連接矩陣Am×m和區(qū)間關聯(lián)開關矩陣L4×m；其中，Am×m表示開關之間的連接關系，L4×m表示區(qū)間連接開關關系，m表示開關個數(shù)；當牽引網(wǎng)AT全并聯(lián)供電方式時，m為25，包括四個區(qū)間；

開關連接矩陣Am×m中，若開關與開關之間存在電氣連接，則值為1，若不存在，則值為0；

區(qū)間關聯(lián)開關矩陣L4×m中，若開關與區(qū)間直接連接，則值為1，若不直接連接，則值為0。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種牽引網(wǎng)智能重構自愈方法，其特征在于，

當牽引網(wǎng)發(fā)生區(qū)間故障時，對于每個個體，根據(jù)L4×m矩陣判斷該個體中的每個開關與該故障區(qū)間是否關聯(lián)；

對于個體中與該故障區(qū)間關聯(lián)的開關，依次判斷關聯(lián)的開關的狀態(tài)；若個體中與該故障區(qū)間關聯(lián)的每個開關狀態(tài)均為分位，則將該個體的初始適配度設置為100；

若檢測到個體中與該故障區(qū)間關聯(lián)的開關狀態(tài)為合位，則將該個體的初始適配度設置為0；接著對于每個正常區(qū)間，根據(jù)L4×m矩陣判斷該個體中的每個開關與該正常區(qū)間是否關聯(lián)；

對于個體中與該正常區(qū)間直接連接的開關，根據(jù)矩陣Am×m，從變壓器低壓側斷路器開始作為第一個開關，依次搜尋該正常區(qū)間內，第一個開關到與該正常區(qū)間直接連接的開關之間是否存在連通路徑，若存在連通路徑則在初始適配度的基礎上疊加50；若不存在則保持初始適配度不變。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種牽引網(wǎng)智能重構自愈方法，其特征在于，在從變異種群中選擇適配度最高的個體生成最優(yōu)供方案之前，直到完成指定迭代次數(shù)時，停止更新變異種群，得到目標種群，從目標種群中選擇適配度最高的個體生成最優(yōu)供電方案，所述指定迭代次數(shù)大于等于十次。