[發明專利]一種基于改進蟻群算法的配電網故障定位方法

在審

• 申請號: 202211071892.5
• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN115825645A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 何世雨;焦建格
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G06N3/006
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于改進蟻群算法的配電網故障定位方法，包括以下步驟：饋線自動單元獲取電流信息，主站將開關過電流信息匯總分析；對所有開關進行區域劃分；構造算法中的開關函數和評價函數；根據區域劃分后的故障信息，采用改進蟻群算法進行故障定位，輸出定位結果。本發明的優點是：首次在配電網故障定位中引入了交叉變異操作，克服傳統蟻群算法在故障定位中容易陷入局部最優的局限性，并且汲取了遺傳算法并行運算的特點，克服傳統蟻群算法在故障定位中初期收斂較慢的局限性提升了故障定位的速度和準確度，縮短了響應時間。

技術領域

本發明涉及配電網自動化領域，具體是指一種基于改進蟻群算法的配電網故障定位方法。

背景技術

用戶在供電安全、品質等方面對配電網的要求越來越高，它的安全、可靠、靈活和經濟都將直接影響到企業正常的生產和生活，配電網一旦發生故障，會造成嚴重的社會損失，給人們的生活帶來極大阻礙。因此，對配電網絡進行高水平故障自動定位的研究，具有很大的社會效益和經濟效益。

隨著我國配電網自動化的發展，故障傳輸信息增多：電氣量信息、開關信息、保護信息等。如何有效利用這些信息，實現快速有效的故障定位，使配電網的潛力被最大程度開發是配電網自動化發展的趨勢。現有的配電網故障定位方法，都存在各自的優缺點，需要因地制宜，根據當地實際情況采取相應的措施。

蟻群算法進行故障定位主要是把故障定位問題轉化為旅行商(TSP)問題，利用蟻群算法進行局部及全局尋優，求得故障區段。它具有良好的正反饋和容錯性，但是評價函數構造較難、需求種群過多、內部參數設置復雜、迭代次數較大。適用于具有饋線自動單元且結構簡單的配電網。

發明內容

針對上述情況，為克服傳統蟻群算法求解故障定位的缺陷，本方案提供一種基于改進蟻群算法的配電網故障定位方法，本方案旨在解決現有技術中配電網故障點查找用時長、效率低等問題，提供了一種改進蟻群算法，克服傳統蟻群算法在求解配電網故障定位問題的局限性。

本發明采用的技術方案是：基于改進蟻群算法的配電網故障定位方法，包括以下步驟：

步驟1：饋線自動單元獲取電流信息并上報，主站將開關過電流信息進行匯總分析；

步驟2：對所有開關進行區域劃分，輸入配電網的基本信息，如環網、分支標志開關、聯絡開關等情況，根據配電網類型，保留需要故障定位的區域；

步驟3：構造算法中的開關函數和評價函數；

步驟4：使用遺傳算法獲取較優解，依此形成初始信息素矩陣；

步驟5：根據區域劃分后的故障信息和初始信息素，采用改進蟻群算法進行故障定位，輸出定位結果。

進一步地，所述采用改進蟻群算法獲得故障線路具體為：首先生成m只螞蟻經過每個開關選擇的路徑并記錄，形成迭代種群，隨機選擇個體進行交叉變異操作，然后這m只螞蟻同時利用構造好的評價函數對區域劃分后的開關信息進行評價值計算，使用輪盤賭法選擇個體，記錄評價值低的個體，若未滿足終止條件，則對下一代種群繼續迭代，直至滿足終止條件，評價值最小的解即為最優解，其中值為1的部分為故障線路。

進一步地，所述算法所需初始化變量包括種群規模、最大遺傳代數、變異概率、信息素蒸發系數、精英螞蟻數、最大迭代次數。

進一步地，所述終止條件為迭代次數達到設置最大迭代次數，其中最大迭代次數和種群規模根據配電網復雜程度確定，種群規模約為配電網節點數的1.5倍。

總而言之，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得以下有益效果：