[發明專利]基于自適應遺傳算法的智能電網保護故障識別方法及裝置

在審

• 申請號: 202211429974.2
• 申請日: 2022-11-15
• 公開（公告）號: CN115951162A
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 張曉明;曹文斌;孫志鑫;李宏濤;孫徐;劉英;孫宇航;柴琦;任立陽;王玉龍;秦海宇;李佳星;王曈譞
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司朝陽供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G06F18/25;G06N3/126;G06Q10/20;G06Q50/06
• 代理公司: 天津市尚文知識產權代理有限公司 12222
• 代理人: 黃靜

本申請提供一種基于自適應遺傳算法的智能電網保護故障識別方法，包括：根據電網結構采用二進制編碼對故障問題編碼，生成故障數字編碼串；基于所述故障數字編碼串表示的故障元件狀態以及系統結構和保護動作邏輯建立期望函數模型；根據獲取的保護策略信息狀態以及所述期望函數模型計算出的保護動作信息的期望狀態，建立適應度函數；采用遺傳算法，將所述故障數字編碼串作為種群個體，根據所述適應度函數篩選新一代個體并進行雜交，評估個體最優解獲取最終解。本申請根據電網結構形成故障識別編碼，建立適應度函數和狀態期望值，提高采集信息的容錯性能。同時通過遺傳算法的交叉、變異避免陷入局部最優解，實現高容錯性的估算識別。

技術領域

本申請涉及電網故障識別領域，尤其涉及一種基于自適應遺傳算法的智能電網保護故障識別方法。本申請還涉及一種基于自適應遺傳算法的智能電網保護故障識別裝置。

背景技術

隨著智能電網的發展，電力系統整體結構趨向復雜化、非線性化，系統故障信息也表現出隨機性、多樣性的特點。多源信息融合技術利用時間和空間的信息資源，通過對多個傳感器測量的局部不完整信息加以綜合，消除了多源信息之間的沖突和冗余、降低了信息不確定性，為解決智能電網繼電保護領域中隱形故障分析難題提供了有效的技術手段。

目前，多源信息融合技術主要有深度學習、人工神經網絡等智能算法，以及基于規則推理論、模糊集理論方法等。

現有技術中，通過遺傳算法提取電流模型畸變特征信息，以監測電能質量，從而發現極端保護中存在的隱形故障。針對多源異構電網運行參數，采用模糊集理論進行參數間的匹配和加權進行融合，并通過推導融合系數的數學表達式來確定故障真實位置。基于禁忌搜索和模糊控制原理來提高智能電網繼電保護的容錯性能，提升故障判斷的準確性。

可知，目前利用多源信息改善繼電保護的故障識別方法更多地集中在后備保護，在假定數據采集正確的前提下進行故障的準確、快速判斷。但是，當前非線性結構智能電網系統中普遍存在多源信息丟失或畸變問題，這一問題降低了系統隱形故障的識別精度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，提供一種基于自適應遺傳算法的智能電網保護故障識別方法。本申請還涉及一種基于自適應遺傳算法的智能電網保護故障識別裝置。

本申請提供一種基于自適應遺傳算法的智能電網保護故障識別方法，包括：

根據電網結構采用二進制編碼對故障問題編碼，生成故障數字編碼串；

基于所述故障數字編碼串表示的故障元件狀態以及系統結構和保護動作邏輯建立期望函數模型；

根據獲取的保護策略信息狀態以及所述期望函數模型計算出的保護動作信息的期望狀態，建立適應度函數；

采用遺傳算法，將所述故障數字編碼串作為種群個體，根據所述適應度函數篩選新一代個體并進行雜交，評估個體最優解獲取最終解。

可選的，所述根據電網結構采用二進制編碼對故障問題編碼，包括：

采用二進制0-1數字串表征設備的2種運行狀態，其中：0為正常狀態；1為故障狀態。

可選的，所述自適應函數表達式如下：

其中：m為主保護斷路器失靈保護數目；S為故障元件數；X為M維向量；B為N維向量；為第j個保護期望狀態，當第j保護動作則存在否則F_k和分別為S個方向元件狀態和期望狀態，時表示系統中第S個元件為正向，反向則

可選的，所述期望函數表達式如下：