基于遺傳算法的變電站電流量測回路故障檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力系統(tǒng)設(shè)備故障診斷領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種基于遺傳算法的變電站 電流量測回路故障檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 及時發(fā)現(xiàn)變電站電流量測回路的故障，有利于保障變電站的數(shù)據(jù)質(zhì)量，從而確保 運行人員對變電站的運行狀態(tài)給出正確判斷?，F(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)現(xiàn)變電站電流量測回路故障 的基本方法是發(fā)現(xiàn)量測量誤差是否偏大，因此需要對電流量測回路量測量的真值進行求解 和估計。傳統(tǒng)的量測量狀態(tài)估計是通過建立狀態(tài)量和量測總誤差的雅克比矩陣進行求解， 該種方法建模復(fù)雜，開發(fā)和調(diào)試周期長，不易于考慮復(fù)雜的約束條件，無法保證故障檢測的 準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，本發(fā)明提供一種基于遺傳算法的變電站電流量測回路故障檢測方法，該 方法建模簡單，考慮了復(fù)雜的約束條件，故障檢測的準(zhǔn)確性高。
[0004] 一種基于遺傳算法的變電站電流量測回路故障檢測方法，包括如下步驟：
[0005] 捜尋出變電站內(nèi)的開關(guān)島；其中，所述在變電站內(nèi)的開關(guān)島是指由如下設(shè)備：母 線、斷路器、刀閩和短引線組成的電氣上相連的一組設(shè)備，各設(shè)備的阻抗為0;
[0006] 對所述開關(guān)島進行電壓狀態(tài)估計，獲得開關(guān)島的最可信相電壓有效值；
[0007] 找出所述開關(guān)島中各物理節(jié)點所關(guān)聯(lián)的支路；
[000引對于所述物理節(jié)點，建立W下方程：
【主權(quán)項】
1. 一種基于遺傳算法的變電站電流量測回路故障檢測方法，其特征在于，包括如下步 驟： 搜尋出變電站內(nèi)的開關(guān)島；其中，所述在變電站內(nèi)的開關(guān)島是指由如下設(shè)備：母線、斷 路器、刀閘和短引線組成的電氣上相連的一組設(shè)備，各設(shè)備的阻抗為0 ; 對所述開關(guān)島進行電壓狀態(tài)估計，獲得開關(guān)島的最可信相電壓有效值； 找出所述開關(guān)島中各物理節(jié)點所關(guān)聯(lián)的支路； 對于所述物理節(jié)點，建立以下方程：
式中，Ni為與物理節(jié)點i相連的支路數(shù)目，k為與物理節(jié)點i相連的支路序號，Pi_k*Qi_k均為與物理節(jié)點i相連的k支路的三相總功率，所述開關(guān)島中共有NODE個物理節(jié)點， i= 1?NODE; 對于所述開關(guān)島中的支路建立以下方程：
式中，Ij為支路j的線電流幅值，Pj和Qj分別為支路j的三相有功量測和三相無功量 測； 用遺傳算法求解使得以下目標(biāo)函數(shù)最小的所有支路電流、有功、無功，獲得各支路量測 量的最可信值：
其中，mine為所述最可信值； 根據(jù)每條支路量測量的最可信值與量測值的偏差，當(dāng)偏差大于預(yù)設(shè)閾值，則生成相應(yīng) 的電流量測回路可能存在故障的告警信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳算法的變電站電流量測回路故障檢測方法，其特征 在于，所述對所述開關(guān)島進行電壓狀態(tài)估計的步驟包括： 步驟21、取開關(guān)島內(nèi)a相/b相/c相各電壓量測，取平均值； 步驟22、求各a相/b相/c相電壓量測與平均值的偏差； 步驟23、去除與平均值偏差大于5%的各個電壓量測，返回步驟21 ;若沒有偏差大于 5%的點，則終止最可信a相電壓幅值Ua的計算/終止最可信b相電壓幅值Ub的計算/終 止最可信c相電壓幅值Uc的計算； 步驟24、計算Ua、Ub、Uc的平均值U; 步驟25、當(dāng)Ua、Ub、Uc與U的偏差均小于5%時，則判斷系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，取U為最可 信相電壓；否則判斷系統(tǒng)處于不平衡狀態(tài)或電壓量測有誤，終止電流量測回路檢測。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳算法的變電站電流量測回路故障檢測方法，其特征 在于，所述用遺傳算法求解使得以下目標(biāo)函數(shù)最小的所有支路電流、有功、無功，獲得各支 路量測量的最可信值的步驟包括： 步驟31、取各支路的單相電流幅值量測I、三相有功P和三相無功Q作為待優(yōu)化求解的 參數(shù)，Xi表示I、P或Q的期望值，Xmi為實測值，i表示序號，ki表示第i個量期望值與實 測值的偏差，滿足下式： XfX^l+ki)，其中i= 1?N，N為I、P、Q數(shù)目的總和，Ki的取值范圍為[_10，10]; 步驟32、以ki為基因構(gòu)造染色體Yj，每個染色體Yj為1個一維數(shù)組，每個ki為數(shù)組 元素；種群數(shù)目選為30XN，即j= 1?30XN; 步驟33、各個體的適應(yīng)度評價：各個體根據(jù)ki求取對應(yīng)的Xi，即I、P、Q的值，然后利 用
式計算各個體距離最優(yōu)值的偏差量，并將各個個體按偏 差量由小到大的順序排序；其中，所述最優(yōu)值為〇 ; 步驟34、進行如下終止條件的判斷：連續(xù)100代最優(yōu)個體的偏差量不再變小，則停止尋 優(yōu)；或者最優(yōu)個體的偏差量小于〇. 001停止尋優(yōu)； 步驟35、對所述種群進行選擇處理； 步驟36、對選擇處理后的種群進行復(fù)制處理； 步驟37、對復(fù)制處理后的種群進行交叉處理； 步驟36、對交叉處理后的種群進行變異處理；并返回所述步驟33。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于遺傳算法的變電站電流量測回路故障檢測方法，其特征 在于，所述步驟32中還包括如下生成所述種群中每個個體的初始值的步驟： 步驟 321、10XN個體的ki采用ki= 0?lXrandom(_l, 1)生成，其中random(_l, 1)表 示在（-1, 1)范圍內(nèi)取隨機數(shù)； 步驟 322、10父1'}個體的1^;[采用1^ = 0.5\四11(1〇111(-1，1)生成； 步驟323、5XN個體的ki采用ki= 1Xrandom(-l, 1)生成； 步驟 324、5XN個體的ki采用ki= 10Xrandom(-l, 1)生成； 步驟325、將步驟323中生成的個體，任選的一個個體的ki都取為0,作為1個個體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的基于遺傳算法的變電站電流量測回路故障檢測方法，其 特征在于，所述對所述種群進行選擇處理的步驟包括： 將所述種群的15N個個體保留到下一代：根據(jù)所述偏差量，將最優(yōu)的1/3個個體全部保 留，次優(yōu)的1/3個個體以隨機的方式保留1/2,刪除最差的1/3個個體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于遺傳算法的變電站電流量測回路故障檢測方法，其特征 在于，所述對選擇處理后的種群進行復(fù)制處理的步驟包括： 將選擇處理后的種群中保留下來的每個個體進行復(fù)制，將進行選擇處理后的種群的個 體數(shù)目恢復(fù)到原始種群的個體數(shù)目30N;標(biāo)記出1個且僅1個最優(yōu)個體作為不參加交叉處 理及變異處理的個體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于遺傳算法的變電站電流量測回路故障檢測方法，其特征 在于，所述對復(fù)制處理后的種群進行交叉處理的步驟包括： 在所述種群中，任選兩個個體進行8N次的如下交叉呼喚基因處理，令16N個個體參加 交叉操作：對選擇的個體，任一選擇兩個基因位置，將兩個基因位置之間的數(shù)組內(nèi)容進行互 換；其中，所述進行交叉處理的個體為所述種群中未標(biāo)記的個體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于遺傳算法的變電站電流量測回路故障檢測方法，其特征 在于，所述對交叉處理后的種群進行變異處理的步驟包括： 從復(fù)制處理后的種群的30N個個體中任選N個個體，其中，所述進行變異處理的個體為 所述種群中未標(biāo)記的個體； 對每個個體任選一半的基因位置，將相應(yīng)數(shù)組元素修改為ki= 5Xrandom(-l, 1)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳算法的變電站電流量測回路故障檢測方法，其特征 在于，所述支路量測量包括三相有功、三相無功和單相電流幅值。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于遺傳算法的變電站電流量測回路故障檢測方法，包括：搜尋出變電站內(nèi)的開關(guān)島；對所述開關(guān)島進行電壓狀態(tài)估計，獲得開關(guān)島的最可信相電壓有效值；找出所述開關(guān)島中各物理節(jié)點所關(guān)聯(lián)的支路；對于所述物理節(jié)點，建立方程；對于所述開關(guān)島中的支路建立方程；用遺傳算法求解使得以下目標(biāo)函數(shù)最小的所有支路電流、有功、無功，獲得各支路量測量的最可信值；根據(jù)每條支路量測量的最可信值與量測值的偏差，當(dāng)偏差大于預(yù)設(shè)閾值，則生成相應(yīng)的電流量測回路可能存在故障的告警信息。本發(fā)明方法建模簡單，考慮了復(fù)雜的約束條件，故障檢測的準(zhǔn)確性高。
【IPC分類】G06N3-12, G01R31-00, G06F19-00
【公開號】CN104569658
【申請?zhí)枴緾N201410768333
【發(fā)明人】張智銳, 焦邵麟, 陳志光, 曾耿暉, 王峰, 李一泉, 黃磊, 徐延明, 張志東, 丁柏玲
【申請人】廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力調(diào)度控制中心, 北京四方繼保自動化股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月11日