本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，確切地說(shuō)是指一種基于二元人工蜂群優(yōu)化機(jī)理的電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)器部署方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于新能源并入大電網(wǎng)以及非線性負(fù)載的出現(xiàn)，使得電力系統(tǒng)與自然界的環(huán)境一樣也會(huì)受到“污染”，即諧波干擾，諧波不僅會(huì)影響電力系統(tǒng)的正常工作，還會(huì)引起電力系統(tǒng)故障的產(chǎn)生。為了保證電力系統(tǒng)有效穩(wěn)定運(yùn)行，顯而易見需要抑制諧波對(duì)電力系統(tǒng)的影響，目前采用的諧波抑制方法均須以諧波源為先知信息，但影響電力系統(tǒng)正常工作的諧波源極少是顯性的，更多的諧波來(lái)源是未知的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)器部署方法，方法簡(jiǎn)單，不僅可以使部署檢測(cè)器的數(shù)量最少，而且還可以使可檢測(cè)的冗余度最多。
為了解決以上的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)器部署方法，包括如下三大步驟：
步驟1：初始化；
步驟2：優(yōu)化尋優(yōu)；
步驟3：選出f(l)最小的θ(l)，如果θ(l)中的元素為1，則相應(yīng)的母線部署諧波檢測(cè)器；如果θ(l)中的元素為0，則相應(yīng)的母線不部署；其中：
步驟1分為如下步驟完成：
步驟1.1：給定部署諧波檢測(cè)器的期望冗余值r；
步驟1.2：初始化迭代次數(shù)k＝1，最大迭代次數(shù)kmax，klimit，沒(méi)有得到更優(yōu)的解的記錄kcount(l)，蜂群的規(guī)模ns和待優(yōu)化解的維數(shù)n；隨機(jī)產(chǎn)生二元優(yōu)化解θ(l,d)的初始值，l＝1,2,…,ns；d＝1,2,…,n。θ(l)＝[θ(l,1),θ(l,2),…,θ(l,n)]；
步驟1.3：判斷θ(l)元素中1的個(gè)數(shù)是否超過(guò)n個(gè)，如果超過(guò)，則重新隨機(jī)產(chǎn)生θ(l)；
步驟1.4：根據(jù)θ(l)的元素判斷各條母線是否有部署諧波檢測(cè)器，在此基礎(chǔ)上再根據(jù)母線的諧波檢測(cè)器能否檢測(cè)到其它母線的諧波信息，構(gòu)造矩陣x；然后由式(1)計(jì)算每個(gè)θ(l)的代價(jià)函數(shù)f(l)；
f(l)＝ω1j1+ω2j2(1)
式(1)中，ω1和ω2為權(quán)值系數(shù)；j1＝ata，j2＝(r-xa)t(r-xa)。j1越小表示部署的諧波檢測(cè)器數(shù)量越少，j2越小表示部署的諧波檢測(cè)器所能獲得信息冗余度越接近期望值r；
其中，步驟2分為如下步驟完成：
步驟2.1：工蜂尋優(yōu)階段，分為以下具體步驟：
步驟2.1.1：將l設(shè)置為1；
步驟2.1.2：如果l≤ns,將執(zhí)行步驟2.1.3，否則跳至步驟2.2；
步驟2.1.3：
隨機(jī)產(chǎn)生l相鄰的序號(hào)i和j，i≠j≠l；
選出f(l)最小的θ(l)，記為θbest；
產(chǎn)生一個(gè)n維的零列向量，記為zero；
對(duì)θ(l)、θ(i)、θ(j)、θbest和zero兩兩進(jìn)行隨機(jī)配對(duì)；
對(duì)配對(duì)后的θ(l)、θ(i)、θ(j)、θbest和zero兩兩互換它們的部分元素；
由式(1)計(jì)算θ(l)、θ(i)、θ(j)、θbest和zero的代價(jià)函數(shù)，并從中選出代價(jià)函數(shù)最小的，作為θeb(l)及相應(yīng)地賦值予feb(l)；
如果feb(l)<f(l)，則將feb(l)賦值予f(l)，θeb(l)賦值予θ(l)；否則，kcount(l)＝kcount(l)+1；跳至步驟2.1.2；
步驟2.2：根據(jù)式(2)計(jì)算每個(gè)θ(l)相應(yīng)代價(jià)函數(shù)的概率；
步驟2.3：工蜂尋優(yōu)階段，分為以下具體步驟：
步驟2.3.1：將l設(shè)置為1；
步驟2.3.2：如果l≤ns,將執(zhí)行步驟2.3.3，否則跳至步驟2.4；
步驟2.3.3：如果p(l)<rand[01],則執(zhí)行步驟2.3.4，否則跳至步驟2.4；
步驟2.3.4：
隨機(jī)產(chǎn)生l相鄰的序號(hào)i和j，i≠j≠l；
由式(3)計(jì)算θob(l)；
θob(l)＝θ(l)+rand[01][θ(i)-θ(j)](3)
如果θob(l)中的元素等于或大于0.5，則把它置為1；否則，置為0；
對(duì)θ(i)和θ(j)隨機(jī)地互換它們的部分元素；
由式(1)計(jì)算θob(l)、θ(i)和θ(j)的代價(jià)函數(shù)，并從中選出代價(jià)函數(shù)最小的，更新θob(l)及其fob(l)；
如果fob(l)<f(l)，則將fob(l)賦值予f(l)，θob(l)賦值予θ(l)；否則，kcount(l)＝kcount(l)+1；跳至步驟2.3.2；
步驟2.4：偵察蜂尋優(yōu)階段，分為以下具體步驟：
步驟2.4.1：將l設(shè)置為1；
步驟2.4.2：如果l≤ns,將執(zhí)行步驟2.4.3，否則跳至步驟2.5；
步驟2.4.3：如果kcount(l)≥klimit,則執(zhí)行步驟2.4.4，否則跳至步驟2.5；
步驟2.4.4：
隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)二元的n維列向量，記為θsb；如果θsb元素中1的個(gè)數(shù)超過(guò)n個(gè)，則重新隨機(jī)產(chǎn)生；
由式(1)計(jì)算θsb的代價(jià)函數(shù)，記為fsb；
如果fsb<f(l)，則將fsb賦值予f(l)，θsb賦值予θ(l)，kcount(l)＝0；跳至步驟2.5；
步驟2.5：k＝k+1；
步驟2.6：如果k大于kmax，則跳至步驟3；否則，跳至步驟2.1.3。
在本發(fā)明中，a為n維的列向量，n為母線數(shù)量，本發(fā)明將a設(shè)定為二元人工蜂群待優(yōu)化解θ；當(dāng)a的第i元素為1時(shí)，表示第i條母線上部署有諧波檢測(cè)器，如果為0時(shí)，表示它有部署諧波檢測(cè)器；a元素中1的個(gè)數(shù)不能超過(guò)n個(gè)，n為可用諧波檢測(cè)器的個(gè)數(shù)。x為n階的矩陣，即x＝[xij]n×n，xij表示母線i的諧波檢測(cè)器是否能檢測(cè)到母線j的諧波信息，1表示可以，0表示不可以。
準(zhǔn)確辨識(shí)船舶電力系統(tǒng)中的未知諧波源，需要融合來(lái)源于諧波檢測(cè)器的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。合理的諧波檢測(cè)器部署方法將為諧波源的準(zhǔn)確辨識(shí)提供良好的前提條件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)器部署方法，方法簡(jiǎn)單，不僅可以使部署檢測(cè)器的數(shù)量最少，而且還可以使可檢測(cè)的冗余度最多。
具體實(shí)施方式
為了本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行闡述。
本發(fā)明實(shí)施例提供的電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)器部署方法，包括如下三大步驟：
步驟1：初始化；
步驟2：優(yōu)化尋優(yōu)；
步驟3：選出f(l)最小的θ(l)，如果θ(l)中的元素為1，則相應(yīng)的母線部署諧波檢測(cè)器；如果θ(l)中的元素為0，則相應(yīng)的母線不部署；其中：
步驟1分為如下步驟完成：
步驟1.1：給定部署諧波檢測(cè)器的期望冗余值r；
步驟1.2：初始化迭代次數(shù)k＝1，最大迭代次數(shù)kmax，klimit，沒(méi)有得到更優(yōu)的解的記錄kcount(l)，蜂群的規(guī)模ns和待優(yōu)化解的維數(shù)n；隨機(jī)產(chǎn)生二元優(yōu)化解θ(l,d)的初始值，l＝1,2,…,ns；d＝1,2,…,n。θ(l)＝[θ(l,1),θ(l,2),…,θ(l,n)]；
步驟1.3：判斷θ(l)元素中1的個(gè)數(shù)是否超過(guò)n個(gè)，如果超過(guò)，則重新隨機(jī)產(chǎn)生θ(l)；
步驟1.4：根據(jù)θ(l)的元素判斷各條母線是否有部署諧波檢測(cè)器，在此基礎(chǔ)上再根據(jù)母線的諧波檢測(cè)器能否檢測(cè)到其它母線的諧波信息，構(gòu)造矩陣x；然后由式(1)計(jì)算每個(gè)θ(l)的代價(jià)函數(shù)f(l)；
f(l)＝ω1j1+ω2j2(1)
式(1)中，ω1和ω2為權(quán)值系數(shù)；j1＝ata，j2＝(r-xa)t(r-xa)。j1越小表示部署的諧波檢測(cè)器數(shù)量越少，j2越小表示部署的諧波檢測(cè)器所能獲得信息冗余度越接近期望值r；
其中，步驟2分為如下步驟完成：
步驟2.1：工蜂尋優(yōu)階段，分為以下具體步驟：
步驟2.1.1：將l設(shè)置為1；
步驟2.1.2：如果l≤ns,將執(zhí)行步驟2.1.3，否則跳至步驟2.2；
步驟2.1.3：
隨機(jī)產(chǎn)生l相鄰的序號(hào)i和j，i≠j≠l；
選出f(l)最小的θ(l)，記為θbest；
產(chǎn)生一個(gè)n維的零列向量，記為zero；
對(duì)θ(l)、θ(i)、θ(j)、θbest和zero兩兩進(jìn)行隨機(jī)配對(duì)；
對(duì)配對(duì)后的θ(l)、θ(i)、θ(j)、θbest和zero兩兩互換它們的部分元素；
由式(1)計(jì)算θ(l)、θ(i)、θ(j)、θbest和zero的代價(jià)函數(shù)，并從中選出代價(jià)函數(shù)最小的，作為θeb(l)及相應(yīng)地賦值予feb(l)；
如果feb(l)<f(l)，則將feb(l)賦值予f(l)，θeb(l)賦值予θ(l)；否則，kcount(l)＝kcount(l)+1；跳至步驟2.1.2；
步驟2.2：根據(jù)式(2)計(jì)算每個(gè)θ(l)相應(yīng)代價(jià)函數(shù)的概率；
步驟2.3：工蜂尋優(yōu)階段，分為以下具體步驟：
步驟2.3.1：將l設(shè)置為1；
步驟2.3.2：如果l≤ns,將執(zhí)行步驟2.3.3，否則跳至步驟2.4；
步驟2.3.3：如果p(l)<rand[01],則執(zhí)行步驟2.3.4，否則跳至步驟2.4；
步驟2.3.4：
隨機(jī)產(chǎn)生l相鄰的序號(hào)i和j，i≠j≠l；
由式(3)計(jì)算θob(l)；
θob(l)＝θ(l)+rand[01][θ(i)-θ(j)](3)
如果θob(l)中的元素等于或大于0.5，則把它置為1；否則，置為0；
對(duì)θ(i)和θ(j)隨機(jī)地互換它們的部分元素；
由式(1)計(jì)算θob(l)、θ(i)和θ(j)的代價(jià)函數(shù)，并從中選出代價(jià)函數(shù)最小的，更新θob(l)及其fob(l)；
如果fob(l)<f(l)，則將fob(l)賦值予f(l)，θob(l)賦值予θ(l)；否則，kcount(l)＝kcount(l)+1；跳至步驟2.3.2；
步驟2.4：偵察蜂尋優(yōu)階段，分為以下具體步驟：
步驟2.4.1：將l設(shè)置為1；
步驟2.4.2：如果l≤ns,將執(zhí)行步驟2.4.3，否則跳至步驟2.5；
步驟2.4.3：如果kcount(l)≥klimit,則執(zhí)行步驟2.4.4，否則跳至步驟2.5；
步驟2.4.4：
隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)二元的n維列向量，記為θsb；如果θsb元素中1的個(gè)數(shù)超過(guò)n個(gè)，則重新隨機(jī)產(chǎn)生；
由式(1)計(jì)算θsb的代價(jià)函數(shù)，記為fsb；
如果fsb<f(l)，則將fsb賦值予f(l)，θsb賦值予θ(l)，kcount(l)＝0；跳至步驟2.5；
步驟2.5：k＝k+1；
步驟2.6：如果k大于kmax，則跳至步驟3；否則，跳至步驟2.1.3。
在本發(fā)明中，a為n維的列向量，n為母線數(shù)量，本發(fā)明將a設(shè)定為二元人工蜂群待優(yōu)化解θ；當(dāng)a的第i元素為1時(shí)，表示第i條母線上部署有諧波檢測(cè)器，如果為0時(shí)，表示它有部署諧波檢測(cè)器；a元素中1的個(gè)數(shù)不能超過(guò)n個(gè)，n為可用諧波檢測(cè)器的個(gè)數(shù)。x為n階的矩陣，即x＝[xij]n×n，xij表示母線i的諧波檢測(cè)器是否能檢測(cè)到母線j的諧波信息，1表示可以，0表示不可以。
準(zhǔn)確辨識(shí)船舶電力系統(tǒng)中的未知諧波源，需要融合來(lái)源于諧波檢測(cè)器的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。合理的諧波檢測(cè)器部署方法將為諧波源的準(zhǔn)確辨識(shí)提供良好的前提條件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)器部署方法，方法簡(jiǎn)單，不僅可以使部署檢測(cè)器的數(shù)量最少，而且還可以使可檢測(cè)的冗余度最多。
對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。