基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法，包括以下步骤：首先产生种群，之后建立适应度函数，并制定差分进化算法策略，最后生成除冰次序生成及优化过程。本发明专利技术的方法能够解决现有的机械除冰过程中不考虑除冰次序，使杆塔承受不平衡力超过杆塔设计强度，引起杆塔故障的问题，兼顾杆塔安全与除冰路径，保证按优化后的除冰次序进行机械除冰工作时线路和杆塔的受力不超过安全阈值且除冰路径最小。

Optimization method for mechanical deicing sequence of transmission lines based on differential evolution algorithm

The invention discloses a differential evolution algorithm based on the mechanical transmission line de icing order optimization method, which comprises the following steps: first generation population, after the establishment of the fitness function, and make the difference strategy of evolutionary algorithm, and finally generate deicing sequence generation and optimization process. The method of the invention can solve mechanical deicing process without considering the deicing order of the existing tower under unbalanced force exceeds the tower design strength, the tower caused by faults, both tower safety and deicing path, to ensure the optimized order mechanical deicing deicing work line and tower stress do not exceed the safety threshold and the minimum path of deicing.

【技术实现步骤摘要】
基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法
本专利技术属电力系统防灾减灾及安全防御，特别是一种基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法。
技术介绍
输电线路除冰技术将是输电线路覆冰灾害防御的重要手段。随着机器人除冰技术的发展，在已有的除冰方法中，机械除冰方法是最具有大规模应用潜力的方法之一。而机械除冰是分档距进行除冰，如果不考虑除冰策略，可能在除冰过程中引起负效应。在除冰过程中，即使输电线路覆冰不是很严重，杆塔两侧不平衡力也可能会引起杆塔受力超过其极限。华北电力大学的姬昆鹏2016年在博士论文《冲击载荷下覆冰架空线路动力响应研究》中对架空线上覆冰脱落过程进行模拟，对脱冰量进行预测，通过有限元仿真对覆冰输电线路在冲击载荷在的动力响应进行了系统分析。但是该篇文章没有考虑除冰的次序，不能考虑除冰过程中的负效应。西南交通大学的高晓杰2016年在硕士论文《机械振动对接触网覆冰的影响研究》中研究了机械振动对接触网覆冰的影响，为机械式除冰装置研发提供参考。该篇文章也没有考虑除冰的次序。由上可知，现有的机械除冰研究大多不考虑除冰次序，遗传算法求解除冰次序存在收敛速度慢、计算时间长的问题甚至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：获取架空线路信息和覆冰厚度信息，线路信息包括：各档档距、高差、绝缘子串长度及各绝缘子串偏移量、电线型号参数，覆冰厚度信息即连续档各档的覆冰厚度；步骤2：随机生成初始种群，包括：M个除冰次序组合，确定进化代数T；步骤3：计算除冰组合的不平衡力，若不平衡力不在安全范围内，则重新随机生成除冰组合，直到不平衡力在安全范围内，之后计算除冰次序组合的路径；若不平衡力在安全范围内，则直接计算除冰次序组合的路径；步骤4：建立适应度函数并计算初始种群各个除冰次序组合的适应度；步骤5：执行种群的变异、修补和交叉，得到新的种群并计...

【技术特征摘要】
1.一种基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：获取架空线路信息和覆冰厚度信息，线路信息包括：各档档距、高差、绝缘子串长度及各绝缘子串偏移量、电线型号参数，覆冰厚度信息即连续档各档的覆冰厚度；步骤2：随机生成初始种群，包括：M个除冰次序组合，确定进化代数T；步骤3：计算除冰组合的不平衡力，若不平衡力不在安全范围内，则重新随机生成除冰组合，直到不平衡力在安全范围内，之后计算除冰次序组合的路径；若不平衡力在安全范围内，则直接计算除冰次序组合的路径；步骤4：建立适应度函数并计算初始种群各个除冰次序组合的适应度；步骤5：执行种群的变异、修补和交叉，得到新的种群并计算个体的适应度；步骤6：比较种群与新种群，选择适应度高的个体，并更新种群；步骤7：判断是否到达迭代终止条件，如果到达，则输出最优除冰次序，否则转步骤5。2.根据权利要求1所述的一种基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法，其特征在于，步骤2中生成M个除冰次序组合时，对除冰组合采用顺序编码，设其档距号分别为1，2，…，n，每档都被除一次冰且仅一次，个体为一组除冰次序组合，表示为Tt＝(C1，C2，…，Cn)，设Ci表示第i个除冰档的档距序号。3.根据权利要求1所述一种基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法，其特征在于，步骤3计算除冰组合的不平衡力所用公式为：式中：FC——杆塔的不平衡力张力差占最大使用张力的百分比；△Fi——第i根杆塔除冰过程中所承受的不平衡张力差；lim_b——电线的计算拉断力；sec_cof——安全系数；σi+1、σi——第i+1档、第i档电线的水平应力(N/mm2)；A——电线的截面积(mm2)；n——杆塔的数目。4.根据权利要求1所述一种基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法，其特征在于，步骤4建立适应度函数包括以下步骤：步骤4-1、确定各杆塔距离1档边上杆塔的距离li1：式中，li0——各档档距；li1——各杆塔到1档边上杆塔的距离；步骤4-2、判断除冰正逆序：1式中，fi+1——第i+1个除冰档正逆序判...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄琳雁，陈晞，谢云云，吕友杰，蔡胜，宋雯雯，李凯嵘，陈佳欣，卜京，殷明慧，姚娟，邹云，蔡晨晓，张俊芳，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32