基于改进人工鱼群算法的输电设备优化选型方法技术

本发明专利技术涉及一种基于改进人工鱼群算法的输电设备优化选型方法，包括以下步骤：步骤S1:采集输电线路历史缺陷数据，获得各类部件缺陷的概率分布模型；步骤S2:根据部件缺陷的概率分布模型确定数据的取值范围并生成初始种群；步骤S3:构建目标函数，并作为适应值评价函数，选出优势群体;步骤S4:根据得到的初始种群和优势群体，采用改进的人工鱼群算法对输电设备优化选型。本发明专利技术能够合理进行输电线路的选型，保证同时兼顾电气性能、机械性能及经济性。

【技术实现步骤摘要】
基于改进人工鱼群算法的输电设备优化选型方法
本专利技术涉及电力系统运维领域，具体涉及一种基于改进人工鱼群算法的输电设备优化选型方法。
技术介绍
随着国民经济高速发展，为适应未来电网发展趋势的输电方式，在更大范围内优化我国能源资源配置方式，满足未来我国电力需求持续增长的需要。输电线路优化选型的重要性更是日益凸显。输电线路由杆塔、导线、绝缘子串、架空地线、接地装置等组成；它利用绝缘子将输电导线固定在杆塔上，将大型变电站、发电厂相连来达到传输电能的目的，是电力输送的走廊。设计架空输电线路时需要考虑各种自然条件对架空线路的影响，例如雨雪、风、湿度、气压等。输电线路的选型不但要保证输电线路的运行安全，而且还要满足环境保护方面的要求；从技术经济角度上看，输电线路的选型还间接影响输电线路杆塔以及整个直流架空输电线路工程的总投资及运行成本。因此，合理进行输电线路的选型，保证同时兼顾电气性能、机械性能及经济性，对整个电网输电都有着极其重要的意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于改进人工鱼群算法的输电设备优化选型方法，能够合理进行输电线路的选型，保证同时兼顾电气性能、机械性能及经济性。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于改进人工鱼群算法的输电设备优化选型方法，包括以下步骤：步骤S1:采集输电线路历史缺陷数据，获得各类部件缺陷的概率分布模型；步骤S2:根据部件缺陷的概率分布模型确定数据的取值范围并生成初始种群；步骤S3:构建目标函数，并作为适应值评价函数，选出优势群体；步骤S4:根据得到的初始种群和优势群体，采用改进的人工鱼群算法对输电设备优化选型。进一步的，所述步骤S1具体为步骤S11:采集输电线路历史缺陷数据，对其进行分类汇总、统计分析，获得各类部件的缺陷统计概率分布；步骤S12:对缺陷部件的型号及其缺陷类型做相关性分析，得到部件缺陷的概率分布模型。进一步的，所述步骤S2具体为：根据得到部件缺陷的概率分布模型，获得初始种群的取值范围和变量。进一步的，所述变量包括人工鱼群的整体规模N、人工鱼群的个体状态X＝(x1,x2,x3,…)其中x为寻优的变量，人工鱼移动的最大步长step，人工鱼视野Visual,尝试的最大次数T和拥挤度因子δ。进一步的，所述目标函数采用输电系统年综合费用最小为优化目标函数:minF(x)＝CA+CF+CL其中CA,CF,CL分别为年设备投资费用，系统年运行维护费用以及年停电损失费用。进一步的，所述改进的人工鱼群算法具体为：基于人工鱼群算法对人工鱼的视野visual和步长step进行了动态调整，其动态调整的公式为：其中α代表动态调整的系数，T为最大迭代次数，t为迭代次数。算法运行初期Visual，Step保持最大值，然后逐渐由大变小，最后保持最小。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术基于改进的人工鱼群算法，合理进行输电线路的选型，保证同时兼顾电气性能、机械性能及经济性，对整个电网输电都有着极其重要的意义附图说明图1是本专利技术一实施例中基于人工鱼群算法的关键部件优化选型流程图；图2是本专利技术一实施例中改进的人工鱼群算法流程图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。请参照图1，本专利技术提供一种基于改进人工鱼群算法的输电设备优化选型方法，包括以下步骤：步骤S1:采集输电线路历史缺陷数据，获得各类部件缺陷的概率分布模型；步骤S11:采集输电线路历史缺陷数据，对其进行分类汇总、统计分析，获得各类部件的缺陷统计概率分布；步骤S12:对缺陷部件的型号及其缺陷类型做相关性分析，得到部件缺陷的概率分布模型。步骤S2:根据部件缺陷的概率分布模型确定数据的取值范围并生成初始种群；在本实施例中，所述步骤S2具体为：根据得到部件缺陷的概率分布模型，获得初始种群的取值范围和变量。所述变量包括人工鱼群的整体规模N、人工鱼群的个体状态X＝(x1,x2,x3,…)其中x为寻优的变量，人工鱼移动的最大步长step，人工鱼视野Visual,尝试的最大次数T和拥挤度因子δ。步骤S3:构建目标函数，并作为适应值评价函数，选出优势群体；在水域中营养物质越多的地方鱼群就越多，按照该特点，设置人工鱼当前所在位置食物浓度表示为Y＝f(x)(Y为目标函数值)。优选的，在本实施例中根据不同类型设备的电气设备，综合考虑设备投资，设备维护检修，停电损失等费用，在计及最低可靠性为约束的基础上，使其系统总费用最小。因此将输电系统年综合费用最小为优化目标函数minF(x):minF(x)＝CA+CF+CL其中CA,CF,CL分别为年设备投资费用，系统年运行维护费用以及年停电损失费用。优选的，在本实施例中还可以根据不同类型设备的电气设备的电气性能、机械性能从发，去设置相应的目标函数。步骤S4:根据得到的初始种群和优势群体，采用改进的人工鱼群算法对输电设备优化选型。在本实施例中，公告牌是记录最优人工鱼个体状态的地方。每条人工鱼在执行完一次迭代后将自身当前状态与公告牌中记录的状态进行比较，如果优于公告牌中的状态则用自身状态更新公告牌中的状态，否则公告牌的状态不变。当整个算法的迭代结束后，公告牌的值就是最优解。计算每条人工鱼的适应值，并与公告牌对比，若状态更好，则与对应的目标函数一同赋予公告栏优选的，为平衡人工鱼群算法全局搜索和局部搜索能力的矛盾，本实施例中对人工鱼的视野visual和步长step进行了动态调整，前期采用较大的视野和步长，让人工鱼在更大的范围内进行搜索，随着搜索的进行，视野和步长逐渐减少，算法开始演变为局部搜索。其动态调整的公式为：其中α代表动态调整的系数，T为最大迭代次数，t为迭代次数。算法运行初期Visual，Step保持最大值，然后逐渐由大变小，最后保持最小。人工鱼群进行觅食、群聚和追尾操作。根据获得每条人工鱼当前的能量水平进行以下活动：①觅食：这是鱼趋向食物的一种活动，一般认为它是通过视觉或味觉来感知水中的食物量或食物浓度来选择行动的方向。设置人工鱼当前状态，并在其感知范围内随机选择另一个状态，如果得到的状态的目标函数大于当前的状态，则向新选择得到的状态靠近一步，反之，重新选取新状态，判断是否满足条件，选择次数达到一定数量后，如果仍然不满足条件，则随机移动一步。②大量或少量的鱼聚集成群，进行集体觅食和躲避敌害，这是它们在进化过程中形成的一种生存方式。人工鱼探索当前邻居内的伙伴数量，并计算伙伴的中心位置，然后把新得到的中心位置的目标函数与当前位置的目标函数相比较，如果中心位置的目标函数优于当前位置的目标函数并且不是很拥挤，则当前位置向中心位置移动一步，否则执行觅食行为。鱼聚群时会遵守两条规则：一是尽量向邻近伙伴的中心移动，二是避免过分拥挤。③当某一条鱼或几条鱼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于改进人工鱼群算法的输电设备优化选型方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1:采集输电线路历史缺陷数据，获得各类部件缺陷的概率分布模型；/n步骤S2:根据部件缺陷的概率分布模型确定数据的取值范围并生成初始种群；/n步骤S3:构建目标函数，并作为适应值评价函数，选出优势群体；/n步骤S4:根据得到的初始种群和优势群体，采用改进的人工鱼群算法对输电设备优化选型。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于改进人工鱼群算法的输电设备优化选型方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1:采集输电线路历史缺陷数据，获得各类部件缺陷的概率分布模型；
步骤S2:根据部件缺陷的概率分布模型确定数据的取值范围并生成初始种群；
步骤S3:构建目标函数，并作为适应值评价函数，选出优势群体；
步骤S4:根据得到的初始种群和优势群体，采用改进的人工鱼群算法对输电设备优化选型。


2.根据权利要求1所述的基于改进人工鱼群算法的输电设备优化选型方法，其特征在于，所述步骤S1具体为
步骤S11:采集输电线路历史缺陷数据，对其进行分类汇总、统计分析，获得各类部件的缺陷统计概率分布；
步骤S12:对缺陷部件的型号及其缺陷类型做相关性分析，得到部件缺陷的概率分布模型。


3.根据权利要求1所述的基于改进人工鱼群算法的输电设备优化选型方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：根据得到部件缺陷的概率分布模型，获得初始种群的取值范围和变量。


4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱凯，高飞翎，庞红旗，周勋甜，王雅芳，金启海，杨东东，白文博，叶梁恒，
申请(专利权)人：宁波市电力设计院有限公司，福建博电工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33