基于烟花算法的配电网保护装置自适应配置方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种基于烟花算法的配电网保护装置自适应配置方法，属于配网带电的运维技术领域。所述方法包括：获取配电网现场的断路器状态；根据所述断路器状态生成保护拓扑结构矩阵；采用烟花算法根据所述保护拓扑结构矩阵生成最优保护配置策略。本发明专利技术提供的基于烟花算法的配电网保护装置自适应配置方法通过对烟花算法本身进行改进，结合烟花算法本身的数据处理特性，得到配电网保护装置的最佳配置方案，并最终完成对配电网现场的各个断路器的投退状态的高效配置。器的投退状态的高效配置。器的投退状态的高效配置。

【技术实现步骤摘要】
基于烟花算法的配电网保护装置自适应配置方法


[0001]本专利技术涉及配网带电的运维
，具体地涉及一种基于烟花算法的配电网保护装置自适应配置方法。

技术介绍

[0002]随着配电网建设的日益成熟，配电线路上装设智能断路器的数量和质量都有了明显的提升，多数地区在制定配网继电保护整定计算原则时，结合这一情况，采用了分级配合的方案，即把线路所有能投保护的断路器按照所带负荷比重分为3
‑
5级，这种方式计算简单，但缺乏验证手段，跳闸效果受线路结构影响很大，通用性较差，无法保证面对各种类型的线路时都能有良好的效果。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例的目的是提供一种基于烟花算法的配电网保护装置自适应配置方法，该方法能够提高配网带电运维中，断路器的工作效率。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种基于烟花算法的配电网保护装置自适应配置方法，包括：
[0005]获取配电网现场的断路器状态；
[0006]根据所述断路器状态生成保护拓扑结构矩阵；
[0007]采用烟花算法根据所述保护拓扑结构矩阵生成最优保护配置策略。
[0008]可选地，根据所述线路及断路器状态生成保护拓扑结构矩阵包括：
[0009]遍历每条线路，将处于分闸状态的断路器作为断点，且所述断点后的线路均不纳入所述保护拓扑结构矩阵，将处于合闸状态下的断路器作为长度为0的导线；
[0010]在所述断路器仅包括一个下级断路器且保护范围内无变压器的情况下，将所述下级断路器作为长度为0导线；
[0011]从所有的末级断路器向拓扑正方向遍历，记录经过的线路的长度、线路的型号、变压器的额定容量、变压器的数量、变压器的用户数以及变压器的负荷级别；
[0012]将具有上下级关系的断路器之间的线路合并为一条支路，计算所述支路的等效故障系数和等效负荷，合并后的下级断路器作为每个所述支路的第一个断路器。
[0013]可选地，根据所述断路器状态生成保护拓扑结构矩阵包括：
[0014]采用数字0表示所述断路器的退出状态，数字1作为断路器的投入状态；
[0015]将所述断路器的保护级数作为所述保护拓扑结构矩阵的行，将所述断路器的支路作为所述保护拓扑结构矩阵的列。
[0016]可选地，采用烟花算法根据所述保护拓扑结构矩阵生成最优保护配置策略包括：
[0017]随机产生多个保护拓扑结构矩阵以作为初始的烟花种群，其中，所述烟花种群包括多个火花，每个所述火花对应有一个保护拓扑结构矩阵；
[0018]计算当前的每个火花的目标函数值；
[0019]选择所述目标函数值最小的所述火花作为最优解；
[0020]判断当前是否满足预设的终止条件；
[0021]在判断当前不满足所述终止条件的情况下，根据爆炸半径和火花数量生成爆炸烟花种群；
[0022]从所述烟花种群中随机选择多个火花执行高斯变异操作，以得到变异烟花种群；
[0023]从所述烟花种群、爆炸烟花种群以及变异烟花种群中选择新的烟花种群，并再次返回执行计算当前的每个火花的目标函数值的步骤；
[0024]在判断当前满足终止条件的情况下，采用目标函数值最小的火花作为所述最优保护配置策略。
[0025]可选地，随机产生多个保护拓扑结构矩阵以作为初始的烟花种群包括：
[0026]从所述保护拓扑结构矩阵的第二行开始遍历每个元素，判断所述元素是否满足公式(1)，
[0027]n
pl
＝n
pmax
‑
n
pu
＞0，
ꢀꢀ
(1)
[0028]其中，n
pl
为所述元素的剩余保护级数，n
pmax
为保护级数上限，n
pu
为当前的所述元素的上级已占用的保护级数；
[0029]在判断所述元素满足公式(1)的情况下，判断所述元素是否满足公式(2)，
[0030]f(B
n
)＞n
pl
，(2)
[0031]其中，f(B
n
)为保护拓扑结构矩阵中的元素B
n
对应的子结构矩阵[B
n
]′
的行数；
[0032]在所述元素满足公式(2)的情况下，将所述元素标记为可赋值元素；
[0033]在判断所述元素不满足公式(2)的情况下，将所述子结构矩阵[B
n
]′
中各个元素赋值为1；
[0034]在判断所述元素不满足公式(1)的情况下，将所述子结构矩阵[B
n
]′
中各个元素赋值为0；
[0035]随机将每个所述可赋值元素赋值为0或1生成多个火花，以构成所述烟花种群。
[0036]可选地，计算当前的每个火花的目标函数值包括：
[0037]根据公式(3)至公式(5)计算所述目标函数值，
[0038][0039][C
n
]＝[K
fn
][P
n
][W
ln
]，(4)
[0040]x∈Ω，(5)
[0041]其中，f(x)为目标函数，C
i
为第i个支路的故障损失负荷，n为支路的数量，[C
n
]为故障损失负荷C
i
的向量表示，[K
fn
]为等效故障系数矩阵，[P
n
]为负荷损失状态矩阵，[W
ln
]为等效负荷向量，x为保护拓扑结构矩阵，Ω为所述保护拓扑结构矩阵的可变空间。
[0042]可选地，判断当前是否满足预设的终止条件包括：
[0043]判断本次迭代的最优解的目标函数值和前一次迭代的最优解的目标函数值是否相同；
[0044]在判断本次迭代的最优解的目标函数值和前一次迭代的最优解的目标函数值相同的情况下，确定当前满足所述终止条件；和/或
[0045]判断当前的迭代次数是否达到预设阈值；
[0046]在判断当前次数达到预设阈值的情况下，确定当前满足终止条件。
[0047]可选地，根据爆炸半径和火花数量生成爆炸烟花种群包括：
[0048]根据公式(6)计算所述爆炸半径，
[0049][0050]其中，R
i
为第i个火花x
i
的爆炸半径，R`为所述爆炸半径的调节系数，f(x
i
)为火花x
i
的目标函数值，Y
min
为所述烟花种群中目标函数值的最小值，N为所述烟花种群包含的火花的数量；
[0051]根据公式(7)计算所述火花数量，
[0052][0053]其中，S
i
为第i个火花x
i
的爆炸产生的火花数量，S`为所述火花数量的调节系数，Y
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于烟花算法的配电网保护装置自适应配置方法，其特征在于，所述方法包括：获取配电网现场的断路器状态；根据所述断路器状态生成保护拓扑结构矩阵；采用烟花算法根据所述保护拓扑结构矩阵生成最优保护配置策略。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述线路及断路器状态生成保护拓扑结构矩阵包括：遍历每条线路，将处于分闸状态的断路器作为断点，且所述断点后的线路均不纳入所述保护拓扑结构矩阵，将处于合闸状态下的断路器作为长度为0的导线；在所述断路器仅包括一个下级断路器且保护范围内无变压器的情况下，将所述下级断路器作为长度为0导线；从所有的末级断路器向拓扑正方向遍历，记录经过的线路的长度、线路的型号、变压器的额定容量、变压器的数量、变压器的用户数以及变压器的负荷级别；将具有上下级关系的断路器之间的线路合并为一条支路，计算所述支路的等效故障系数和等效负荷，合并后的下级断路器作为每个所述支路的第一个断路器。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述断路器状态生成保护拓扑结构矩阵包括：采用数字0表示所述断路器的退出状态，数字1作为断路器的投入状态；将所述断路器的保护级数作为所述保护拓扑结构矩阵的行，将所述断路器的支路作为所述保护拓扑结构矩阵的列。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用烟花算法根据所述保护拓扑结构矩阵生成最优保护配置策略包括：随机产生多个保护拓扑结构矩阵以作为初始的烟花种群，其中，所述烟花种群包括多个火花，每个所述火花对应有一个保护拓扑结构矩阵；计算当前的每个火花的目标函数值；选择所述目标函数值最小的所述火花作为最优解；判断当前是否满足预设的终止条件；在判断当前不满足所述终止条件的情况下，根据爆炸半径和火花数量生成爆炸烟花种群；从所述烟花种群中随机选择多个火花执行高斯变异操作，以得到变异烟花种群；从所述烟花种群、爆炸烟花种群以及变异烟花种群中选择新的烟花种群，并再次返回执行计算当前的每个火花的目标函数值的步骤；在判断当前满足终止条件的情况下，采用目标函数值最小的火花作为所述最优保护配置策略。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，随机产生多个保护拓扑结构矩阵以作为初始的烟花种群包括：从所述保护拓扑结构矩阵的第二行开始遍历每个元素，判断所述元素是否满足公式(1)，n
pl
＝n
pmax
‑
n
pu
＞0，
ꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，n
pl
为所述元素的剩余保护级数，n
pmax
为保护级数上限，n
pu
为当前的所述元素的上
级已占用的保护级数；在判断所述元素满足公式(1)的情况下，判断所述元素是否满足公式(2)，f(B
n
)＞n
pl
，
ꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，f(B
n
)为保护拓扑结构矩阵中的元素B
n
对应的子结构矩阵[B
n
]
′
的行数；在所述元素满足公式(2)的情况下，将所述元素标记为可赋值元素；在判断所述元素不满足公式(2)的情况下，将所述子结构矩阵[B
n
]
′
中各个元素赋值为1；在判断所述元素不满足公式(1)的情况下，将所述子结构矩阵[B
n
]
′
中各个元素赋值为0；随机将每个所述可赋值元素赋值为0或1生成多个火花，以构成所述烟花种群。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，计算当前的每个火花的目标函数值包括：根据公式(3)至公式(5)计算所述目标函数值，[C
n
]＝[K
fn
][P<...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓贤，谭梦思，胡中慧，邵庆祝，张骏，孙辉，原泱，张磐石，
申请(专利权)人：北京中恒博瑞数字电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：