【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及继电保护的整定领域，具体涉及一种基于约束多目标粒子群算法的电流保护整定优化策略。
技术介绍
0、技术背景
1、随着经济发展和社会进步，电气化普及程度越来越高，居民用电负荷不断增加。为保障居民的用电需求尽快得到满足，新增线路常就近接到主网，短时间内解决了问题，但长此以往配电网拓扑结构改变，复杂的接线给配电网保护带来不小的影响。特别当配网存在多级线路，每段线路的距离短，易导致电流保护整定配合困难。在gb/t14285-2016继电保护技术规程中的4.4.2.1仅对自发电厂母线引出的不带电抗器的线路做出必要要求，并未对馈线上各级开关的保护配置与配合方式进行规定，因此实际中各种保护配置、定值整定方案不尽合理。不合理的继电保护整定方案导致保护无选择性动作和失配问题日益突出，不利于配电网的安全稳定运行和负荷的可靠持续供电。
2、对于三段式电流保护方法而言，传统的配电网继电保护具有原理简单易懂，可靠性较高等优势。一般情况下，当供电系统发生故障时，可以对其进行切除处理，但是这种处理方法会因电网接线方式、系统运转方式等因素的影响，致使其在配电网实际保护过程中无法发挥自身的效果,保护无选择性动作和失配问题日益突出，对配电网的安全稳定运行和负荷的可靠持续供电造成了较大影响。当前标准并未对此特殊情况做出规定，也因此给现场工作人员带来了诸多不便，即使通过大量的计算并综合现场经验得出的保护整定值，在投入生产后也未必能够达到想要的效果。
3、如果能够建立一套继电保护的整定优化方案，方案能够根据变化的一次结构找
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的不足，本专利技术公开了一种基于约束多目标粒子群算法的电流保护整定优化策略，该方法能够有效实现整定继电保护的多个优化目标，且使得整定后继电保护的优化目标具有电网中继电保护综合性能最优的特点。
2、本专利技术采用技术方案：一种基于约束多目标粒子群算法的电流保护整定优化策略，其包括步骤：
3、步骤(1)建立电流保护整定优化的目标函数；
4、根据继电保护的“四性”要求，量化继电保护的优化指标，建立继电保护多目标优化整定的目标函数，得到继电保护多目标优化整定模型；
5、步骤(2)确定电流保护整定优化模型中的整定变量：时间定值和电流定值；
6、步骤(3)根据继电器之间的相互配合关系，设定电流保护整定优化模型中的整定变量的约束条件：
7、约束条件1：变量及参数的上下限约束；
8、
9、约束条件2：同一断路器i、ii、iii段电流定值的配合；
10、i1i＞i2i＞i3i
11、约束条件3：不同断路器之间电流定值的配合；
12、i1i,2i,3i＞i1i',2i',3i'
13、式中：i,i’表示同一线路上不同位置的断路器编号，其中i从位置上距离系统电源更近；
14、约束条件4：同一断路器之间时间定值的配合；
15、t3i＞t2i＞t1i
16、约束条件5：不同断路器之间时间定值的配合；
17、
18、式中：δt代表同一线路不同位置断路器的时间差值，一般取值在0.15～0.5s之间，本文取值0.2s；
19、步骤(4)根据步骤(3)设定的约束条件，采用约束多目标粒子群算法求解继电保护多目标整定优化的目标函数，得到继电保护多目标整定优化的目标函数的一组pareto最优解；
20、步骤(5)采用k-means聚类算法从步骤(4)中得到的一组pareto最优解聚类得到具有代表性的几类，再从聚类中心中选择一个满足继电保护预期目标的最优解；
21、其中，步骤(1)中所述的继电保护整定优化模型，包括继电保护整定的速动性目标函数、灵敏性目标函数和供电的可靠性目标函数；
22、所述继电保护整定的速动性目标函数f1为：
23、
24、式中：n为网络中断路器的总数。t1ij、t2ij、t3ij分别第j次短路下断路器i、ii、iii段保护的动作时间，其中i为断路器的编号，其取值为1～n；
25、所述继电保护整定的灵敏性目标函数f2为：
26、
27、式中：ksen1ij、ksen2ij、ksen3ij分别为单次短路下断路器i、ii、iii段保护的灵敏度，其中i为断路器的编号，其取值为1～n；
28、所述继电保护的供电可靠性目标函数f3为：
29、
30、式中：pij表示断路器误动、拒动的概率；sij表示由于断路器错误动作而造成的停电面积。
31、步骤(1)中所述的继电保护的优化指标，包括继电保护的灵敏性、速动性和供电可靠性。
32、步骤(1)中所述继电保护多目标优化整定模型为：
33、minf(x)＝[f1(x),f2(x),…,fm(x)]
34、式中：f为目标函数；x为d维搜索空间内的位置向量；f1、f2、...、fm为一组将d维搜索空间映射至m维目标空间的函数。所得到的目标函数值越小，代表的相应保护性能越好。
35、步骤(4)中所述采用约束多目标粒子群算法求解继电保护整定优化目标函数的具体过程包括：
36、步骤(4.1)：设定算法所需参数，包括粒子群规模n，可行储备集和非可行储体的容量na和na’，算法终止代数tmax和变异参数a等；
37、步骤(4.2)：t＝0，初始规模为n的粒子群，在给定可行区域中为粒子群中每个粒子随机指定一个初始位置；设置每个粒子个体引导者为其自身；将可行储备集和非可行储备集都设为空集；
38、步骤(4.3)：计算粒子群中每个粒子的适应值，并计算它们的约束违背程度；
39、步骤(4.4)：将粒子划分为可行解和非可行解两类，并依次更新可行储备集和非可行储备集；
40、步骤(4.5)：判断是否满足终止准则，即是否达到终止代数，若满足终止条件则算法停止；
41、步骤(4.6)：对粒子群中每个粒子，依次选择全局引导者，更新个体引导者，产生新的粒子位置，执行时变变异。
42、所述步骤(5)的具体过程包括：
43、步骤(5.1)：将继电保护的每组目标函数值作为初始样本点，进行数据预处理；
44、步骤(5.2)：将k从2～9进行聚类，并计算轮廓系数，轮廓系数越接近于1的聚类效果越好，记录此时的k值；
45、步骤(5.3)：根据给定的k值，选取k个样本点作为初始划分中心；
46、步骤(5.4)：计算所有样本点到每一个聚类中心的距离，并将所有样本点划分到距离最近的聚类中心；
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1.一种基于约束多目标粒子群算法的电流保护整定优化策略，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于约束多目标粒子群算法的电流保护整定优化策略，其特征在于，所述步骤(1)中的继电保护的优化指标，包括继电保护的灵敏性、速动性和供电可靠性；
3.如权利要求1所述的一种基于约束多目标粒子群算法的电流保护整定优化策略，其特征在于，所述步骤(1)中继电保护多目标优化整定模型为：
4.如权利要求1所述的一种基于约束多目标粒子群算法的电流保护整定优化策略，其特征在于，所述步骤(4)中采用约束多目标粒子群算法求解继电保护整定优化目标函数的具体过程包括：
5.如权利要求1所述的一种基于约束多目标粒子群算法的电流保护整定优化策略，其特征在于，所述步骤(5)的具体过程包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于约束多目标粒子群算法的电流保护整定优化策略，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于约束多目标粒子群算法的电流保护整定优化策略，其特征在于，所述步骤(1)中的继电保护的优化指标，包括继电保护的灵敏性、速动性和供电可靠性；
3.如权利要求1所述的一种基于约束多目标粒子群算法的电流保护整定优化策略，其特征在于，...
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