專利名稱：用改進(jìn)的遺傳算法的恢復(fù)開(kāi)關(guān)分析的制作方法
用改進(jìn)的遺傳算法的恢復(fù)開(kāi)關(guān)分析
背景技術(shù)：
電力分配系統(tǒng)大體上包括配電子站、饋電線、開(kāi)關(guān)(斷路器、自動(dòng)重合開(kāi)關(guān)等等)電負(fù)載以及監(jiān)視和控制設(shè)備的集合。配電系統(tǒng)從配電子站經(jīng)由饋電線和開(kāi)關(guān)向連接到該饋電線的電負(fù)載(顧客)傳遞電力。通常將配電系統(tǒng)中的饋電線配置成放射狀的類型，以確保在任意時(shí)刻僅由一個(gè)配電子站(源)經(jīng)由一個(gè)饋電線對(duì)每個(gè)負(fù)載供電。為了維持該放射狀配置，由常開(kāi)的(NO)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)將每個(gè)饋電線鏈接到相鄰饋電線。當(dāng)與距饋電線部分的源相對(duì)遠(yuǎn)/近的饋電線部分相比時(shí)，距饋電線部分的源相對(duì)近/遠(yuǎn)的饋電線部分被稱為上游/下游部分。配電系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)可以具有相關(guān)智能電子設(shè)備(IED)，該IED具有以下監(jiān)視和控制功能(I)測(cè)量并且記錄電的和其他類型的開(kāi)關(guān)相關(guān)量，如電壓、電流、自動(dòng)合閘次數(shù)，(2)監(jiān)視開(kāi)關(guān)狀態(tài)，(3)在打開(kāi)或閉合之間操作開(kāi)關(guān)，并且(4)向一個(gè)或多個(gè)主 設(shè)備通信信息。通過(guò)自動(dòng)化饋電線操作如故障檢測(cè)、隔離和負(fù)載恢復(fù)，可以極大地改善配電系統(tǒng)可靠性。在這樣的系統(tǒng)中，與開(kāi)關(guān)相關(guān)聯(lián)的IED監(jiān)視配電系統(tǒng)并且向位于子站中的饋電線自動(dòng)化主控制器通信對(duì)應(yīng)的信息。如果在配電系統(tǒng)中發(fā)生故障，那么主控制器識(shí)別故障位置，生成按照一系列開(kāi)關(guān)操作的故障隔離和服務(wù)恢復(fù)解決方案并且向IED發(fā)送開(kāi)關(guān)命令以控制對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)。在圖I中顯示了示例性配電網(wǎng)絡(luò)，在為了簡(jiǎn)化而省略了負(fù)載的正常操作模式中，源(SI至S7)是橢圓形的，NO開(kāi)關(guān)(5、10、13、16、19、24、29)是綠色方形的，并且常閉的(NC)開(kāi)關(guān)(其他附圖標(biāo)記)是紅色方形的。如果在開(kāi)關(guān)I和開(kāi)關(guān)2之間發(fā)生故障，開(kāi)關(guān)I的保護(hù)功能導(dǎo)致開(kāi)關(guān)I打開(kāi)，從而導(dǎo)致虛線環(huán)繞的區(qū)域失去電能。配電網(wǎng)絡(luò)的故障部分的邊界開(kāi)關(guān)包括開(kāi)關(guān)I和2。開(kāi)關(guān)2是故障部分的緊靠的下游，并且因此是隔離開(kāi)關(guān)。參考圖2，當(dāng)打開(kāi)開(kāi)關(guān)I和2時(shí)，將故障部分隔離并且由隔離開(kāi)關(guān)2和NO開(kāi)關(guān)5和16限制剩余未服務(wù)區(qū)域。開(kāi)關(guān)5和16被稱為第一層(層I)恢復(fù)開(kāi)關(guān)。如果在情況S4和S7中源分別可以向由于故障隔離而未被服務(wù)的區(qū)域提供電能，則第一層恢復(fù)解決方案是可行的。如果第一層源不能夠向未服務(wù)區(qū)域提供電能，則必須執(zhí)行第二或者甚至第三層解決方案以向未服務(wù)區(qū)域提供電能。例如用于第二層的電源是S2和S5。用于第三層的電源是S3和S6。如應(yīng)該顯而易見(jiàn)的，第二和第三層恢復(fù)開(kāi)關(guān)在拓?fù)渖媳鹊谝粚踊謴?fù)開(kāi)關(guān)更“遙遠(yuǎn)”。用于獲得超過(guò)層I的恢復(fù)解決方案的過(guò)程被稱為多層恢復(fù)服務(wù)分析(RSA)。其有時(shí)候被稱為多層服務(wù)恢復(fù)問(wèn)題。由于多層恢復(fù)解決方案中涉及的開(kāi)關(guān)數(shù)目有可能大，所以獲得這樣的解決方案的過(guò)程通常比單層解決方案更具有挑戰(zhàn)性。在存在任意重配置問(wèn)題的情況下期望實(shí)現(xiàn)計(jì)算效率、恢復(fù)負(fù)載的最大數(shù)目、避免網(wǎng)絡(luò)越限、最小化的開(kāi)關(guān)操作以及所恢復(fù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆派湫?。網(wǎng)絡(luò)重配置問(wèn)題還可以力圖降低網(wǎng)絡(luò)中總體系統(tǒng)損失并且減輕過(guò)載情況。因此可以將網(wǎng)絡(luò)重配置問(wèn)題表述為損失降低優(yōu)化問(wèn)題或負(fù)載平衡優(yōu)化問(wèn)題。在正常系統(tǒng)操作情況中，網(wǎng)絡(luò)配置允許負(fù)載從配電網(wǎng)絡(luò)的高負(fù)載部分到相對(duì)輕負(fù)載部分的周期性傳送，并且因此利用在許多配電系統(tǒng)中存在的高度負(fù)載多樣性。在異常系統(tǒng)操作情況下，例如計(jì)劃中的或被迫的系統(tǒng)斷電，網(wǎng)絡(luò)重配置問(wèn)題變成服務(wù)恢復(fù)問(wèn)題，這是具體負(fù)載平衡問(wèn)題，其中主要目標(biāo)是在不違反系統(tǒng)操作和工程約束的情況下恢復(fù)盡可能多的服務(wù)中止負(fù)載。與任意其他類型的網(wǎng)絡(luò)重配置問(wèn)題一樣，由于配電網(wǎng)絡(luò)中的開(kāi)關(guān)元件的數(shù)目大，并且用于建模系統(tǒng)的電行為的約束的非線性特性，所以服務(wù)恢復(fù)是高度復(fù)雜組合的、不可微分的并且受約束的優(yōu)化問(wèn)題。因此在本領(lǐng)域中需要一種用于適當(dāng)?shù)刎?fù)責(zé)更大數(shù)目的變量并且有效地處理多層RSA解決方案的恢復(fù)開(kāi)關(guān)分析方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于在故障隔離之后確定到網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)中止負(fù)載區(qū)域的反饋路徑的方法。該方法包括確定基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)并且確定用于該基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)狀 態(tài)的適應(yīng)度函數(shù)的基線值(baseline value)。初始化染色體列表。創(chuàng)建初始染色體，并且對(duì)于每個(gè)所創(chuàng)建的初始染色體，如果是有效的并且不處于列表中，則將該初始染色體添加到初始染色體種群并且到染色體列表中。對(duì)于初始染色體種群中的每個(gè)染色體生成適應(yīng)度函數(shù)值。通過(guò)適應(yīng)度函數(shù)值對(duì)染色體進(jìn)行排序，具有最低適應(yīng)度函數(shù)值的染色體是最佳候選染色體。如果最佳候選染色體的適應(yīng)度函數(shù)值低于門限適應(yīng)度值，則輸出與該最佳候選染色體相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)配置。如果最佳候選染色體的適應(yīng)度函數(shù)值不低于門限適應(yīng)度值，則使用遺傳操作來(lái)創(chuàng)建每個(gè)新染色體種群的新染色體。在新染色體種群的創(chuàng)建期間，拒絕在染色體列表中已經(jīng)存在的任意新染色體。將新種群中的新染色體添加到染色體列表中。創(chuàng)建新代，直到最佳候選染色體的適應(yīng)度函數(shù)值低于門限適應(yīng)度值為止或者直到創(chuàng)建了預(yù)先確定數(shù)目的新種群為止，隨之輸出與該最佳候選染色體相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)配置。


圖I是示例性配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖。圖2是示例性配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，已發(fā)生故障并且顯示了各種恢復(fù)層。圖3是第二示例性配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖。圖4是圖3的配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，隔離了故障。圖5是圖3的配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，反饋服務(wù)中止區(qū)域。圖6是圖3的配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，置換創(chuàng)建帶電環(huán)路。圖7是圖3的配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，置換創(chuàng)建帶電環(huán)路。圖8是圖3的配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，置換創(chuàng)建斷電環(huán)路。圖9是用于顯示本發(fā)明的算法的示例性實(shí)施方式的流程圖。圖10是第三示例性配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，隔離了故障。圖11是用于顯示用于基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的適應(yīng)度函數(shù)值的表格。圖12是圖10的配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，置換了開(kāi)關(guān)。圖13是圖10的配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，置換了開(kāi)關(guān)。圖14是圖10的配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，置換了開(kāi)關(guān)。圖15是圖10的配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，置換了開(kāi)關(guān)以創(chuàng)建帶電環(huán)路。
圖16是圖10的配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，置換了開(kāi)關(guān)以創(chuàng)建斷電環(huán)路。圖17是圖10的配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，置換了開(kāi)關(guān)。圖18是用于顯示針對(duì)第一代的適應(yīng)度函數(shù)值的表格。圖19是用于顯示針對(duì)第二代的適應(yīng)度函數(shù)值的表格。圖20是圖10的配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，網(wǎng)絡(luò)配置對(duì)應(yīng)于第二代的最佳染色體。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的方法主要可應(yīng)用于多層RSA問(wèn)題，但是應(yīng)該明白該方法也可以應(yīng)用于單 層RSA問(wèn)題。以單層RSA問(wèn)題為例，參考圖3，圖3顯示了處于故障前配置中的示例性網(wǎng)絡(luò)，包括3個(gè)源SI、S2和S3 (變壓器形狀的);饋電線斷路器SWl、Sff2, Sff4, SWl3、SW14和SW21(紅色方形的)；12個(gè)常閉(NC)開(kāi)關(guān)(分段開(kāi)關(guān)設(shè)備)516、518、515、519、5110、5胃11、Sff 15, SW16、SW18、SW22、SW23和SW24(紅色圓形的);以及7個(gè)常開(kāi)(NO)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)SW3、Sff7, Sff 17, Sff 12, SW19、SW20 和 SW25 (綠色圓形的)。參考圖4，其顯示了故障后網(wǎng)絡(luò)配置，其中由饋電線斷路器SW21和開(kāi)關(guān)(分段隔離開(kāi)關(guān))SW22/SW23隔離發(fā)生在配電網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)L16處的故障。在該故障后配置中，兩個(gè)負(fù)載區(qū)域是未被服務(wù)或服務(wù)中止的。第一區(qū)域包括單個(gè)負(fù)載L18。第二區(qū)域包括負(fù)載節(jié)點(diǎn)L17和L19?？梢越?jīng)由NO聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)SW25恢復(fù)到第一區(qū)域的電能，并且經(jīng)由NO聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)SW12和/或SW19恢復(fù)到第二區(qū)域的電能(在來(lái)自SW12和SW19的可用容量不足的情況中，可以將服務(wù)中止網(wǎng)絡(luò)L17和L19分割成將要由SW12和SW19兩者恢復(fù)的兩個(gè))。該恢復(fù)方案被稱為反饋恢復(fù)，因?yàn)閺目蛇x擇的源恢復(fù)電能。通過(guò)將服務(wù)中止負(fù)載區(qū)域的數(shù)目定義為M來(lái)開(kāi)始問(wèn)題的分析，并且由DEi (I ^ i ^M)來(lái)識(shí)別該區(qū)域；將到DEi的反饋NO聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的數(shù)目定義為，并且由TSWuk (I < i <別聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。在圖4的示例性故障后網(wǎng)絡(luò)中，DE1對(duì)應(yīng)于負(fù)載節(jié)點(diǎn) L18，DE2 對(duì)應(yīng)于負(fù)載節(jié)點(diǎn) L17 和 L19 ;況^ = 1 并且A^w = 2 ; TSWia = SW25, TSff2jl = Sff12并且 TSW2,2 = SW19。還定義了唯一性適應(yīng)度函數(shù)，其中，其目的在于最小化該函數(shù)的值f (idv) = wSwSw0pnr (idv) +WlossSysLossnr (idv) +WvvioVvionr (idv) +WlvioIvionr (idv) +wshed (PnrQdV))(等式I)其中，idv是將要估計(jì)的(與下文的遺傳算法中生成的染色體相對(duì)應(yīng)的)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?此后候選系統(tǒng))的索引。SysLossm是對(duì)應(yīng)的歸一化系統(tǒng)電能損失；Vvionr是電壓越限的數(shù)目是電流越限的數(shù)目；Sw0pm是開(kāi)關(guān)操作的數(shù)目并且？ 是在恢復(fù)之后的總未服務(wù)負(fù)載。由W1()SS、wVvi()、wIvi。、wSw、Wshejd表示對(duì)應(yīng)的加權(quán)因子。等式I中的加權(quán)因子定義允許該算法的用戶強(qiáng)調(diào)不同的優(yōu)化變量，從而提高應(yīng)用靈活性。應(yīng)該明白，雖然以上適應(yīng)度函數(shù)良好地適用于本發(fā)明，但是取決于用戶優(yōu)先級(jí)和所要求的計(jì)算速度，可以在適應(yīng)度函數(shù)中考慮更少的或附加的因子。由于目的是最小化適應(yīng)度值，所以根據(jù)以下來(lái)定義歸一化值的計(jì)算SysLossnr (idv) = SysLoss (idv)/SysLossbase (等式 2)Vvionr (idv) = NoVoltViolations (idv)/NoVoltViolationsbase (等式 3)
Ivionr (idv) = NoCurrentViolations (idv) /NoCurrentViolations base (等式 4)SwOpnr (idv) = NoSwithchOperation (idv)/NoTieSwitchesbase (等式 5)Pnr (idv) = UnservedLoad (idv)/Loadbase (等式 6)其中，SysLoss是候選系統(tǒng)的總計(jì)總電能損失，
NoVoltViolations是候選系統(tǒng)中的電壓越限的計(jì)數(shù)數(shù)目，NoCurrentViolations是候選系統(tǒng)中的電流(容量)越限的計(jì)數(shù)數(shù)目，NoSwithchOperation是從故障隔離系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到候選系統(tǒng)狀態(tài)所需要的開(kāi)關(guān)操作的數(shù)目；UnservedLoad是候選系統(tǒng)中的總計(jì)服務(wù)中止負(fù)載，SysLossbase>NoVoltViolationsbase、NocurrentVioIationsbase> NoTieSwitchbase 和 Loadbase 是用于歸一化的基線值并且是將在下文描述的基礎(chǔ)候選系統(tǒng)的基線值。電壓越限的確定受到電壓上限和電壓下限的設(shè)置的影響。系統(tǒng)中的每個(gè)元件(源/開(kāi)關(guān)/負(fù)載)具有與它們相關(guān)聯(lián)的電壓限度。這些電壓限度通常被稱為(額定值)，并且可以假設(shè)它們對(duì)于不同的候選系統(tǒng)是固定的。當(dāng)每單位(P.u.)電壓值用于這些固定限度時(shí)，用于每個(gè)候選系統(tǒng)的計(jì)算的Vviom是彼此相當(dāng)?shù)?。在等?中的UnservedLoad的計(jì)算中，單獨(dú)的負(fù)載可以具有與它們相關(guān)聯(lián)的不同的優(yōu)先級(jí)指標(biāo)(或懲罰因子)。更關(guān)鍵的負(fù)載可以在計(jì)算中具有更高的懲罰因子。例如，最關(guān)鍵的負(fù)載可以具有懲罰因子3，關(guān)鍵性居中的負(fù)載可以具有懲罰因子2并且正常的或關(guān)鍵性低的負(fù)載可以具有懲罰因子I。當(dāng)在計(jì)算中將這些懲罰因子與它們的相關(guān)負(fù)載相乘時(shí)，負(fù)載越關(guān)鍵則其將對(duì)最終的Pnr值具有越大的影響。這確保在候選系統(tǒng)的選擇決策中更不可能剩下服務(wù)更關(guān)鍵的負(fù)載未被服務(wù)。純遺傳算法可以生成重復(fù)的候選網(wǎng)絡(luò)，這增加了處理時(shí)間并且降低了計(jì)算效率。因此，通過(guò)定義包含候選網(wǎng)絡(luò)和無(wú)效網(wǎng)絡(luò)的指標(biāo)的搜索列表LSTkts，與適應(yīng)性禁忌搜索(Reactive Tabu Search RTS)結(jié)合。該指標(biāo)主要包含網(wǎng)絡(luò)配置的信息，即關(guān)于每個(gè)開(kāi)關(guān)/斷路器是打開(kāi)還是閉合的狀態(tài)。在故障隔離之后執(zhí)行本發(fā)明的方法并且根據(jù)以下步驟繼續(xù)本發(fā)明的方法在第一步驟處，對(duì)于每個(gè)DEi,針對(duì)對(duì)應(yīng)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)TSWi，k (I < k< iWl)計(jì)算空余容量該空余容量是對(duì)應(yīng)的反饋路徑的最大空余負(fù)載能力，該能力是通過(guò)從聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)到它的源的追蹤，找出該網(wǎng)絡(luò)路徑中的每個(gè)元件的最低空余負(fù)載(電流)限度并且將最低限度設(shè)置為該空余容量來(lái)確定的。對(duì)于饋電線主線或支線，空余容量限度是熱電流承載限度減去當(dāng)前負(fù)載(電流)；對(duì)于開(kāi)關(guān)，容量限度是額定AC負(fù)載能力(單位為安培)減去當(dāng)前負(fù)載(電流)；對(duì)于源，容量限度是最大可用負(fù)載容量(該值可以是熱力或穩(wěn)定受限負(fù)載容量減去當(dāng)前負(fù)載)。在下一個(gè)步驟中，對(duì)于每個(gè)服務(wù)中止負(fù)載區(qū)域DEi,閉合其對(duì)等NO聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)(對(duì)于I <k< M；w)中，具有最大C的NO聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)TSWi, Zchnax。結(jié)果的網(wǎng)絡(luò)配置是放射狀的并且不包括服務(wù)中止負(fù)載(可能仍然存在電流和電壓越限)。該配置是基礎(chǔ)候選系統(tǒng)并且將它的代表性索引存儲(chǔ)在LSTkts中?？梢詫⒋硇运饕x為包括所選聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)TSWi, Iclmax的索引的字串?；A(chǔ)候選系統(tǒng)索引因此變成聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)指標(biāo)的字串。然后在基礎(chǔ)候選系統(tǒng)上執(zhí)行負(fù)載流(網(wǎng)絡(luò))分析，以計(jì)算總系統(tǒng)損失SySLoSSbase、電壓越限的數(shù)目NoVoltViolationsbase、電流越限的數(shù)目NoCurrentViolationsbase、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的數(shù)目NoTieSwitchbasej以及總系統(tǒng)負(fù)載Loadbase;。根據(jù)等式I計(jì)算基礎(chǔ)候選系統(tǒng)的適應(yīng)
度值，并且該適應(yīng)度值等于 Wsw+Wi0SS+Wi0SS+Wjvi0+Wshed o通過(guò)示例，參考圖5，顯示了用于圖4的故障網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)候選系統(tǒng)。如可見(jiàn)的，對(duì)于DE1, SW25是NO聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)TSW1^其具有最大(其是200A，即SWl的最大負(fù)載容量500A減去300A的當(dāng)前SWl負(fù)載)。類似地，對(duì)于DE2, SW19是NO聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)TSW2,2，其具有最大
(其也是200A，即SW14的最大負(fù)載500A減去300A的當(dāng)前SW14負(fù)載)。在不影響本發(fā)明的操作的前提下可以采用用于定義基礎(chǔ)候選系統(tǒng)的其他方法。在下一個(gè)步驟中，對(duì)于基礎(chǔ)候選系統(tǒng)，使用遺傳算法(GA)技術(shù)來(lái)與上游閉合開(kāi)關(guān)置換TSW1Jk幸大)，以生成新候選系統(tǒng)。在本文公開(kāi)中，置換涉及閉合TSWiJk幸k最大)以及打開(kāi)上游NC開(kāi)關(guān)的動(dòng)作。下文將更詳細(xì)地描述該方法。大體上，饋電線電路斷路器(用于圖5中的示例性網(wǎng)絡(luò)的{1，2，4，13，14})可以不被置換，因?yàn)槭褂盟鼈冏鳛樾侣?lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)是異常的并且這還便于限制搜索空間的大小。在給定候選系統(tǒng)中可以進(jìn)行多個(gè)置換，但是沒(méi)有有效解決方案可包括帶電環(huán)路。換句話說(shuō)，候選系統(tǒng)必須是放射狀的。網(wǎng)絡(luò)中的斷電部分是可允許的，因?yàn)檫m應(yīng)度函數(shù)定義將自然地傾向排除對(duì)應(yīng)的候選網(wǎng)絡(luò)，即如果在等式I中Wshed大于0則GA將最小化負(fù)載脫落。對(duì)照LSTkts檢查每個(gè)新生成的候選系統(tǒng)，并且如果該新生成的候選系統(tǒng)已經(jīng)處于該列表中則丟棄該候選系統(tǒng)。如果候選系統(tǒng)不處于該列表中則將其索引存儲(chǔ)在該列表中。對(duì)于每個(gè)新候選系統(tǒng)，基于等式I到等式6計(jì)算適應(yīng)度值，并且在GA進(jìn)化過(guò)程和終止評(píng)價(jià)中使用適應(yīng)度值，如下文更詳細(xì)地描述的?，F(xiàn)在將更詳細(xì)地描述置換功能。為了定義用于遺傳算法的染色體，定義置換矩陣結(jié)構(gòu)，其中行對(duì)應(yīng)于NO聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)(僅索引)并且列對(duì)應(yīng)于可被置換的上游NC開(kāi)關(guān)(僅索引)。在矩陣中，值I指示置換是可行的并且值0指示置換不可行。下文顯示了用于圖5的基礎(chǔ)候選系統(tǒng)的示例性置換矩陣
權(quán)利要求
1. 一種用于在故障隔離之后確定到網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)中止負(fù)載區(qū)域的反饋路徑的方法，所述方法包括 1.確定基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)； ii.確定用于所述基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的適應(yīng)度函數(shù)的基線值； iii.初始化染色體列表(LSTkts)； iv.創(chuàng)建初始染色體，對(duì)于每個(gè)所創(chuàng)建的初始染色體，如果是有效的并且不處于LSTkts中，則將所述初始染色體添加到初始染色體種群中；對(duì)于所創(chuàng)建的每個(gè)所述初始染色體，將所述初始染色體添加到所述LSTkts中； V.生成所述初始染色體種群中的每個(gè)染色體的適應(yīng)度函數(shù)值； vi.通過(guò)適應(yīng)度函數(shù)值對(duì)所述染色體進(jìn)行排序，具有最低適應(yīng)度函數(shù)值的所述染色體是最佳候選染色體； vii.確定所述最佳候選染色體的所述適應(yīng)度函數(shù)值是否低于門限適應(yīng)度值，并且如果是則輸出與所述最佳候選染色體相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)配置； viii.如果所述最佳候選染色體的所述適應(yīng)度函數(shù)值不低于所述門限適應(yīng)度值，則使用遺傳操作來(lái)創(chuàng)建新染色體種群的新染色體，在所述新染色體種群的所述創(chuàng)建期間，拒絕已經(jīng)處于所述LSTkts中的任意新染色體并且將所述新種群中的所述新染色體添加到所述LSTets 中； ix.生成所述新種群中的每個(gè)染色體的適應(yīng)度函數(shù)值；并且 X.重復(fù)步驟vi-ix，直到所述最佳候選染色體的所述適應(yīng)度函數(shù)值低于所述門限適應(yīng)度值為止或者直到創(chuàng)建了預(yù)先確定數(shù)目的新種群為止，隨之輸出與所述最佳候選染色體相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)配置。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述適應(yīng)度函數(shù)包括 f (idv) = wSwSwOpnr (idv) +WlossSysLossnr (idv) +WvvioVvionr (idv) +WlvioIvionr (idv) +Wshed (PnrQdv)) 其中，idv是與染色體相對(duì)應(yīng)的單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞乃饕? SysLossnr是對(duì)應(yīng)的歸一化系統(tǒng)電能損失；Vviom是電壓越限的數(shù)目；Iviom是電流越限的數(shù)目=SwOpm是開(kāi)關(guān)操作的數(shù)目；Pm是在恢復(fù)之后的總未服務(wù)負(fù)載；并且w1()SS、wVvi。、WIvio>WSw> wShed是用戶分配的加權(quán)因子。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中SysLossnr (idv) = SysLoss (idv) /SysLossbase ；Vvionr (idv) = NoVoltViolations (idv) /NoVoltViolationsbase ；Ivionr (idv) = NoCurrentViolatiohs (idv)/NoCurrentVioIationsbase ；SwOpnr (idv) = NoSwithchOperations (idv) /NoTieSwitchesbase ；Pnr (idv) = UnservedLoad (idv) /Loadbase ； 其中，SysLossbase是所述基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)中的所述電能損失； SysLoss (idv)是與染色體相對(duì)應(yīng)的候選網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)應(yīng)的電能損失； NoVoltViolationsbsae是在所述基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)中的電壓越限的數(shù)目； NoVoltViolations (idv)是與染色體相對(duì)應(yīng)的候選網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)應(yīng)的電壓越限；NoCurrentViolationsbsae是在所述基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)中的電流越限的數(shù)目；NoCurrentViolations (idv)是與染色體相對(duì)應(yīng)的候選網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)應(yīng)的電流越限的數(shù)目；N0TieSWitCheSbase是在所述基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)中的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的數(shù)目；NoSwi thchOperat ions (i dv)是與染色體相對(duì)應(yīng)的候選網(wǎng)絡(luò)中要達(dá)成的開(kāi)關(guān)操作的對(duì)應(yīng)的數(shù)目；Loadbase是所述 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的總負(fù)載；UnservedLoad(idv)是與染色體相對(duì)應(yīng)的候選網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)應(yīng)的總未服務(wù)負(fù)載。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，確定基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的所述步驟包括對(duì)于每個(gè)服務(wù)中止負(fù)載區(qū)域，閉合常開(kāi)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，創(chuàng)建初始染色體的所述步驟包括創(chuàng)建置換矩陣，其中，所述置換矩陣的行對(duì)應(yīng)于所述基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的常開(kāi)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，并且所述置換矩陣的列對(duì)應(yīng)于能夠被置換的上游常閉開(kāi)關(guān)；并且 通過(guò)隨機(jī)置換一個(gè)或多個(gè)所述常開(kāi)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)與所述能夠被置換的上游開(kāi)關(guān)來(lái)創(chuàng)建所述初始染色體。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，使用遺傳操作來(lái)創(chuàng)建每個(gè)新染色體種群的新染色體的所述步驟還包括 從所述初始種群中選擇多個(gè)染色體；并且 在來(lái)自所述初始種群的所述多個(gè)染色體上執(zhí)行交叉和變異。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述初始染色體種群包括6n+l個(gè)初始染色體，其中n是用戶定義的變量。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，使用遺傳操作來(lái)創(chuàng)建新染色體種群的新染色體的所述步驟還包括 將來(lái)自先前代的前2n+l個(gè)染色體添加到未改變的新代中； 將所述最佳候選染色體與接下來(lái)的2n個(gè)染色體交叉，以生成2n個(gè)新染色體； 變異前2n+l個(gè)染色體之后接下來(lái)的2n個(gè)染色體，以創(chuàng)建所述新代中的2n個(gè)新染色體；并且 如果要求附加的新染色體來(lái)填充所述新代，則根據(jù)所述置換矩陣來(lái)隨機(jī)置換。
全文摘要
一種用于確定反饋路徑的方法能夠通過(guò)使用迭代的遺傳算法最小化適應(yīng)度函數(shù)來(lái)有效地解決多層恢復(fù)問(wèn)題。該方法通過(guò)最小化電能損失、開(kāi)關(guān)、未服務(wù)負(fù)載和電壓/電流越限來(lái)優(yōu)化服務(wù)中止區(qū)域的反饋。通過(guò)使用適應(yīng)性禁忌搜索來(lái)防止重復(fù)的候選系統(tǒng)，進(jìn)一步提高該算法的效率。
文檔編號(hào)G06N3/12GK102667827SQ201080054795
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者J·斯陶皮斯, V·唐德, W·佩特森, 李文平, 王振遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司