專利名稱：用遺傳算法的恢復(fù)開關(guān)分析的制作方法
用遺傳算法的恢復(fù)開關(guān)分析
背景技術(shù)：
電カ分配系統(tǒng)大體上包括配電子站、饋電線、開關(guān)(斷路器、自動(dòng)重合開關(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)刻僅由ー個(gè)配電子站(源)經(jīng)由ー個(gè)饋電線對(duì)每個(gè)負(fù)載供電。為了維持該放射狀配置，由常開的(NO)聯(lián)絡(luò)開關(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)中的ー個(gè)或多個(gè)開關(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)測量并且記錄電的和其他類型的開關(guān)相關(guān)量，如電壓、電流、自動(dòng)合閘次數(shù)，(2)監(jiān)視開關(guān)狀態(tài)，(3)在打開或閉合之間操作開關(guān)，并且(4)向ー個(gè)或多個(gè)主設(shè)備通信信息。 通過自動(dòng)化饋電線操作如故障檢測、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)送開關(guān)命令以控制對(duì)應(yīng)的開關(guān)。在圖I中示出了示例性配電網(wǎng)絡(luò)，在為了簡化而省略了負(fù)載的正常操作模式中，源(SI至S7)是橢圓形的，NO開關(guān)(5、10、13、16、19、24、29)是綠色方形的，并且常閉的(NC)開關(guān)(其他附圖標(biāo)記)是紅色方形的。如果在開關(guān)I和開關(guān)2之間發(fā)生故障，開關(guān)I的保護(hù)功能導(dǎo)致開關(guān)I打開，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關(guān)包括開關(guān)I和2。開關(guān)2是故障部分的緊靠的下游，并且因此是隔離開關(guān)。參考圖2，當(dāng)打開開關(guān)I和2時(shí)，將故障部分隔離并且由隔離開關(guān)2和NO開關(guān)5和16束縛剩余未服務(wù)區(qū)域。開關(guān)5和16被稱為第一層(層I)恢復(fù)開關(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)該顯而易見的，第二和第三層恢復(fù)開關(guān)在拓?fù)渖媳鹊谝粚踊謴?fù)開關(guān)更“遙遠(yuǎn)”。用于獲得超過層I的恢復(fù)解決方案的過程被稱為多層恢復(fù)服務(wù)分析(RSA)。其有時(shí)候被稱為多層服務(wù)恢復(fù)問題，可以將其歸類為一種網(wǎng)絡(luò)重配置問題。由于多層恢復(fù)解決方案中涉及的開關(guān)數(shù)目有可能大，所以獲得這樣的解決方案的過程通常比單層解決方案更具有挑戰(zhàn)性。存在任意網(wǎng)絡(luò)重配置問題的情況下期望實(shí)現(xiàn)計(jì)算效率、避免網(wǎng)絡(luò)越限、最小化的開關(guān)操作以及所恢復(fù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆派湫?。網(wǎng)絡(luò)重配置問題還可以カ圖降低網(wǎng)絡(luò)中總體系統(tǒng)損失并且減輕過載情況。因此可以將網(wǎng)絡(luò)重配置問題表述為損失降低優(yōu)化問題或負(fù)載平衡優(yōu)化問題。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)載多祥性。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)重配置問題變成服務(wù)恢復(fù)問題，這是具體負(fù)載平衡問題，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)重配置問題一祥，由于配電網(wǎng)絡(luò)中的開關(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)化問題。因此在本領(lǐng)域中需要ー種用于適當(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)開關(guān)分析方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供了一種用于在故障隔離之后確定到網(wǎng)絡(luò)中的ー個(gè)或多個(gè)服務(wù)中止負(fù)載區(qū)域的反饋路徑的方法。該方法包括定義用于創(chuàng)建多個(gè)唯一性染色體的 染色體架構(gòu)，每個(gè)所述染色體是字符串，每個(gè)所述字符表示所述網(wǎng)絡(luò)中的常開開關(guān)的一系列動(dòng)作中的ー個(gè)動(dòng)作，所述一系列動(dòng)作包括(I)保持打開，(2)閉合或(3)與從對(duì)應(yīng)的常閉開關(guān)的群組中選擇的常閉開關(guān)的置換。初始化染色體列表。該染色體架構(gòu)用于創(chuàng)建第一染色體種群的初始染色體，對(duì)于每個(gè)初始染色體，如果它是有效的并且不在染色體列表中，那么將該初始染色體添加到初始染色體種群中。對(duì)于向初始種群創(chuàng)建的每個(gè)初始染色體，還將它添加到染色體列表中。對(duì)于該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。然后通過適應(yīng)度函數(shù)值對(duì)染色體進(jìn)行排序，其中將具有最低適應(yīng)度函數(shù)值的染色體視為最佳候選染色體。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，那么輸出與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，則使用遺傳操作來創(chuàng)建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。也將新種群中的每個(gè)新染色體添加到染色體列表中。對(duì)于新種群中的每個(gè)染色體再次生成適應(yīng)度函數(shù)值。按照相同的方式重復(fù)新種群的生成，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是圖I的示例性配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，隔離了仿真故障并且示出了恢復(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的示例性配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，發(fā)生了故障。圖5是圖3的示例性配電網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中，隔離了故障，剩下兩個(gè)服務(wù)中止區(qū)域。圖6是用于示出本發(fā)明的示例性算法的流程圖。圖7是用于更詳細(xì)地示出用于創(chuàng)建新代的步驟的流程圖。圖8是用于示出本發(fā)明的方法的結(jié)果的示例性用戶接ロ。圖9是根據(jù)圖8的示例性用戶接ロ，用于顯示不同的示例性結(jié)果集合。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的方法可應(yīng)用于單層和多層RSA問題兩者。參考圖3，在正常操作拓?fù)渲惺境隽耸纠耘潆娋W(wǎng)絡(luò)。圖4示出了圖3的網(wǎng)絡(luò)，其中，在負(fù)載LDff-3處發(fā)生故障。如可見的，在這樣的情形中，上游自動(dòng)重合開關(guān)RBW85感測到該故障，通過自動(dòng)合閘序列繼續(xù)前進(jìn)，并且最終鎖定(保持打開)。這導(dǎo)致包括負(fù)載LDff-1、LDff-2、LDff-3、LDff-5、LDff-6和LDff-7的斷電區(qū)域。在下一個(gè)步驟中，從服務(wù)中止區(qū)域隔離故障負(fù)載。參考圖5，在該示例性網(wǎng)絡(luò)中，_離開關(guān)包括緊靠的下游開關(guān)SW-ifanet-1和SW-ifanet_2。在打開開關(guān)SW-ifanet-l和Sff-ifanet-2之后，可以開始到服務(wù)中止區(qū)域的電カ恢復(fù)。在本示例中，在故障隔離之后形成兩個(gè)分離的服務(wù)中止區(qū)域(OOSA)。00SA1包括LDff-5并且00SA2包括LDff-I、LDff-2、LDff-6和LDff_7。可以由ー個(gè)或多個(gè)剩余反饋源反饋每個(gè)OOSA(如果該OOSA可分離到不同的子區(qū)域中)。由于反饋源組合的數(shù)目大，所以恢復(fù)問題是復(fù)雜的。例如在圖5的網(wǎng)絡(luò)中，源I3DN 16可以是用于00SA2的單層反饋源和/或用于00SA1的第二層反饋源。取決于最終的網(wǎng)絡(luò)配置，源54Z66可以是用于00SA2的單層反饋源或第二層反饋源。由于OOSA可能被分割(通過打開開關(guān)RC145、SW-ifanet-3或SW-ifnet-4)，所以恢復(fù)問題是更復(fù)雜的。根據(jù)本發(fā)明，反饋OOSA的網(wǎng)絡(luò)配置的解決方法首先要求開發(fā)遺傳算法(GA)的染色體架構(gòu)。染色體表示特定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并且根?jù)本發(fā)明，由固定長度的字串來表示染色體。根據(jù)本發(fā)明，由故障前網(wǎng)絡(luò)中的常開(NO)開關(guān)(又被稱為聯(lián)絡(luò)開關(guān))的數(shù)目確定字串長度。染色體中的每個(gè)字符(也稱為位或基因)表示關(guān)于聯(lián)絡(luò)開關(guān)的應(yīng)用選項(xiàng)。對(duì)于每個(gè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，可以獲得三個(gè)選項(xiàng)(I)聯(lián)絡(luò)開關(guān)可以保留不變并且保持打開；(2)可以閉合聯(lián)絡(luò)開關(guān)；或者(3)該聯(lián)絡(luò)開關(guān)可以與另一個(gè)常閉(NC)開關(guān)置換。根據(jù)第三選項(xiàng)，“置換”意味著該聯(lián)絡(luò)開關(guān)將閉合并且所識(shí)別的NC開關(guān)將打開。置換開關(guān)是這樣ー種NC開關(guān)，其中該NC開關(guān)是聯(lián)絡(luò)開關(guān)的上游或者是在與之相鄰的OOSA中的NC開關(guān)。每個(gè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)具有對(duì)應(yīng)的置換開關(guān)的具體集合。可以通過運(yùn)行從聯(lián)絡(luò)開關(guān)到其各自的源的網(wǎng)絡(luò)追蹤來確定置換開關(guān)的集合。這又被稱為回路追蹤。對(duì)于每個(gè)第一層聯(lián)絡(luò)開關(guān)，僅可以追蹤ー個(gè)源。對(duì)于每個(gè)更高層開關(guān)，可以追蹤兩個(gè)源。除了所回追蹤的開關(guān)，對(duì)于束縛OOSA的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，對(duì)應(yīng)的置換開關(guān)的集合還包括該OOSA中的NC開關(guān)。為了簡化恢復(fù)問題解決方案，根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方式，可以從可用置換開關(guān)的列表中排除饋電線斷路器。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)方面，針對(duì)給定聯(lián)絡(luò)開關(guān)的可用置換開關(guān)的列表可能進(jìn)ー步受到在反饋路徑中可置換的開關(guān)的數(shù)目的限制。例如對(duì)給定的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，可用反饋置換開關(guān)可能被限制到前N個(gè)上游NC開關(guān)。對(duì)于圖5的示例，第一層聯(lián)絡(luò)開關(guān)是RCR03、BQ70BL、RC137、RC871和RBX58。第ニ層聯(lián)絡(luò)開關(guān)是RCF91和RCP75。如果將要考慮的反饋開關(guān)的數(shù)目被限制為N = 1，那么第一和第二層聯(lián)絡(luò)開關(guān)的各自的置換開關(guān)集合是RCR03-RC145、SW-ifanet-3、SW-ifanet-4、2WK02(第一層)BQ70BL-RC145、SW-ifanet-3、SW-ifanet-4、BP52BL(第一層)RC137-RC145、SW-ifanet-3、SW-ifanet-4、RCF65(第一層)RC871-RC145、SW-ifanet-3、SW-ifanet-4、RD618 (第一層)RBX58-13B670(第一層)RCF91-BS73BL、REU99(第二層)RCP75-RBP32、
13B670(第二層)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，置換開關(guān)集合的基因表示使用單個(gè)字符來表示每個(gè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)的動(dòng)作。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方式，可以使用ASC I I字符來表示每個(gè)置換開關(guān)或其他動(dòng)作(即打開或閉合)。因此空格字符(下文中為了清楚起見表示為“L”)(ASCII值32)可以表示“保留打開”并且字符“！ ”(ASCII值33)可以表示“閉合”動(dòng)作。具有高于33的ASCII值的字符可以表示“具有所置換的N個(gè)開關(guān)的置換狀態(tài)”。由于使用ASCII字符，大量表示性變量是可獲得的(255-33 = 222個(gè)唯一性開關(guān)置換)。為了創(chuàng)建染色體，按照任意次序排列聯(lián)絡(luò)開關(guān)。根據(jù)圖5的示例性網(wǎng)絡(luò)，按照以下 方式排列聯(lián)絡(luò)開關(guān)[RCR03，BQ70BL, RC137, RCF91, RC871, RBX58, RCP75]。按照以下方式將
所置換的開關(guān)與字符相關(guān)聯(lián)
“ -RC145
#- SW-ifanet-3 $ — SW-i f ane t—4 % - 2WK02
& - BP52BL ￡-RCF65
(-RD618
)-13B670
*-BS73BL
+ -REU99 ’-RBP32有效的染色體包括[! L L L L ! L]，其關(guān)聯(lián)到這樣ー種網(wǎng)絡(luò)，其中閉合RCR03和RBX58并且全部其他聯(lián)絡(luò)開關(guān)保留打開；[L ! L*L ! L]，其關(guān)聯(lián)到這樣ー種網(wǎng)絡(luò)，其中BQ70BL和RBX58閉合并且置換RCF91與BS73BL (即BS73BL閉合并且RCF91打開)；[! L LL L) !]，其關(guān)聯(lián)到這樣ー種網(wǎng)絡(luò)，其中RCR03和RCP75閉合并且置換RBX58與13B670( SPRBX58閉合并且13B670打開)。如后文所更詳細(xì)地描述的，對(duì)于每個(gè)候選網(wǎng)絡(luò)，通過計(jì)算適應(yīng)度函數(shù)值來判決它對(duì)于最終解決方案的可適性。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方式，如下定義適應(yīng)度函數(shù)，其中其目的在于最小化該函數(shù)的值。fit (idv) = wSwSw0pnr (idv) +Wlvi0Ivionr (idv) +WpPnr (idv)(等式I)其中，idv是將要估計(jì)的單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?下文中的候選系統(tǒng))(其對(duì)應(yīng)于在下文的遺傳算法中生成的染色體)的索引。Ivionr是候選網(wǎng)絡(luò)中的回路電流越限的歸ー化數(shù)目，SwOpnr是歸ー化開關(guān)操作(排除隔離開關(guān))并且Pnr是候選網(wǎng)絡(luò)的歸ー化總未服務(wù)負(fù)載。由wlvio、wSw、wp表示對(duì)應(yīng)的加權(quán)因子。等式I中的加權(quán)因子定義允許算法的用戶強(qiáng)調(diào)不同的優(yōu)化變量，從而增加應(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，但是可以在適應(yīng)度函數(shù)中考慮附加的因子，例如最小化系統(tǒng)損失或電壓越限。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，Pnr比適應(yīng)度函數(shù)中的其他兩個(gè)分量下降得更快，因此在幾代之后，來自SwOpnr和Ivionr的貢獻(xiàn)將主導(dǎo)最終適應(yīng)度值。為了實(shí)現(xiàn)平衡貢獻(xiàn)解決方案，對(duì)于染色體的每個(gè)新代，可以用大于I (例如1.05)的因子來增加權(quán)重wp。根據(jù)以下等式⑵來定義歸ー化值的計(jì)算SwOpnr (idv) = NoSwitchOperations (idv) /NoTieSwitcheSbase(等式2)Pnr (idv) = (TotalffeightedLoadbase-TotalffeightedLoad (idv) ) /rotalffeigntedLoadbas (等式3)其中，base表示隔離后配置中的網(wǎng)絡(luò)并且(idv)表示候選網(wǎng)絡(luò)。NoTieSwitches是網(wǎng)絡(luò)中NO聯(lián)絡(luò)開關(guān)的總數(shù)。NoSwitchOperations是從故障隔離系統(tǒng)狀態(tài)(基礎(chǔ)配置)到候選網(wǎng)絡(luò)配置的轉(zhuǎn)變所需的開關(guān)操作的數(shù)目(不包括隔離開關(guān)操作)。TotalffeightedLoad是對(duì)應(yīng)于以下染色體的候選網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)的總負(fù)載。TotalffeightedLoad = E LoadinOOSAreas+PenaltyFactor* E LoadinBackFeedingAreas(等式4)由于其目的是最小化適應(yīng)度函數(shù)值，所以等式4的PenaltyFactor最好大于I,以防止負(fù)載被遮擋在反饋區(qū)域中。根據(jù)以下來執(zhí)行歸一化電流越限Ivionr的計(jì)算對(duì)于代中的每個(gè)染色體，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，并且執(zhí)行平衡的或非平衡的負(fù)載流分析。根據(jù)負(fù)載流分析的結(jié)果，計(jì)數(shù)從閉合開關(guān)和全部饋電線部分到它們的源的電流越限。這些電流越限被稱為回路電流越限。在代中的全部染色體中，確定具有最大數(shù)目的電流越限Iviomax的網(wǎng)絡(luò)，并且根據(jù)以下等式使用該數(shù)目Ivionr = Ivio udv)/Iviomax(等式5)現(xiàn)在參考圖6，流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明的過程。如上所述，該過程與在網(wǎng)絡(luò)上隔離了故障之后開始。此后，在100處調(diào)用根據(jù)本發(fā)明的過程。在步驟100處，根據(jù)上面討論的方法隨機(jī)創(chuàng)建新染色體。因此，創(chuàng)建這樣ー種染色體，其中每個(gè)NO聯(lián)絡(luò)開關(guān)是打開的、閉合的、或與NC開關(guān)置換。因此，使新染色體有效以確保創(chuàng)建了斷電環(huán)路。如果這樣，那么丟棄該染色體。通過定義包含每個(gè)候選網(wǎng)絡(luò)的染色體或指標(biāo)的搜索列表LSTkts,與適應(yīng)性禁忌搜索(RTS)結(jié)合。因此將每個(gè)新創(chuàng)建的染色體(無論是否有效)添加到LSTkts。為了限制遺傳算法處理時(shí)間，對(duì)每個(gè)代定義種群大小。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方式，種群大小=4*N+1 ;其中N = NoTieSwitchesbase/2(N是整數(shù))并且其中N< = 10。因此對(duì)于圖5、 7中的示例性網(wǎng)絡(luò)，給定種群大小13 (其中將N從3. 5取整為3)，則將常開聯(lián)絡(luò)開關(guān)包括在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中。在步驟102處，確定有效染色體的數(shù)目是否達(dá)到種群極限。生成新染色體直到達(dá)到種群數(shù)目為止。在步驟104處，對(duì)于代中的每個(gè)染色體計(jì)算適應(yīng)度值(見等式I)。如上所述，對(duì)于染色體的種群，對(duì)于每個(gè)染色體確定對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，并且執(zhí)行平衡的或非平衡的負(fù)載流分析，以確定電流越限和在適應(yīng)度函數(shù)值計(jì)算中使用的總加權(quán)負(fù)載。在步驟106處，按照適應(yīng)度值的次序排序染色體，其中最低的適應(yīng)度值是“最佳”或第一。在步驟108處，確定是否達(dá)到代極限或者最佳適應(yīng)度值是否低于門限值。如果任意ー種情況為真，那么輸出與最佳染色體相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)配置作為解決方案?？梢韵駾MS或其他配電控制管理器發(fā)送該解決方案以便實(shí)現(xiàn)ー些或全部OOSA的電カ恢復(fù)。代極限是用戶定義的(或默認(rèn)的)、有效地限制算法進(jìn)行的迭代的最大代數(shù)目。適應(yīng)度函數(shù)門限值是對(duì)于適應(yīng)度函數(shù)的用戶定義的(或默認(rèn)的)值，其中適應(yīng)度函數(shù)值低于門限的網(wǎng)絡(luò)配置是“優(yōu)良”解決方案。這是因?yàn)榈偷倪m應(yīng)度函數(shù)值指示(I)最小化的電流越限，⑵最小化的開關(guān)操作以及(3)最小化的未服務(wù)負(fù)載。如果最佳染色體不具有低于門限值的適應(yīng)度值并且最大代數(shù)目尚未達(dá)到，則算法 前進(jìn)到步驟110。在步驟110處，使用遺傳操作創(chuàng)建染色體的新代。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方式，將來自以前的代的N+1個(gè)最佳染色體(具有最低的適應(yīng)度函數(shù)值的染色體)直接復(fù)制到新代。接下來，使用交叉來創(chuàng)建N個(gè)新染色體。接下來，使用變異來創(chuàng)建N個(gè)新染色體。如本領(lǐng)域已知的，通過隨機(jī)合并任意兩個(gè)所生成染色體來完成交叉，并且通過在染色體中隨機(jī)重做一個(gè)或多個(gè)置換或打開/閉合動(dòng)作來完成變異。通過隨機(jī)染色體創(chuàng)建來創(chuàng)建完成代所需要的附加染色體。檢查每個(gè)新創(chuàng)建的染色體(非直接拷貝)的有效性并且對(duì)照LSTrts進(jìn)行檢查。如果該染色體無效(帶電環(huán)路)，則將其添加到LSTrts中并且不將其添加到新代中。如果該染色體已經(jīng)存在于LSTrts中則不將其添加到新代中。如果該染色體有效并且不存在于LSTrts中則將其添加到新代并且添加到LSTrts中。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方式，使用最頂上的(最低適應(yīng)度函數(shù)值)染色體來執(zhí)行與接下來的N個(gè)染色體的交叉，以生成N個(gè)新染色體。接下來，直接拷貝的N個(gè)染色體中的每個(gè)染色體變異一次以生成接下來的N個(gè)染色體。一旦創(chuàng)建了染色體的新代，該過程返回到步驟104，并且這樣重復(fù)該過程，直到達(dá)到了(低于適應(yīng)度函數(shù)門限的)良好的解決方案為止或者直到達(dá)到最大代數(shù)目為止?，F(xiàn)在參考圖7，其中的流程圖更詳細(xì)地示出了創(chuàng)建新代的步驟110。在200處，通過將NoMutation (變異數(shù)目)變量初始化為零來開始變異函數(shù)。接下來，在202處，執(zhí)行染色體變異以創(chuàng)建NewChromosome (新染色體)并且將NoMutation變量增加一。在204處，確定該NewChromosome是否在RTSmap (即LSTrts)中。如果是,則該算法前進(jìn)到步驟212,其中在步驟212中，確定NoMutation變量是否大于NmutationLimit (變異數(shù)目極限)。如果是，則該算法前進(jìn)到下文將更詳細(xì)地描述的步驟214，如果否，則該算法返回步驟202。如果在204處確定NewChromosome不在RTSmap中，則該算法前進(jìn)到步驟206,其中在步驟206中將NewChromosome保存在RTSmap中。接下來在208處,在NewChromosome上執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)有效性檢查，以識(shí)別帶電環(huán)路(即無效網(wǎng)絡(luò)配置)。如果NewChromosome是有效的,貝U在246處將其添加到新代中。如果NewChromosome是無效的,則該算法前進(jìn)到步驟212,其中在步驟 212 中，確定 NoMutation 是否大于 NmutationLimit。在216處通過將NoBreed (繁殖數(shù)目)變量初始化為零來開始交叉功能。接下來，在218處，執(zhí)行染色體交叉，以創(chuàng)建NewChromosome，并且將NoBreed變量增加I。在220處，確定NewChromosome是否在RTSmap (即LSTrts)中。如果是,則該算法前進(jìn)到步驟228,其中在步驟228中，確定NoBreed變量是否大于NbreedLimit (繁埴極限數(shù)目)。如果是，則該算法前進(jìn)到下文將更詳細(xì)地描述的步驟214，如果否，則該算法返回步驟218。如果在220處確定NewChromosome不在該RTSmap中，則該算法前進(jìn)到步驟222,其中在步驟222中將NewChromosome保存在該RTSmap中。接下來在224處,在NewChromosome上執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)有效性檢查，以識(shí)別帶電環(huán)路(即無效網(wǎng)絡(luò)配置)。如果NewChromosome是有效的,貝U在246處將其添加到新代中。如果NewChromosome是無效的,則該算法前進(jìn)到步驟228,其中在步驟228 中，確定 NoBreed 是否大于 NbreedLimit?？梢娙绻徊婊蜃儺惞δ苤械娜我猢`個(gè)達(dá)到它們的極限，則該算法前進(jìn)到步驟214，其中在步驟214中將NoRandom(隨機(jī)數(shù)目)變量初始化為零。該算法前進(jìn)到步驟230，其中在步驟230中開始隨機(jī)染色體生成功能。也可以獨(dú)立地調(diào)用隨機(jī)染色體生成功能， 在該情況中該過程將在230處開始。接下來在232處，通過隨機(jī)閉合或置換ー個(gè)或多個(gè)NO聯(lián)絡(luò)開關(guān)來創(chuàng)建染色體。將NoRandom變量增加一。在234處,確定NewChromosome是否在RTSmap (即LSTrts)中。如果是，則算法前進(jìn)到步驟242，其中在步驟242中，確定該NoRandom變量是否大于NrandomLimit (隨機(jī)數(shù)目極限)。如果是，則該算法前進(jìn)到將返回空的步驟244(意味著不能生成附加的染色體)。如果否，該算法返回到步驟232。如果在234處確定NewChromosome不在該RTSmap中，則該算法前進(jìn)到步驟236,其中在步驟236中將NewChromosome保存在該RTSmap中。接下來在238處,在NewChromosome上執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)有效性檢查，以識(shí)別帶電環(huán)路(即無效網(wǎng)絡(luò)配置)。如果NewChromosome是有效的,貝U在246處將其添加到新代中。如果NewChromosome是無效的,則該算法前進(jìn)到步驟242,其中在步驟 242 中，確定 NoRandom 是否大于 Nr andomLimit。因此對(duì)于姆個(gè)代,將作出N個(gè)交叉調(diào)用、N個(gè)變異調(diào)用以及至少N個(gè)隨機(jī)調(diào)用。取決于交叉和變異調(diào)用的結(jié)果，隨機(jī)調(diào)用的最終數(shù)目可能更高。(即NoMutation (變異數(shù)目)或 NoBreed (繁通數(shù)目)分別超過 NmutationLimit 或 NbreedLimit?，F(xiàn)在參考圖8和9，其中示出了示例性的圖形用戶接ロ。所示的接ロ顯示了上述算法的結(jié)果。如可見的，“恢復(fù)開關(guān)計(jì)劃”區(qū)域顯示了最終的代，其中按照適應(yīng)度值的次序排序染色體(最低的適應(yīng)度值是第一個(gè))。又如可見的，當(dāng)強(qiáng)調(diào)染色體吋，(圖8中的染色體I和圖9中的染色體3)，在“用于所選恢復(fù)開關(guān)計(jì)劃的開關(guān)序列”區(qū)域中顯示對(duì)應(yīng)的開關(guān)序列。如可見的，為了完整和清楚起見，“用于所選恢復(fù)開關(guān)計(jì)劃的開關(guān)序列”中提供的開關(guān)序列包括按照上述方式確定的用于隔離(其確定不是本發(fā)明的主題)和恢復(fù)二者的開關(guān)操作。與使用諸如經(jīng)典遺傳算法、網(wǎng)絡(luò)追蹤或確定性優(yōu)化方法的方法時(shí)多得多的負(fù)載流計(jì)算相比，本發(fā)明的方法僅對(duì)于所討論的有效染色體要求網(wǎng)絡(luò)負(fù)載流計(jì)算(以估計(jì)適應(yīng)度函數(shù))。這提高了找到解決方案的速度，因此適用于實(shí)時(shí)恢復(fù)開關(guān)應(yīng)用。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜(例如相鄰饋電線之間有許多聯(lián)絡(luò)開關(guān))并且對(duì)于反饋恢復(fù)存在許多不同的替換時(shí)，其對(duì)于多層RSA特別實(shí)用。多層RSA的功能將存在于DMS上或子站中。因此，由DMS或子站控制系統(tǒng)生成網(wǎng)絡(luò)配置(解決方案)。DMS或子站控制系統(tǒng)然后實(shí)現(xiàn)開關(guān)操作，以轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋪砥ヅ渚W(wǎng)絡(luò)配置解決方案。這樣，向OOSA恢復(fù)電能。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將明白的，本發(fā)明可以體現(xiàn)為或采取以下形式先前所述的方法和系統(tǒng)以及具有存儲(chǔ)在其上的計(jì)算機(jī)可讀指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)該計(jì)算機(jī)可讀指令被處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行如前所述的本發(fā)明的操作。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是能夠包含、存儲(chǔ)、傳達(dá)、傳播或傳輸被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用或結(jié)合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備來使用的用戶接ロ程序指令的任意介質(zhì)，并且可以是例如但不限于電、磁、光學(xué)、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)、裝置、設(shè)備或傳播介質(zhì)或用于在其上印刷程序的其他合適的介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮舉列表)將包括便攜式計(jì)算機(jī)磁盤、硬盤、隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦寫可編程只讀存儲(chǔ)器(EPR0M或閃存)、光纖、便攜式壓縮盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、光存儲(chǔ)設(shè)備、諸如支持因特網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的傳輸介質(zhì)或者磁存儲(chǔ)設(shè)備。可以用任意合適的編程語言來編寫用于執(zhí)行本發(fā)明的操作的計(jì)算機(jī)程序代碼或指令，只要該編程語言允許實(shí)現(xiàn)前述的技術(shù)結(jié)果。要理解前文的示例性實(shí)施方式的描述僅僅適用于說明而不是窮舉本發(fā)明。在不脫離如所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神或其范圍的前提下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能 夠?qū)λ_的主題的實(shí)施方式進(jìn)行特定増加、刪除和/或修改。
權(quán)利要求
1.一種用于在故障隔離之后確定到網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)或多個(gè)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.定義用于創(chuàng)建多個(gè)唯一性染色體的染色體架構(gòu)，每個(gè)所述染色體是字符串，每個(gè)所述字符表示所述網(wǎng)絡(luò)中的常開開關(guān)的一系列動(dòng)作中的ー個(gè)動(dòng)作，所述一系列動(dòng)作包括(I)保留打開，(2)閉合或(3)與從對(duì)應(yīng)的常閉開關(guān)的群組中選擇的常閉開關(guān)置換； ii.初始化染色體列表； iii.使用所述染色體架構(gòu)創(chuàng)建第一染色體種群的初始染色體，對(duì)于姆個(gè)所述初始染色體如果它是有效的并且不在所述染色體列表中，那么將所述初始染色體添加到所述初始染色體種群中；對(duì)于創(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染色體列表中； 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，那么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，拒絕在所述染色體列表中已經(jīng)存在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染色體列表中； 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fit(idv)= wSwSwOpnr(idv)+Wlvi0Ivionr U civ) +WpPnr Udv) 其中，idv是與染色體相對(duì)應(yīng)的單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?下文中的候選網(wǎng)絡(luò))的索引；Ivionr是所述候選網(wǎng)絡(luò)中的回路電流越限的歸ー化數(shù)目；SwOpnr是用于所述候選網(wǎng)絡(luò)的歸ー化開關(guān)操作；Pnr是用于所述候選網(wǎng)絡(luò)的歸ー化總未服務(wù)負(fù)載；并且wlvio、wSw、wp是用戶可定義的加權(quán)因子。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，對(duì)于染色體的每個(gè)新代，將加權(quán)值wp增加大于I的因子。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中SwOpnr (idv) = NoSwitchOperations (idv) /NoTieSwitchesbase Pnr (idv) = (TotalffeightLoadbase-TotalffeightedLoad (idv) ) / Totalffeightedloadbase 其中，base表示處于隔離后配置中的所述網(wǎng)絡(luò)并且(idv)表示所述候選網(wǎng)絡(luò)；NoTieSwitchesbase是所述網(wǎng)絡(luò)中常開的聯(lián)絡(luò)開關(guān)的總數(shù)；NoSwitchOperations是除了 _離開關(guān)操作之外，從所述隔離后配置到所述候選網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變所需要的開關(guān)操作的數(shù)目；TotalffeightLoadbase是所述網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)的總負(fù)載；TotalWeightedLoad (idv)是所述候選網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)的總負(fù)載。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中TotalWeightedLoad = 'L LoadinOOSAreas+PenaltyFactor^ 'L LoadinBackFeedingAreas 其中，LoadinOOSArea s是所述網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)中止區(qū)域中的負(fù)載并且LoadinBackFeedingAreas是所述網(wǎng)絡(luò)的非隔離或故障部分中的剩余負(fù)載；PenaltyFactor大于I。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中Ivionr = Ivio (idv)/Iviomax 其中，Ivi0(idv)是候選網(wǎng)絡(luò)的電流越限的數(shù)目并且Iviomax是針對(duì)代中任意染色體的電流越限的最大數(shù)目。
7.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對(duì)于每個(gè)所述常開聯(lián)絡(luò)開關(guān)隨機(jī)地選擇所述一系列動(dòng)作中的ー個(gè)動(dòng)作。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，對(duì)于每個(gè)所述常開聯(lián)絡(luò)開關(guān)，所述對(duì)應(yīng)的常閉開關(guān)包括所述常開聯(lián)絡(luò)開關(guān)上游的常閉開關(guān)，并且如果所述常開聯(lián)絡(luò)開關(guān)束縛所述中止服務(wù)區(qū)域中的ー個(gè)中止服務(wù)區(qū)域，則所述對(duì)應(yīng)的常閉開關(guān)還包括在該中止服務(wù)區(qū)域中的常閉開關(guān)。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述字符是ASICII字符。
10.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述初始種群的大小和所述新種群的大小等于4*N+1,其中，N = NoTieSwitchesbase/2 并且 N 是整數(shù)。
11.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，使用遺傳操作來創(chuàng)建新染色體種群的新染色體的所述步驟還包括 從所述初始種群直接向所述新種群拷貝多個(gè)染色體；并且 在從所述初始種群到所述新種群的所述多個(gè)染色體上執(zhí)行交叉和變異。
12.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，使用遺傳操作來創(chuàng)建新染色體種群的新染色體的所述步驟還包括 將來自以前的代的前N個(gè)染色體未改變地添加到新代中； 交叉所述最佳候選染色體和接下來的N個(gè)染色體以生成N個(gè)新染色體； 變異前N個(gè)染色體之后的接下來的N個(gè)染色體以創(chuàng)建新代中的N個(gè)新染色體；并且 如果要求附加的新染色體填充所述新代，則對(duì)于每個(gè)所述常開聯(lián)絡(luò)開關(guān)，隨機(jī)選擇所述ー系列動(dòng)作中的ー個(gè)動(dòng)作。
全文摘要
一種用于生成開關(guān)計(jì)劃以通過反饋來在故障隔離之后恢復(fù)到服務(wù)中止區(qū)域的電能的方法。定義一種染色體架構(gòu)以創(chuàng)建表示候選恢復(fù)后系統(tǒng)的染色體。估計(jì)并且重復(fù)地在遺傳上改變?cè)撊旧w，直到識(shí)別了可接受的解決方案為止。該解決方案識(shí)別用最佳方式向服務(wù)中止區(qū)域反饋電能的多個(gè)開關(guān)操作。
文檔編號(hào)G06N3/12GK102648477SQ201080054823
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者李文平, 王振遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司