基于遗传算法的变电站电流量测回路故障检测方法

摘要

本发明提供一种基于遗传算法的变电站电流量测回路故障检测方法，包括：搜寻出变电站内的开关岛；对所述开关岛进行电压状态估计，获得开关岛的最可信相电压有效值；找出所述开关岛中各物理节点所关联的支路；对于所述物理节点，建立方程；对于所述开关岛中的支路建立方程；用遗传算法求解使得以下目标函数最小的所有支路电流、有功、无功，获得各支路量测量的最可信值；根据每条支路量测量的最可信值与量测值的偏差，当偏差大于预设阈值，则生成相应的电流量测回路可能存在故障的告警信息。本发明方法建模简单，考虑了复杂的约束条件，故障检测的准确性高。

主权项

一种基于遗传算法的变电站电流量测回路故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：搜寻出变电站内的开关岛；其中，所述在变电站内的开关岛是指由如下设备：母线、断路器、刀闸和短引线组成的电气上相连的一组设备，各设备的阻抗为0；对所述开关岛进行电压状态估计，获得开关岛的最可信相电压有效值；找出所述开关岛中各物理节点所关联的支路；对于所述物理节点，建立以下方程：$\underset{k=1}{\overset{N_i}{\Sigma }}{P}_{i\_k}=e_{pi}\approx 0$$\underset{k=1}{\overset{N_i}{\Sigma }}{Q}_{i\_k}=e_{qi}\approx 0$式中，N_i为与物理节点i相连的支路数目，k为与物理节点i相连的支路序号，P_{i_k}和Q_{i_k}均为与物理节点i相连的k支路的三相总功率，所述开关岛中共有NODE个物理节点，i＝1～NODE；对于所述开关岛中的支路建立以下方程：${\left(\sqrt{3}{I}_{j}U\right)}^2-(P_j^2+Q_j^2)=e_{sj}\approx 0$式中，I_j为支路j的线电流幅值，P_j和Q_j分别为支路j的三相有功量测和三相无功量测；用遗传算法求解使得以下目标函数最小的所有支路电流、有功、无功，获得各支路量测量的最可信值：$\min e=\underset{i=1}{\overset{NODE}{\Sigma }}{e}_{pi}^2+\underset{i=1}{\overset{NODE}{\Sigma }}{e}_{qi}^2+\underset{j=1}{\overset{BRANCH}{\Sigma }}{e}_{sj}^2$其中，mine为所述最可信值，BRANCH表示所述开关岛中的支路总数；其中，所述用遗传算法求解使得以下目标函数最小的所有支路电流、有功、无功，获得各支路量测量的最可信值的步骤包括：步骤31、取各支路的单相电流幅值量测I、三相有功P和三相无功Q作为待优化求解的参数，X_i表示I、P或Q的期望值，X_mi为实测值，i表示序号，k_i表示第i个量期望值与实测值的偏差，满足下式：X_i＝X_mi(1+k_i)，其中i＝1～N，N为I、P、Q数目的总和，k_i的取值范围为[‑10，10]；步骤32、以k_i为基因构造染色体Yj，每个染色体Yj为1个一维数组，每个k_i为数组元素；种群数目选为30×N，即j＝1～30×N；步骤33、各个体的适应度评价：各个体根据k_i求取对应的X_i，即I、P、Q的值，然后利用式计算各个体距离最优值的偏差量，并将各个个体按偏差量由小到大的顺序排序；其中，所述最优值为0；步骤34、进行如下终止条件的判断：连续100代最优个体的偏差量不再变小，则停止寻优；或者最优个体的偏差量小于0.001停止寻优；步骤35、对所述种群进行选择处理；步骤36、对选择处理后的种群进行复制处理；步骤37、对复制处理后的种群进行交叉处理；步骤36、对交叉处理后的种群进行变异处理；并返回所述步骤33；根据每条支路量测量的最可信值与量测值的偏差，当偏差大于预设阈值，则生成相应的电流量测回路可能存在故障的告警信息。