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基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法
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本发明公开了一种基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法,包括以下步骤:首先产生种群,之后建立适应度函数,并制定差分进化算法策略,最后生成除冰次序生成及优化过程。本发明的方法能够解决现有的机械除冰过程中不考虑除冰次序,使杆塔承受不平衡力超过杆塔设计强度,引起杆塔故障的问题,兼顾杆塔安全与除冰路径,保证按优化后的除冰次序进行机械除冰工作时线路和杆塔的受力不超过安全阈值且除冰路径最小。

1、一种基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤1:获取架空线路信息和覆冰厚度信息,线路信息包括:各档档距、高差、绝缘子串长度及各绝缘子串偏移量、电线型号参数,覆冰厚度信息即连续档各档的覆冰厚度;

步骤2:随机生成初始种群,包括:M个除冰次序组合,确定进化代数T

步骤3:计算除冰组合的不平衡力,若不平衡力不在安全范围内,则重新随机生成除冰组合,直到不平衡力在安全范围内,之后计算除冰次序组合的路径;若不平衡力在安全范围内,则直接计算除冰次序组合的路径;

步骤4:建立适应度函数并计算初始种群各个除冰次序组合的适应度;

步骤5:执行种群的变异、修补和交叉,得到新的种群并计算个体的适应度;

步骤6:比较种群与新种群,选择适应度高的个体,并更新种群;

步骤7:判断是否到达迭代终止条件,如果到达,则输出最优除冰次序,否则转步骤5

2、根据权利要求1所述的一种基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法,其特征在于,步骤2中生成M个除冰次序组合时,对除冰组合采用顺序编码,设其档距号分别为12n,每档都被除一次冰且仅一次,个体为一组除冰次序组合,表示为Tt=(C1C2Cn),设Ci表示第i个除冰档的档距序号。

3、根据权利要求1所述一种基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法,其特征在于,步骤3计算除冰组合的不平衡力所用公式为:

式中: ——杆塔的不平衡力张力差占最大使用张力的百分比;

 ——根杆塔除冰过程中所承受的不平衡张力差;

 ——电线的计算拉断力;

 ——安全系数;

——档、第档电线的水平应力(N/mm2);

 ——电线的截面积(mm2);

 ——杆塔的数目。

4、根据权利要求1所述一种基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法,其特征在于,步骤4建立适应度函数包括以下步骤:

步骤4-1确定各杆塔距离1档边上杆塔的距离li1

式中, ——各档档距;

     ——各杆塔到1档边上杆塔的距离;

步骤4-2、判断除冰正逆序:

式中,——i+1个除冰档正逆序判断值,1表示正序,0表示逆序;

——i+1个、第i个除冰档序号;

步骤4-3、根据除冰次序计算每一步路径:

式中,——i+1个除冰档路径;

——i个除冰档正逆序判断值;

步骤4-4、计算路径占比:

式中,R——一组除冰次序组合的路径占比。

5、根据权利要求1所述一种基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法,其特征在于,步骤5执行变异、修补、交叉,得到新的种群并计算个体的适应度,包括以下步骤:

步骤5-1、使用变异算子产生变异个体,具体过程为:

从当前种群中随机选择三个个体,将两个个体的差值进行缩放,再与第三个个体相加得到一个变异个体,公式表示为:

式中——t代种群的第i个变异个体,待求值;

    ——t代种群的任意三个个体,r1r2r31-M之间随机选择的三个互不相同的整数,S为缩放因子,取值范围[0,1];

步骤5-2、对落在搜索空间外的个体进行修补:

式中——t代变异个体的第j维,即第j个除冰档;

——j维的取值上下限,即除冰档的上下限,为线路档数和1

步骤5-3、执行交叉提高种群多样性,将基准个体和变异个体交叉:

式中——t代种群第i个个体的变异交叉后的第j维;

——t代种群第i个基准个体、变异个体的第j维;

randj[0,1] ——[0,1]之间的随机数;

Cr——交叉算子,是介于01之间的交叉概率;

jrand——随机选择的除冰档距号。

 


商品类型 专利 申请号 2017104734686 所属行业 暂缺
专利类型 发明 法律状态 有权 IPC分类号 H02G1/02
交易方式 普通许可 专利状态 申请中 授权号
高新技术领域分类 电子信息 信息有效期至 长久有效 授权日
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