[发明专利]基于差分进化算法的输电线路机械除冰次序优化方法

说明书

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。

技术领域

本发明属电力系统防灾减灾及安全防御，特别是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。

背景技术

输电线路除冰技术将是输电线路覆冰灾害防御的重要手段。随着机器人除冰技术的发展，在已有的除冰方法中，机械除冰方法是最具有大规模应用潜力的方法之一。而机械除冰是分档距进行除冰，如果不考虑除冰策略，可能在除冰过程中引起负效应。在除冰过程中，即使输电线路覆冰不是很严重，杆塔两侧不平衡力也可能会引起杆塔受力超过其极限。

华北电力大学的姬昆鹏2016年在博士论文《冲击载荷下覆冰架空线路动力响应研究》中对架空线上覆冰脱落过程进行模拟，对脱冰量进行预测，通过有限元仿真对覆冰输电线路在冲击载荷在的动力响应进行了系统分析。但是该篇文章没有考虑除冰的次序，不能考虑除冰过程中的负效应。

西南交通大学的高晓杰2016年在硕士论文《机械振动对接触网覆冰的影响研究》中研究了机械振动对接触网覆冰的影响，为机械式除冰装置研发提供参考。该篇文章也没有考虑除冰的次序。

由上可知，现有的机械除冰研究大多不考虑除冰次序，遗传算法求解除冰次序存在收敛速度慢、计算时间长的问题甚至很难收敛，粒子群算法易陷入局部最优解，难以得到全局最优解。

发明内容

本发明的目的在于提供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。

实现本发明目的的技术解决方案为：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，包括如下步骤：

步骤1：读入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、电线型号等参数，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：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，则重新生成个体(除冰组合)，直到不平衡力在安全范围内，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，选择较优个体，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；

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明的方法通过智能选择决定除冰次序，能找到除冰过程中杆塔和导线所受不平衡力较为安全、除冰过程路径最小的除冰次序，保证除冰中导线和杆塔的安全的同时简化除冰。2)该方法具有寻优快，易达到、接近全局最优解的优点。3)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。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是差分进化算法优化线路机械除冰次序使用流程图。

具体实施方式