[发明专利]一种基于改进遗传算法的含分布式电源配电网故障定位

权利要求书

1.一种基于改进遗传算法的含分布式电源配电网故障定位，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)在配电网中对馈线终端单元监测点进行编码；

(2)对遗传算法中生成初始种群进行改进，使不同的种群分别代表不同的故障；

(3)建立一个由故障线路信息到开关电流信息的转换的函数，即开关函数；

(4)将遗传算法中的个体交叉替换成单体交叉，能够确保每一种群所代表的不同故障不变的情况下，同一种群中的个体进行选择和淘汰；

(5)建立一个能够反映所测故障点准确度的函数，即适应度函数，适应度越大说明所得到的故障点越准确。

2.根据权利要求1所述的基于改进遗传算法的含分布式电源配电网故障定位，其特征在于，所述步骤(1)中配电网的分布式电源的接入导致系统与DG之间配电网结构图间的电流方向无法确定，用I_j表示第j个开关的状态：编码为1表示有故障电流流过且与正方形相同；编码为0表示无故障电流流过；编码为-1表示有故障电流流过且与正方向相反。其编码方式如下：

。

3.根据权利要求1所述的基于改进遗传算法的含分布式电源配电网故障定位，其特征在于，所述步骤(2)中对遗传算法生成初始种群进行改进，使之前包括所有故障可能的种群改变成若干个(个数取决于基因长度)种群，使每一个种群代表着不同重数的故障，诊断时能够排除不必要的种群，快速的诊断出故障区段。

4.根据权利要求1所述的基于改进遗传算法的含分布式电源配电网故障定位，其特征在于，所述步骤(3)中开关函数的构建能够将故障线路信息和开关电流信息进行转换，反映开关故障电流越限信息与线路状态的关系，同时能够引入分布式电源的接入。开关函数为：

I_j^*(s)＝I_ju(s)-I_jd(s)

式中，I_j^*(s)表示节点j的开关函数；I_ju(s)、I_jd(s)分别表示节点j的上游开关函数和下游开关函数；s_j,su、s_j,sd分别表示节点j到上游电源s_u、节点j到下游电源s_d之间区段的状态，s_u和s_d包括主电源S、分布式电源DG、感性负荷L三种类型。M′、N′分别为上游电源的个数和下游电源个数；s_j,d、s_j,u分别表示节点j所有下游区段的状态、节点j所有上游区段的状态；M、N分别为上游所有区段的个数和下游所有区段的个数；Π表示逻辑或；Ku、Kd分别为上游和下游的电源系数，电源接入时为1，电源不接时为0。

5.根据权利要求1所述的基于改进遗传算法的含分布式电源配电网故障定位，其特征在于，所述步骤(4)中对个体交叉进行改进，使用单体交叉在确保各种群所代表的各重故障不变的情况下增加种群中个体的多样性。在进行适应度函数的评估下，在选择最优解时能够更小的进行种群中个体基因的变动，从而更快地获得最优解。

6.根据权利要求1所述的基于改进遗传算法的含分布式电源配电网故障定位，其特征在于，所述步骤(5)中适应度函数对遗传算法得到最优解起到关键作用，在配电网故障定位中不同的适应度函数会有不同的结果，同时在容错能力上也有不同。即在一种故障状态下，当取得最优解时，那这一组线路状态所对应的适应度值最大。适应度函数为：

式中：N是一个远大于开关个数的正整数，将适应度值转化成最大值问题，P是开关函数的个数，Q是配电网线路的数目，为防止误判漏判附加项，为了防止以恶搞最优解对应多个解的情况。一般ω在[0,1]范围中取值，该适应度函数符合故障诊断理论中的“最小集”概念，即在可能的故障诊断结果中选取故障线路数目最小的解，可避免漏判和误判。当故障诊断结果选取故障线路数目最小的解时，该适应度函数取得最大值。