[发明专利]基于量子遗传算法的高压开关柜绝缘子电场优化方法

摘要

本发明公开了一种基于量子遗传算法的高压开关柜绝缘子电场优化方法，包括以下步骤：1)建立高压开关柜绝缘子几何模型；2）对高压开关柜绝缘子模型进行静电场仿真，得到最大电场强度值并通过改变可变的结构参数确定影响电场分布和最大场强的结构因素；3)初始化种群；4)确定目标函数并计算适应度函数：个体的目标函数即为参数对应的电场强度。5)对于二进制的基因码组成的个体种群，经过选择，全干扰交叉后变异；6)判断是否满足量子遗传操作中止条件，若不满足中止条件，则返回的步骤1）；若满足中止条件，则根据步骤5）得到的优化结构参数计算对应的响应值，即最大的电场强度值。本方法可实现对高压开关柜绝缘子电场的优化。

主权项

1.一种基于量子遗传算法的高压开关柜绝缘子电场优化方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立高压开关柜绝缘子几何模型；2）采用有限元软件ANSOFT-MAXWELL对高压开关柜绝缘子模型进行静电场仿真，得到最大电场强度值并确定影响电场分布和最大场强的结构因素，过程是：先设定一个结构初值，仿真，得到该结构的最大电场强度值，再改变结构值，仿真，再得到一个最大电场强度值，进行多次仿真，对多次仿真得到的最大电场强度值与设定的结构值进行比较，确定影响电场分布和最大场强的结构因素；3)初始化种群：采用随机方法通过量子染色体的基因编码对绝缘子高低压口径进行初始化,开始多变量单目标迭代优化，每次迭代产生六组数据，即为六个个体，每组数据包括高压端的直径和低压端的直径；4)确定目标函数并计算适应度函数：个体的目标函数即为参数对应的电场强度，所述目标函数为：f(x)=[E1,E2,E3,E4,E5,E6,……En],其中的E是最大电场强度值，n是个数；所述适应度函数为：C≥0,C+f(x)≥0，C是确保适应度函数为非负数的最小值；5)对于二进制的基因码组成的个体种群，经过选择，全干扰交叉后变异：对于二进制的基因码组成的个体种群，按照变异概率Pm从种群中选出一定数目的基因码，实现基因码的小概率翻转，即0变为1，而1变为0，如此产生新一代种群；6)判断是否满足量子遗传操作的中止条件，若不满足中止条件，则返回的步骤1）；若满足中止条件，则根据步骤5）得到的优化结构参数计算对应的响应值，即最大的电场强度值。