[发明专利]基于粒子群算法的输电网单线图自动布局与绘制方法

摘要

基于粒子群算法的输电网单线图自动布局与绘制方法，属于电力系统输电网单线图自动绘图领域。将各变电站及线路分别进行单元化处理，均模拟成为单个粒子，初始化各变电站粒子所处的位置及其移动速度后，通过设定相应的适应度值对每一个变电站粒子当前的位置及速度进行评价，根据评价结果更新变电站粒子的位置和速度；进行多次迭代之后寻找最优解即最优布局，完成布局。本发明在利用粒子群优化算法完成输电网单线图的自动布局与绘制后，图形中各变电站、发电厂相互间距适中合理，并且相互之间交叉点较少，可以通过调整相应的适应度校验条件使得输电网单线图更加符合实际电网的需要，实现输电网单线图的自动最优布局。

主权项

基于粒子群算法的输电网单线图自动布局与绘制方法，其特征在于，该方法步骤为：1）将变电站粒子随机的均匀分布在画布上，然后将变电站粒子以速度V移动后，将其迭代到目前为止最好的位置即最佳适应度被称为个体最好粒子，记为n，在全部粒子迭代到当前为止具有最佳适应度的粒子则称为全局最好粒子标记为q，粒子位置变化的速度极为Vi；适应度F为一个目标函数值，F= d×D+l×L，采用变电站、发电厂之间的线路总长度L以及线路相互间的交点数目D为粒子群算法的适应度校验因子，l与d分别是线路总长度L和线路相互间交点数的权重因子，大小为0～1的小数，d与l相加的大小为1，调节相应的权重因子将使输电网单线图的布局效果随之变化，如，增大d，布局将趋向与交点较少，增大l，布局将趋向于拥挤，线路总长减少；通过不断的适应度校验，得出最优布局；当目标函数值大于设定的适应度值F0时，即认为未达到最佳适应度；各粒子根据下式更新自己的速度和位置：Vik+1 = Vik + C1×rand()×(ni ‑ Pik) + C2×rand()×(qi ‑ Pik)Pik+1 = Pik + Vik式中：Pik和Pik+1分别表示第 i 个变电站粒子在第 k 次迭代和 k＋1 次迭代的位置坐标，C1 和C2是两个正约束系数，用于约束变电站粒子的飞行的步长，rand()表示0～1之间的一个随机数；2）将变电站之间的线路两两连接起来，计算变电站线路之间两两交叉的交点数目总和D以及线路曼哈顿距离总长L；各变电站粒子添加了速度矢量后，将各变电站粒子按相应的速度大小及方向进行移动；移动方式可以分为以下三种：方式（1）：以单个变电站或发电厂粒子为单位；方式（2）：将部分联系紧密的变电站或发电厂粒子组合在一起进行移动；方式（3）：所有变电站粒或发电厂子同时移动；方式（1）适合边缘变电站粒子；当边缘变电站粒子移动至最优适应度后，采用方式（2）移动方式，即将部分联系紧密的变电站粒子组合在一起进行移动；当各变电站均处于乱序状态时，采用方式（3）即让所有变电站粒子同时移动，随机优化，达到最优布局的目的。