基于進化算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的架空線路防雷優(yōu)化設(shè)計研究

發(fā)布時間：2020-09-08 09:03

　　防雷優(yōu)化設(shè)計技術(shù)是電力系統(tǒng)安全運行的重要保障。如何設(shè)計有效且經(jīng)濟的防雷措施提高架空線路的防雷水平,已成為電力系統(tǒng)領(lǐng)域的研究難題之一。近年來,基于人工智能的電力系統(tǒng)計算機輔助防雷優(yōu)化設(shè)計研究越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文基于進化算法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法,采用CDEGS、ATP-EMTP和MATLAB等軟件作為計算機輔助設(shè)計工具,深入研究架空線路桿塔接地電阻智能計算和避雷器安裝位置優(yōu)化這兩種典型的防雷優(yōu)化設(shè)計難題。本文的主要研究工作和創(chuàng)新點如下:(1)復(fù)雜土壤結(jié)構(gòu)中接地極接地電阻的現(xiàn)有計算方法大多都是結(jié)合計算機進行數(shù)值計算的,但由于電流場分布在無限大復(fù)雜的土壤空間中,所以數(shù)值計算方法通常較為復(fù)雜或根本無法計算,給工程實際應(yīng)用帶來極大的不便。針對這種情況,本文首先利用CDEGS軟件反演出架空線路桿塔周圍土壤的結(jié)構(gòu)模型,接著模擬分析了接地極總長度、土壤結(jié)構(gòu)參數(shù)對接地極接地電阻和土壤等效均勻電阻率的影響規(guī)律,為后續(xù)架空線路桿塔接地電阻的智能計算提供理論依據(jù)。(2)在研究工作(1)的基礎(chǔ)上,提出了基于改進BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的架空線路桿塔接地電阻智能計算方法,即首先設(shè)計基于遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法和差分進化算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始權(quán)重參數(shù)進行優(yōu)化,從而計算出三層土壤等效均勻電阻率;然后按照電阻近似計算公式計算出桿塔接地電阻。通過對典型三層土壤接地電阻的仿真實驗,驗證了基于差分進化算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比傳統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基于遺傳算法和粒子群算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢。(3)針對桿塔避雷器安裝位置優(yōu)化這一典型的組合優(yōu)化難題,提出了一種基于二進制粒子群算法的避雷器安裝位置優(yōu)化方法,即以架空線路發(fā)生閃絡(luò)時產(chǎn)生的經(jīng)濟效益最大化作為優(yōu)化目標(biāo),結(jié)合電磁暫態(tài)分析軟件ATP-EMTP和MATLAB的混合仿真技術(shù),采用二進制粒子群算法對避雷器安裝位置進行了優(yōu)化,可最大限度地實現(xiàn)架空線路防雷效果和經(jīng)濟效益的最優(yōu)化。通過對一條典型架空線路的仿真實驗,驗證了基于二進制粒子群算法的避雷器優(yōu)化方法相比基于二進制遺傳算法和二進制差分進化方法具有更佳的優(yōu)化效果。
【學(xué)位單位】：溫州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM863;TP18
【部分圖文】：

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