[发明专利]基于自适应神经网络的山区10kV线路接地电阻设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域的接地技术，特别涉及一种基于自适应神经网络的山区10kV线路接地电阻设计方法。

背景技术

电力系统接地技术是保障电力系统及其电气设备安全可靠运行和人员安全的关键技术之一。目前，绝大多数测量土壤电阻率的仪表不能同时测量不同深度层次的土壤电阻率，更不能长期不间断地监测多点的土壤电阻率值，因此工程设计人员难以通过仪表直接测量的方式获得复杂地质环境真实的土壤电阻率值。目前，业界主要是基于电力系统接地相关的国网规程，结合计算机辅助设计技术对接地系统的接地参数进行数值计算，主流的方法包括有限元法、复合镜像法、CDEGS(Current Distribution,Electromagnetic Fields,Grounding and Soil Structure Analysis)软件分析法，但由于电流场分布在无限大复杂的土壤空间中，针对复杂地质环境下的接地电阻优化设计具有极大的挑战性。

神经网络具有较强的非线性映射能力、泛化能力以及较好的容错性等优点，因此在模式识别、系统辨识、图像处理、优化计算、最优控制等领域得到了广泛的应用，但在接地电阻优化设计中还鲜有应用。另一方面，神经网络中待优化整定的参数较多，大量连接权重参数的设计目前主要依赖设计人员的设计经验和多次试验，因而如何设计一个面向具体工程项目的自适应神经网络已成为国内外学术界和工程应用领域亟待解决的难题之一。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供基于自适应神经网络的山区10kV线路接地电阻设计方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：基于自适应神经网络的山区10kV线路接地电阻设计方法，该方法包括以下步骤：

A、针对待设计10kV架空线路所处的地质环境，采用土壤电阻率表测量获得该区域不同位置的样本数据，包括上层土壤厚度t_u、上层土壤电阻率ρ_u、中层土壤厚度t_m、中层土壤电阻率ρ_m和下层土壤电阻率ρ_l，其中N为样本的最大维数；

B、设置自适应神经网络参数数值，包括输入层节点数n_I，输出层节点数n_O，隐含层节点数表示将(n_I+n_O)^0.5向上取整数，种群规模M，最大迭代次数I_max，交叉概率p_c，变异概率p_m；

C、随机生成实数编码的初始化种群P₀＝{S_h,h＝1,2,...,M}，其中S_h＝(w_ij(1),w_jl(1))，i＝1,2,...,n_I，j＝1,2,...,n_H，l＝1,2,...,n_O，w_ij(1)表示第1次采样时刻输入节点i与隐含层节点j之间的连接权重，w_jl(1)表示第1次采样时刻隐含层节点j与输出层节点l之间的连接权重；

D、评估中P₀每个个体的适应度；

E、将{F(S_h),h＝1,2,..,M}按照升幂排序，将适应度值最小的个体标记为当前最好个体S_best，将最小的适应度值标记为当前最好目标函数值F_best；

F、按照公式(8)所示的累积概率从P₀选择产生新的群体P；

其中，p(S_h)表示个体S_h的累积概率；

G、按照交叉概率p_c从P随机选择出两个个体S_i和S_i+1，按照公式(9)交叉产生新的两个个体S_ni和S_n(i+1)，S_ni和S_n(i+1)分别替换原来的S_i和S_i+1，P中其它个体保持不变，将此时的新种群标记为P_c＝{S_ch,h＝1,2,...,M}，其中S_ch表示P_c中第h个个体；