[发明专利]一种变压器中性点电容隔直装置的优化配置方法

权利要求书

1.一种变压器中性点电容隔直装置的优化配置方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1：依据电网拓扑结构，将地上电网等效为电阻网络，搭建地上网架模型；

步骤2：将接地极近区土壤划分为多层，并参考土壤的地质模型确定每层土壤电阻率，搭建土壤分层模型；

步骤3：将地上网架模型与土壤分层模型相耦合，搭建等效场路耦合模型，通过有限元法计算接地极近区电网中接地变压器中性点的直流电流值，并采用反演方法，调节变电站接地点附近的土壤电阻率，将模型的计算值与实测值进行对比，修正模型参数，保证等效场路耦合模型的准确性；

步骤4：以投入电容隔直装置的数量最少和变压器中性点直流电流绝对含量总和最小为优化目标，建立多目标离散粒子群优化模型；

步骤5：初始化粒子矩阵及粒子种群速度，设定算法参数，包括惯性权值、学习因子、最大迭代次数、维度及解空间范围；

步骤6：计算粒子的适应值并对其进行评价，分别记录粒子个体和群体的最优位置及最佳适应值；

步骤7：更新粒子并随机选取个体进行变异处理，同时采用粒子更新策略避免非安全粒子的重复出现；

步骤8：求解Pareto前沿并根据决策者的决策策略获得最优解，更新个体和群体的最优位置及最佳适应值；

步骤9：判断计算结果是否满足终止条件，若满足则终止计算，若不满足则返回步骤7再次计算，直到满足终止条件为止；

采用多目标离散粒子群算法进行优化配置，算法的惯性权值采用考虑余弦调节系数的非线性减小策略，其值为惯性权值最大值与μ倍惯性权值极差同迭代变化率乘积之差，其中μ为余弦调节系数，迭代变化率为根号下当前迭代次数与最大迭代次数的比值，惯性权值的规则如下：

式中，w代表惯性权重，w_max和w_min分别为惯性权重的最大、最小值，t和t_max分别是当前迭代次数和最大迭代次数，μ为余弦调节系数，r为调节因子，经过多次试验，r的取值范围为0.7～1。

2.如权利要求1所述的一种变压器中性点电容隔直装置的优化配置方法，其特征在于多目标离散粒子群算法中的学习因子引入了调节因子，其值受惯性权值控制，采用非线性减小策略，通过惯性权值及调节因子控制学习因子的减小程度，规则如下：

式中，c₁和c₂代表学习因子，c_1s和c_2s分别为c₁和c₂的初始值，c_1e和c_2e分别为c₁和c₂的终止值，r为调节因子，取值范围为0.7～1。

3.如权利要求1所述的一种变压器中性点电容隔直装置的优化配置方法，其特征在于多目标离散粒子群算法中引入粒子更新策略，粒子更新策略即在离散粒子群优化算法中设置安全粒子集和非安全粒子集，将更新后粒子矩阵中适应度不满足约束条件的粒子记录在非安全粒子集中，并再次更新相应粒子，同时将安全粒子记录在安全粒子集中，用于进一步求解多目标优化问题，在粒子更新过程中，更新后的粒子需与非安全粒子集中的历史记录进行比较，若粒子与非安全粒子集中的粒子记录相同，则粒子需再次更新，直至与非安全粒子集中的历史记录不同，安全粒子集中的粒子δ表示为：

非安全粒子集中的粒子η表示为：