[发明专利]基于改进量子布谷鸟算法的配电网故障定位方法

说明书

本发明提供基于改进量子布谷鸟算法的配电网故障定位方法，将配电网故障定位建模为高维组合优化，利用量子双链编码表示配电网故障定位区段，其采用改进莱维飞行算法优化量子布谷鸟算法每一维的取值的更新，结合差分进化算法对量子双链编码进行变异，从而求解配电网故障定位组合最优化解，求解出最优解。本发明建立了配电网故障定位模型的最优化目标函数，使用基于改进的量子布谷鸟算法对其进行优化计算，辨识出故障区段，并使用配电网算例进行了验证，并且可以处理多点同时发生故障时的故障点定位。

技术领域

本发明属于配电网技术领域，具体涉及一种基于改进量子布谷鸟算法的配电网故障定位方法。

背景技术

目前出现了分布式发电，电力系统的保护及控制变得越来越复杂，并且随着智能化变电站的建设和各种配电自动化装置的引入，新型的保护控制方法层出不穷，由自动重合闸装置等自动跳闸并且隔离开永久性故障后在使用故障定位算法来定位故障区段，故障处理由快速开断和隔离的开关设备以及具有信息传送的智能终端控制设备等联合处理；基于三段式电流保护的传统继电保护由于其整定复杂，保护范围有限且在处理多开关复杂网络时无能为力。利用配电网拓扑结构方法有基于对等式或主从式通信网络的网络式逻辑保护，能过迅速定位故障区段，该方法适用于复杂的网络结构，但是除了人工输入网络拓补结构外，还需要根据不同类型的开关建立向量的动作集、非动作集及后备集，方法较为复杂，链表法由于采用树枝定位的方法，需要配合二次定位，较为复杂。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种利用元启发式搜索算法应用于故障定位算法只需要配电网拓补结构，构造多目标函数，利用算法寻优找到最佳结果。同时该方法将非常适用于改造为并行计算方式。具体技术方案为：

基于改进量子布谷鸟算法的配电网故障定位方法，包括以下步骤：

S1量子双链编码：

为了求解符合实际需求的配电网故障状态，配电网故障区段一共有s位，利用量子双链编码表示配电网各区段故障状态，首先混沌初始化量子双链位置：其满足|α|²+|β|²＝1，其编码方式如下：

上式中α_s和β_s为第s位的上下链编码取值，θ_s为第s位的编码角，m表示量子双链编码，m_s为量子双链编码内某一位上下链的编码取值，N为整个配电网的总故障区段。双链编码更新方式如下：

S1.1 Tent混沌初始化

对于双链编码，上链为：[α₁，...α_N]，下链为：[β₁，...β_N]，采用下式更新：

N为整个配电网的总故障区段。在初始化量子双链编码后，需要对编码进行更新，上式中α_s和β_s为第s位的上下链编码取值。

S1.2量子旋转更新：

量子遗传算法的交叉和变异被量子旋转所代替，量子遗传算法的更新公式如下：

量子搜索本质上采用矩阵变换更新量子编码序列，即右乘量子旋转门m＝U(Δθ)，其定义如下：

更新过程为：

Δθ_s为第s位的旋转角，其采用改进莱维飞行算法更新，上式中为第s位的上下链编码取值，m为旋转门，U表示进行旋转搜索，其更新方式采用改进布谷鸟算法进行更新：