[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

摘要

本发明公开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。采用土壤电阻率表测量获得10kV线路杆塔所处区域的分层土壤厚度与分层电阻率多个样本数据，将样本数据作为自适应神经网络的输入信号，将等效土壤电阻率作为输出信号，通过种群优化方法优化自适应神经网络输入层、隐含层和输出层之间的连接权重，经过迭代学习后获得等效土壤电阻率优化值，再通过接地电阻设计公式获得优化后的接地电阻值。采用本发明可实现山区复杂地质环境下10kV架空线路杆塔接地电阻的准确计算，为10kV架空线路防雷工程提供准确的设计和施工依据。具有现有技术所不具备的以下优点计算精度更高，计算方法工程实现更简单。

主权项

基于自适应神经网络的山区10kV线路接地电阻设计方法，其特征在于：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tu、上层土壤电阻率ρu、中层土壤厚度tm、中层土壤电阻率ρm和下层土壤电阻率ρl，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nI，输出层节点数nO，隐含层节点数表示将(nI+nO)0.5向上取整数，种群规模M，最大迭代次数Imax，交叉概率pc，变异概率pm；C、随机生成实数编码的初始化种群P0＝{Sh,h＝1,2,...,M}，其中Sh＝(wij(1),wjl(1))，i＝1,2,...,nI，j＝1,2,...,nH，l＝1,2,...,nO，wij(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，wjl(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(Sh),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Sbest，将最小的适应度值标记为当前最好目标函数值Fbest；F、按照公式(8)所示的累积概率从P0选择产生新的群体P；p(Sh)=Σj=1hF(Sj)Σi=1MF(Si),h=1,2,...,M---(8)]]>其中，p(Sh)表示个体Sh的累积概率；G、按照交叉概率pc从P随机选择出两个个体Si和Si+1，按照公式(9)交叉产生新的两个个体Sni和Sn(i+1)，Sni和Sn(i+1)分别替换原来的Si和Si+1，P中其它个体保持不变，将此时的新种群标记为Pc＝{Sch,h＝1,2,...,M}，其中Sch表示Pc中第h个个体；Sni=αSi+1+(1-α)SiSn(i+1)=αSi+(1-α)Si+1---(9)]]>其中α表示0到1之间产生的随机数；H、按照变异概率pm从Pc中选择个体Sch，按照公式(10)对Sci进行随机变异，产生新的个体SNh，并将SNh代替Sch，保持Pc中其它个体不变，从而产生新的种群PN；SNh＝Sch+(r‑0.5)×max{2(Sch‑L),2(U‑Sch)}         (10)其中L和U分别表示Sch的下限和上限，r表示0到1之间产生的随机数；I、无条件地接受P0＝PN；J、重复步骤D至步骤I直到满足最大优化迭代次数Imax；K、输出当前最好目标函数值Fbest和最好个体Sbest，并输出对应的等效土壤电阻率的预测值ρ＝yOl(Tmax)；L、按照公式(11)计算10kV架空线路杆塔接地电阻R；R=ρ2πL(lnL2hd+At)---(11)]]>其中，ρ为步骤(11)中获得的土壤电阻率，L为10kV架空线路钢筋混凝土杆塔接地极的总长度，h为接地极的埋设深度，d为接地极的直径，At为接地级的形状系数。