1，Ln~L241。其中，m、s、l分别表示主保护、近后备保护和远后备保护。因为算例配 电网中馈线之间均为"手拉手"联络形式，因此馈线之间互为远后备保护。
[0071] 2、配电系统故障诊断分析
[0072]模拟算例测试配电系统发生故障，检测到报警信号来自于保护1^、831、1^、1^均有 动作，断路器方面 CB16、CBn、CB2q、CB13、CBw、CB28、CB 29、CB3q、0831跳闸。
[0073] 因此，根据以上算例配电系统网络拓扑结构得到需要进行故障诊断的故障区域以 及故障元件为:B3、B4、T3、T4、L8~Ll5，上述元件对应的状态向量E=[el，e2,......，ei2];需要进 行故障诊断的断路器为：0816、0817、0819~0826，上述断路器对应的实际状态向量0=[(： 1、 c2、……、c1()] = [1，1，0,1，0,0,0,0,0,0];需要进行故障诊断的保护为 B3m、B3s、B3i、B4m、B4S、 1?41、丁3111、丁33、丁31、丁4111、丁43、丁41、18111~115111、1^~1153、181~1151，上述保护对应的实际状态向量为： R= [πγ2ν......Γ36] = [0,0,1，0，0,0,0，1，0，1，0,0,0，0,0,0,0，
[0074] 由此，根据改进型中压配电网故障诊断模型所示的目标函数整理Ε(χ)的表达形 式，采用量子遗传算法对目标函数进行求解。优化算法的优化原则设置如下:种群规模取为 50，染色体长度取做10，转角步长设定为0.001，最大迭代次数为800次。经过236次迭代后找 到Ε(χ)的最小值为9，此时使Ε(χ)最小的元件状态向量为E = [ei，e2，……，e12] = [0，0，1，1， 0，1，0,0,0,0,0,0]，对应的故障元件为:T3、T4和L9。
[0075] 3、计算结果分析
[0076]通过故障后配电网中各元件的动作情况以及故障诊断后的结果，可以分析得到： 当主变T3发生故障后，主保护T3m拒动，近后备保护T3s动作，断路器CBl6动作；当主变T4发生故 障后，主保护T 3m动作，断路器CBn动作；当馈线线路L9发生故障后，主保护L9m拒动，近后备保 护L 9s动作，断路器CB2Q动作。而本实施例的配电系统中常开开关动作是由于需要利用馈线 间联络将失电线路上的负荷进行转移，在此不做过多分析。
[0077] 综上所述，在本实施例的配电系统中的故障是一个含有元件主保护拒动的多元件 故障，利用本发明的基于量子遗传算法的中压配电网故障诊断方法可以准确地进行故障定 位并且查找出故障元件。因此本发明对配电网进行故障诊断可以得到准确的唯一解，并且 本发明的改进型中压配电网故障诊断模型可以承受断路器、保护拒动等问题，对于配电系 统的故障诊断，保证配电系统的良好运行具有很高的参考价值。
[0078] 需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包 括并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案 得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
【主权项】
1. 一种基于量子遗传算法的中压配电网故障诊断方法，其特征在于:包括以下步骤： 步骤1、采用元件动作的实际与期望值并融入断路器失灵保护以及断路器自动重合闸 的保护状态建立改进型中压配电网故障诊断模型;该模型的目标函数为： ζ=?上述表达式中，rk,4Prk,/分别表示各个元件主保护的实际状态和期望状态;和rk,/ 分别表示单个元件近后备保护的实际状态和期望状态;rk,dPrkY分别表示单个元件远后 备保护的实际状态和期望状态;cjpc^分别表示断路器的实际状态和期望状态；;J表示连 或运算分别表示断路器失灵保护的实际状态和期望状态;ri,aut。和ri, aut^分别 表示断路器自动重合闸的实际状态和期望状态。 步骤2、求解基于量子遗传算法的改进型中压配电网故障诊断模型，对中压配电网进行 故障诊断。2. 根据权利要求1所述的一种基于量子遗传算法的中压配电网故障诊断方法，其特征 在于:所述步骤2的具体步骤包括： (1) 采用传统遗传算法对中压配电系统内元件进行编码后，根据量子比特的编码方式 进行修正，从而制定适应于量子遗传算法的编码方案用以表示中压配电网故障诊断问题； (2) 根据量子遗传算法求解所述改进型中压配电网故障诊断模型并根据计算结果定位 中压配电网中的故障元件并判别保护及断路器动作的正确性，进行故障分析。3. 根据权利要求2所述的一种基于量子遗传算法的中压配电网故障诊断方法，其特征 在于:所述步骤(1)的具体编码方法为： 假定停电区域整体为个体染色体q，配电系统内元件总数为所述染色体q中的基因个数 η;采用量子遗传算法中的量子比特的编码方式，即用一对复数定义一个量子比特位，则个 体染色体q采用量子比特编码来解决故障诊断问题的具体形式为：上述表达式中，4和汊为复数形式表示量子位对应态的概率幅值;t为染色体的代数。4. 根据权利要求2所述的一种基于量子遗传算法的中压配电网故障诊断方法，其特征 在于:所述步骤(2)中根据量子遗传算法求解中压配电网故障诊断模型的计算方法，包括如 下步骤： ① 对中压配电网网架结构进行分析，明确配电网中的元件种类以及数量，确定在故障 分析中需要进行分析的元件； ② 根据配电网中开关及保护的动作状态缩小故障诊断范围，确定配电网故障后的停电 区域以及需要进行分析的元件； ③ 根据配电网故障发生后各元件、开关、保护以及断路器的状态，建立元件状态矩阵并 根据步骤1的改进型中压配电网故障诊断模型整理目标函数； ④ 根据步骤2第（1)步的用于表示中压配电网故障诊断问题的适应于量子遗传算法的 编码方案设定元件的概率幅值，并对步骤②所确定的元件进行赋值，在数值区间[〇，1]之间 随机产生一个数，将其与步骤③设定的元件状态进行比较，如果随机数大于或等于概率幅 值，则元件的测量结果取1，否则取〇; ⑤ 将步骤③确定的元件状态值与步骤④确定的元件测量值带入步骤1的改进型中压配 电网故障诊断模型的目标函数中进行目标函数评估，确定目标函数初始值； ⑥ 设定种群规模、染色体长度、转角步长以及最大迭代次数的量子遗传算法的优化原 则并利用量子遗传算法对步骤③的目标函数进行优化计算;并将计算结果与步骤⑤中确定 的目标函数的初始值进行比较，若该计算结果小于或等于初始值，则保留当前值作为目标 函数值;若大于初始值，则更新目标函数值；同时进行算法迭代，直到优化结果满足精度或 者达到迭代次数为止； ⑦ 分析计算结果，确定配电网中的故障元件，进行故障研判分析。
【专利摘要】本发明涉及一种基于量子遗传算法的中压配电网故障诊断方法，其技术特点是：包括以下步骤：步骤1、采用元件动作的实际与期望值并融入断路器失灵保护以及断路器自动重合闸的保护状态建立改进型中压配电网故障诊断模型；步骤2、求解基于量子遗传算法的改进型中压配电网故障诊断模型，对中压配电网进行故障诊断。本发明通过分析配电系统内元件种类以及保护配置情况，建立配电网故障诊断模型，模拟故障情景后保护及断路器的动作情况，利用量子遗传算法对故障模型进行求解，从而实现了对在配电网发生故障后对故障元件进行准确定位并对配电网故障进行快速、全面诊断的功能。
【IPC分类】G01R31/00, G01R31/08
【公开号】CN105606931
【申请号】CN201511030548
【发明人】姚瑛, 郗晓光, 王浩鸣, 李琳, 董艳唯
【申请人】国网天津市电力公司, 国家电网公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月30日