配电网的故障定位方法和装置与流程

本发明涉及电力
技术领域：
，尤其是涉及配电网的故障定位方法和装置。
背景技术：
：进入21世纪以来，国民经济的日益增长同岌岌可危的不可再生能源的矛盾日益突出，分布式发电应运而生，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。目前通过配电网拓扑结构的方法对简单的配电网进行故障区段确定，如果网络扩大，则无法依据开关与设备表来判断故障区段，从而导致无法确定故障区段。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供配电网的故障定位方法和装置，可以在扩大的网络拓扑结构中，针对多目标同时发生故障的情况，进行准确地故障点定位。第一方面，本发明实施例提供了配电网的故障定位方法，所述方法包括：获取初始化的量子双链编码；将所述初始化的量子双链编码输入量子遗传算法，得到多个开关函数状态序列；根据每个开关函数状态序列计算对应的开关函数；在所述每个开关函数状态序列的和为最小值的情况下，根据所述每个开关函数状态序列对应的开关函数，计算当前评价函数；将所述当前评价函数与前一评价函数进行比较；如果所述当前评价函数小于所述前一评价函数，则继续更新所述当前评价函数。进一步的，所述将所述初始化的量子双链编码输入量子遗传算法，得到多个开关函数状态序列，包括：通过矩阵变换方式更新所述初始化的量子双链编码，得到量子旋转门；将所述量子旋转门对应的旋转角度输入布谷鸟算法，得到更新的旋转角；根据所述量子旋转门和所述更新的旋转角，得到状态序列矩阵；对所述状态序列矩阵中的数值进行取整，得到取整后的状态序列矩阵；从所述取整后的状态序列矩阵中选取第一行的数值和第二行的数值，作为所述开关函数状态序列。进一步的，所述在所述每个开关函数状态序列的和为最小值的情况下，根据所述每个开关函数状态序列对应的开关函数，计算当前评价函数，包括：根据下式计算所述当前评价函数：其中，f为所述当前评价函数，ij为所述每个开关函数状态序列对应的开关函数，i*j为每个开关函数状态序列对应的开关函数的期望，为所述每个开关函数状态序列。进一步的，所述方法还包括：如果所述开关函数状态序列中的数值存在1，则所述开关函数状态序列对应的区段存在设备故障；如果所述开关函数状态序列中的数值均为0，则所述开关函数状态序列对应的区段不存在设备故障。进一步的，所述根据每个开关函数状态序列计算对应的开关函数，包括：根据下式计算所述每个开关函数状态序列计算对应的开关函数：其中，ij(s)为所述每个开关函数状态序列对应的开关函数，si为第i区段对应的开关函数状态序列，j表示开关，i表示区段编号，i＝1，2，3，....，表示关系或。第二方面，本发明实施例提供了配电网的故障定位装置，所述装置包括：第一获取单元，用于获取初始化的量子双链编码；第二获取单元，用于将所述初始化的量子双链编码输入量子遗传算法，得到多个开关函数状态序列；第一计算单元，用于根据每个开关函数状态序列计算对应的开关函数；第二计算单元，用于在所述每个开关函数状态序列的和为最小值的情况下，根据所述每个开关函数状态序列对应的开关函数，计算当前评价函数；比较单元，用于将所述当前评价函数与前一评价函数进行比较；更新单元，用于在所述当前评价函数小于所述前一评价函数的情况下，继续更新所述当前评价函数。进一步的，所述第二获取单元包括：通过矩阵变换方式更新所述初始化的量子双链编码，得到量子旋转门；将所述量子旋转门对应的旋转角度输入布谷鸟算法，得到更新的旋转角；根据所述量子旋转门和所述更新的旋转角，得到状态序列矩阵；对所述状态序列矩阵中的数值进行取整，得到取整后的状态序列矩阵；从所述取整后的状态序列矩阵中选取第一行的数值和第二行的数值，作为所述开关函数状态序列。进一步的，所述第二计算单元包括：根据下式计算所述当前评价函数：其中，f为所述当前评价函数，ij为所述每个开关函数状态序列对应的开关函数，i*j为每个开关函数状态序列对应的开关函数的期望，为所述每个开关函数状态序列。进一步的，所述装置还包括：第一确定单元，用于在所述开关函数状态序列中的数值存在1的情况下，所述开关函数状态序列对应的区段存在设备故障；第二确定单元，用于在所述开关函数状态序列中的数值均为0的情况下，所述开关函数状态序列对应的区段不存在设备故障。进一步的，所述第一计算单元包括：根据下式计算所述每个开关函数状态序列计算对应的开关函数：其中，ij(s)为所述每个开关函数状态序列对应的开关函数，si为第i区段对应的开关函数状态序列，j表示开关，i表示区段编号，i＝1，2，3，....，表示关系或。本发明实施例提供了配电网的故障定位方法和装置，包括：获取初始化的量子双链编码；将初始化的量子双链编码输入量子遗传算法，得到多个开关函数状态序列；根据每个开关函数状态序列计算对应的开关函数；在每个开关函数状态序列的和为最小值的情况下，根据每个开关函数状态序列对应的开关函数，计算当前评价函数；将当前评价函数与前一评价函数进行比较；如果当前评价函数小于前一评价函数，则继续更新当前评价函数，可以在多目标同时发生故障时，准确地进行故障点定位。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术提供的单电源辐射网；图2为本发明实施例一提供的配电网的故障定位方法流程图；图3为本发明实施例一提供的配电网的故障定位方法中步骤s102的流程图；图4为本发明实施例二提供的配电网的故障定位装置示意图。图标：10-第一获取单元；20-第二获取单元；30-第一计算单元；40-第二计算单元；50-比较单元；60-更新单元。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在图1的单电源辐射网中，cb1表示进线断路器，k1，k2，k3分段开关，s1，s2，s3，s4表示设备，包括负荷、线路等。当s3处发生故障时，首先由故障处理第一阶段的断路器k3快速断开故障电路，其上游的所有开关和断路器都有故障电流流过，其下游的开关没有故障电流。单电源辐射网络的不同区段和开关的关联表如表1所示：开关关联区段cb1s1、s2、s3、s4k1s2、s3、s4k2s3、s4k3s4在简单的配电网中，可以根据不同区段和开关的关联表确定故障区段，但是网络扩大，则无法依据不同区段与开关的关联表判断故障区段。为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。实施例一：图2为本发明实施例一提供的配电网的故障定位方法流程图。参照图2，该方法包括以下步骤：步骤s101，获取初始化的量子双链编码；步骤s102，将初始化的量子双链编码输入量子遗传算法，得到多个开关函数状态序列；步骤s103，根据每个开关函数状态序列计算对应的开关函数；步骤s104，在每个开关函数状态序列的和为最小值的情况下，根据每个开关函数状态序列对应的开关函数，计算当前评价函数；步骤s105，将当前评价函数与前一评价函数进行比较；步骤s106，如果当前评价函数小于前一评价函数，则继续更新当前评价函数。这里，根据上述步骤不断进行迭代更新，迭代次数可以设置为300次，即迭代300次后，算法自动终止，从而在迭代的过程中得到最优解。进一步的，参照图3，步骤s102包括以下步骤：步骤s201，通过矩阵变换方式更新初始化的量子双链编码，得到量子旋转门；具体地，量子双链编码的上链和下链都进行取整后表示配电网的区段故障状态。初始化的量子双链编码如公式(1)所示：其中，初始化2*n的矩阵为m，量子搜索本质上采用矩阵变换更新量子编码序列，定义如公式(2)所示：其中，u(δθ)为更新前的量子旋转门，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过程由公式(3)可知：其中，u1(δθ)为更新后的量子旋转门，即量子旋转门，cos(δθi)、sin(δθi)为量子旋转门矩阵中的系数，δθ为量子旋转门的旋转角度。步骤s202，将量子旋转门对应的旋转角度输入布谷鸟算法，得到更新的旋转角；具体地，布谷鸟搜索算法即cs算法，属于智能优化计算的一种，是一种新型的基于全局协同搜索的启发式搜索算法，是一种模拟布谷鸟搜索觅食的智能算法，通过莱维飞行来搜索新解，莱维飞行来源于对动物觅食的行走路线的观察，其搜索步长由levy分布来确定。布谷鸟位置对应于δθ，对旋转角度的更新具体如公式(4)所示：其中，δθ(t+1)i为第i的鸟窝在第t+1代的位置，为点对点乘法，a为步长比例因子，并且一般情况下令a＝1，由公式(5)可知：levy(b)～u＝t-λ，(1<λ≤3)(5)将公式(5)进一步简化为公式(6)，具体如下：其中，λ＝β+1,0<β<2，β可以取1.5，u，v服从正态分布，λ为莱维飞行的指数系数，具体参照公式(7)、(8)和(9)。u～n(0,σ2u),v～n(0,σ2v)(7)σv＝1(9)步骤s203，根据量子旋转门和更新的旋转角，得到状态序列矩阵；这里，通过布谷鸟算法，得到更新的旋转角，并将更新的旋转角代入公式(3)中，从而得到状态序列矩阵。步骤s204，对状态序列矩阵中的数值进行取整，得到取整后的状态序列矩阵；步骤s205，从取整后的状态序列矩阵中选取第一行的数值和第二行的数值，作为开关函数状态序列。进一步的，步骤s104包括：根据公式(10)计算当前评价函数：其中，f为当前评价函数，ij为每个开关函数状态序列对应的开关函数，i*j为每个开关函数状态序列对应的开关函数的期望，为每个开关函数状态序列。进一步的，该方法还包括：如果开关函数状态序列中的数值存在1，则开关函数状态序列对应的区段存在设备故障；如果开关函数状态序列中的数值均为0，则开关函数状态序列对应的区段不存在设备故障。进一步的，步骤s103包括：根据公式(11)计算每个开关函数状态序列计算对应的开关函数：其中，ij(s)为每个开关函数状态序列对应的开关函数，si为第i区段对应的开关函数状态序列，j表示开关，i表示区段编号，i＝1，2，3，....，表示关系或。具体地，每个开关函数状态序列对应的开关函数可参照公式(12)：本发明实施例提供了配电网的故障定位方法，包括：获取初始化的量子双链编码；将初始化的量子双链编码输入量子遗传算法，得到多个开关函数状态序列；根据每个开关函数状态序列计算对应的开关函数；在每个开关函数状态序列的和为最小值的情况下，根据每个开关函数状态序列对应的开关函数，计算当前评价函数；将当前评价函数与前一评价函数进行比较；如果当前评价函数小于前一评价函数，则继续更新当前评价函数，可以在多目标同时发生故障时，准确地进行故障点定位。实施例二：图4为本发明实施例二提供的配电网的故障定位装置示意图。参照图4，该装置包括：第一获取单元10，用于获取初始化的量子双链编码；第二获取单元20，用于将初始化的量子双链编码输入量子遗传算法，得到多个开关函数状态序列；第一计算单元30，用于根据每个开关函数状态序列计算对应的开关函数；第二计算单元40，用于在每个开关函数状态序列的和为最小值的情况下，根据每个开关函数状态序列对应的开关函数，计算当前评价函数；比较单元50，用于将当前评价函数与前一评价函数进行比较；更新单元60，用于在当前评价函数小于前一评价函数的情况下，继续更新当前评价函数。进一步的，第二获取单元20包括：通过矩阵变换方式更新所述初始化的量子双链编码，得到量子旋转门；将量子旋转门对应的旋转角度输入布谷鸟算法，得到更新的旋转角；根据量子旋转门和更新的旋转角，得到状态序列矩阵；对状态序列矩阵中的数值进行取整，得到取整后的状态序列矩阵；从取整后的状态序列矩阵中选取第一行的数值和第二行的数值，作为开关函数状态序列。进一步的，第二计算单元40包括：根据下式计算当前评价函数：其中，f为当前评价函数，ij为每个开关函数状态序列对应的开关函数，i*j为每个开关函数状态序列对应的开关函数的期望，为每个开关函数状态序列。进一步的，该装置还包括：第一确定单元(未示出)，用于在开关函数状态序列中的数值存在1的情况下，开关函数状态序列对应的区段存在设备故障；第二确定单元(未示出)，用于在开关函数状态序列中的数值均为0的情况下，开关函数状态序列对应的区段不存在设备故障。进一步的，第一计算单元30包括：根据下式计算每个开关函数状态序列计算对应的开关函数：其中，ij(s)为每个开关函数状态序列对应的开关函数，si为第i区段对应的开关函数状态序列，j表示开关，i表示区段编号，i＝1，2，3，....，表示关系或。本发明实施例提供了配电网的故障定位装置，包括：获取初始化的量子双链编码；将初始化的量子双链编码输入量子遗传算法，得到多个开关函数状态序列；根据每个开关函数状态序列计算对应的开关函数；在每个开关函数状态序列的和为最小值的情况下，根据每个开关函数状态序列对应的开关函数，计算当前评价函数；将当前评价函数与前一评价函数进行比较；如果当前评价函数小于前一评价函数，则继续更新当前评价函数，可以在多目标同时发生故障时，准确地进行故障点定位。本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的配电网的故障定位方法的步骤。本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的配电网的故障定位方法的步骤。本发明实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。当前第1页12